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informacion completa sobre la metodologia y la implementacion de muros de tierra mecanicamente estabilizados
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METODOLOGA E IMPLEMENTACIN DE MUROS DE TIERRA MECNICAMENTE ESTABILIZADOS APLICADOS EN OBRAS
RESUMEN
Los muros de contencin de tierras son elementos estructurales de amplio
uso en obras de infraestructura, cuya finalidad es la contencin de tierras para
estabilizacin de taludes naturales, formacin de terraplenes para carreteras,
formacin de estribos para obras de paso, etc. Tradicionalmente se han empleado
para su construccin, materiales tales como mampostera, hormign en masa y/o
hormign armado.
En las ltimas dcadas han tenido un fuerte desarrollo tecnolgico,
debido principalmente a la aparicin de nuevas alternativas de solucin como
complemento a las de uso ms tradicional. El avance alcanzado en el desarrollo
de estas estructuras ha pasado por la incorporacin de nuevos materiales para su
diseo, la definicin de nuevos mtodos constructivos y la creacin de nuevos
elementos estructurales a partir de los materiales de uso tradicional.
Es as como gran parte de las actuales aplicaciones en ingeniera estn
orientadas al refuerzo de suelos (con inclusin de armaduras metlicas o
geosintticos) y al empleo del hormign prefabricado para la construccin de los
muros (como pueden ser muros mnsula, muros criba, muros de tierra mecnicamente
estabilizada, etc.).
El empleo de elementos prefabricados permite realizar los trabajos de
puesta en obra con una reduccin de tiempo y coste, y una mejora en la calidad
final de la estructura, desde un punto de vista estructural y esttico. Adems,
esta tcnica permite una reduccin del impacto medio ambiental, debido a la
posibilidad de dar distintos acabados superficiales a la estructura.
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METODOLOGA E IMPLEMENTACIN DE MUROS DE TIERRA MECNICAMENTE ESTABILIZADOS APLICADOS EN OBRAS
En este sentido, es posible desarrollar nuevas soluciones de estructuras
de contencin de tierras prefabricadas, mediante el empleo de materiales no
tradicionales como es el caso de los materiales compuestos (composites). Los
composites presentan la ventaja de tener un reducido peso en comparacin a otros
materiales, como es el caso del hormign (pueden alcanzar densidades del orden
de 0,10 a 0,20 t/m3), con lo que la puesta en obra de estas estructuras se
facilita, no necesitando el empleo de maquinarias de gran envergadura para su
instalacin, lo que permite tambin llegar a zonas de difcil acceso. Adems,
algunos de estos materiales presentan la posibilidad de reciclaje, con lo que se
reduce el impacto que se genera sobre el medio.
Los materiales compuestos disponen de ventajas con relacin a otros
productos, aportando numerosas cualidades funcionales como son: ligereza;
resistencia mecnica y qumica; mantenimiento reducido y libertad de formas.
Su uso permite aumentar la vida til de ciertos componentes
estructurales, gracias a sus propiedades mecnicas (rigidez, resistencia a la
fatiga) y a sus propiedades qumicas (resistencia a la corrosin).
Tambin enriquecen las posibilidades de diseo, permitiendo aligerar las
estructuras y realizar formas complejas aptas para cumplir varias funciones.
A travs de este proyecto de investigacin, se estudiar el desarrollo de
una nueva aplicacin de los materiales compuestos en la industria de la
construccin, mediante el diseo de estructuras de contencin de tierras
fabricados en base a estos materiales. Se evaluarn distintas posibilidades de
solucin (muros tipo mnsula, muros de tierra mecnicamente estabilizada, entre
otros), a partir del anlisis del comportamiento geotcnico de dichas
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estructuras y de su interaccin con el terreno, y se propondr, finalmente, un
prototipo que pueda ser utilizado en obras de infraestructura viaria.
1. INTRODUCCIN
La tecnologa de Suelos Mecnicamente Estabilizados (conocida tambin por
sus siglas en ingls MSE, de "Mechanically Stabilized Earth", o como TEM, por
"Tierra Estabilizada Mecnicamente", segn el Manual de Carreteras del MOP) fue
desarrollada en Francia, hace ms de 40 aos, como una alternativa tcnica y
econmica a la solucin tradicional de muros de contencin de hormign armado.
La norma "Standard Specification for Highway Bridges", de la'American
Association of State Highway and Transportation Officals" (AASHTO), de Estados
Unidos, incorpora su diseo con dicha denominacin MSE (Mechanically Stabilized
Earth Walis) en la seccin 5.8, mientras la FHWA (Federal Hghway
Admnistrafion) los especifica en su documento FHWA-SA-96-071.
Como indica su nombre, los sistemas TEM, o MSE, consisten en la
estabilizacin mecnica de un terrapln por medio de una armadura, gracias a la
interaccin entre ambos. Bsicamente, el suelo, al tender a deslizar, es
retenido por la armadura, la cual entra en traccin. Debido a que el fenmeno de
interaccin termina en el extremo de la armadura y que el terrapln estara
afecto a fenmenos de erosin (viento, agua, inestabilidades locales, etc.), se
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cubre el paramento del mismo con placas de hormign conectadas a las armaduras,
dando valor esttico a la obra.
El muro se construye como un terrapln, en que cada cierto nmero de
capas se incorpora un conjunto de armadura, cubriendo el paramento con placas de
hormign que se encajan unas a otras, segn se ilustra en la figura N1.
Figura 1.1: Corte de muros de contencin de tierras.
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1.1. OBJETIVOS Y ALCANCE DE LA INVESTIGACIN
1.1.1. Objetivo general
Describir el mtodo e implementacin de muros de tierra mecnicamente
estabilizados aplicados en estructuras.
1.1.2. Objetivos Especficos
Estudiar las diversas tipologas de estructuras rgidas de
contencin de tierras que actualmente se emplean en obras de
infraestructura, definiendo los mtodos de diseo para su posterior
dimensionamiento.
Describir la implementacin del sistema de tierra mecnicamente
estabilizada.
Explicar fuerzas que actan en la estructura para su diseo.
Describir metodologa de reparacin de muros de contencin
terratrel para 300 viviendas sociales en Panguipulli.
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METODOLOGA E IMPLEMENTACIN DE MUROS DE TIERRA MECNICAMENTE ESTABILIZADOS APLICADOS EN OBRAS
CAPITULO II
2. LOS MUROS DE CONTENCIN DE TIERRAS: TIPOLOGAS Y DISEO
GEOTCNICO
2.1. INTRODUCCIN
Una estructura de contencin de tierras, denominada comnmente muro, es
una estructura permanente, relativamente rgida y continua, que de forma activa
o pasiva produce un efecto estabilizador sobre una masa de terreno
desequilibrada, natural o artificial, que se encuentra ubicada en su parte
posterior (trasds). Terzaghi, Peck y Mesri (1996) lo definen como una
estructura destinada a soportar suelos que presentan pendientes mayores que su
ngulo de reposo.
Los muros de contencin de tierras son empleados en diversas actuaciones
de la ingeniera, como son: contencin de taludes y estribos de pasos superiores
en obras de infraestructura viaria (carreteras, ferrocarriles, etc.); contencin
de terrenos en obras de edificacin (a nivel superficial y en el interior del
terreno); utilizacin para la construccin de muelles portuarios; contencin de
vertederos; entre otros. Su empleo data ya de hace varios siglos, pero solo a
partir del siglo XVII aparecen las primeras contribuciones que han permitido
desarrollar las teoras para su diseo geotcnico (Soriano, 1996).
Este tipo de estructuras acta generalmente como un elemento de
transicin, destinadas a establecer y mantener una diferencia de niveles en el
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METODOLOGA E IMPLEMENTACIN DE MUROS DE TIERRA MECNICAMENTE ESTABILIZADOS APLICADOS EN OBRAS
terreno, con una pendiente superior a lo que permitira la resistencia del
mismo, transmitiendo a su base y resistiendo con deformaciones admisibles los
correspondientes empujes laterales a los que se ve sometido.
En ocasiones se emplean para estabilizar deslizamientos potenciales o ya
existentes, donde el muro es introducido al pie del talud como elemento de
contencin. En desmontes y terraplenes, en los que la falta de espacio impone
condiciones de construccin con el diseo de taludes casi verticales, el empleo
de muros puede ser casi obligado. Este es un caso muy frecuente en la
construccin de obras de infraestructuras viarias.
Existen diversas clasificaciones por las cuales se distinguen las distintas
tipologas de muros de contencin de tierras que son empleadas en obras de
infraestructura viaria. En este captulo se presentan las ms significativas,
que en general son incluidas en la mayora de los textos de Mecnica de Suelos,
y que corresponden a: desde un punto de vista funcional; de acuerdo a la forma
en como contrarrestan los empujes; segn la interaccin suelo-estructura; y,
segn el material con el que son fabricados.
Las diversas tipologas de muros de contencin de tierras que pueden ser
empleadas en obras de infraestructura viaria, son diseadas para que resistan
las acciones a las cuales se ven sometidas, y segn las normativas actuales y el
tipo de estructura que se emplee, se analizan tanto por estabilidad externa como
por estabilidad interna.
El diseo de un muro de contencin de tierras se realiza esencialmente
por tanteos, definiendo unas dimensiones iniciales que son evaluadas para que la
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METODOLOGA E IMPLEMENTACIN DE MUROS DE TIERRA MECNICAMENTE ESTABILIZADOS APLICADOS EN OBRAS
estructura sea estable al vuelco, deslizamiento, hundimiento y estabilidad
global, este ltimo a partir de un anlisis de estabilidad de taludes que
incluya la estructura, el relleno de trasds y el terreno de cimentacin. Para
el anlisis de estabilidad interna, caracterstico de muros de tierra
mecnicamente estabilizada con armaduras de refuerzo, dicho anlisis est
orientado a analizar la rotura de las armaduras y su interaccin con el material
de relleno que forma el muro propiamente tal.
La determinacin de las acciones que actan sobre un muro y que permiten
efectuar el anlisis de su estabilidad, se realiza a partir de la definicin,
por un lado, de las fuerzas solicitantes que actan como fuerzas
desestabilizadoras, y por otro, de las fuerzas resistentes, que actan como
fuerzas estabilizadoras y que contribuyen a la estabilidad de muro. La
determinacin de las fuerzas desestabilizadoras, se hace a partir de diversos
mtodos de diseo geotcnico, siendo los mtodos desarrollados por
Coulomb (1776) y Rankine (1857) los de ms amplia aplicacin para el
dimensionamiento de estas estructuras.
En este captulo se analizan, por un lado, la diversas tipologas que son
empleadas actualmente en obras de infraestructura viaria, presentando las
distintas clasificaciones que se encuentran en las referencias bibliogrficas
estudiadas. Adems, se establece el estado actual del conocimiento de los
mtodos empleados para el dimensionamiento geotcnico de los muros de contencin
de tierras presentados en los primeros apartados, desde las primeras
contribuciones desarrolladas en el siglo XVII hasta aquellas utilizadas en la
actualidad para la definicin de los empujes de tierras que actan en su
trasds, debidos a: peso propio del relleno; sobrecargas; presencia de agua
hidrosttica; compactacin; y, sismo.
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METODOLOGA E IMPLEMENTACIN DE MUROS DE TIERRA MECNICAMENTE ESTABILIZADOS APLICADOS EN OBRAS
2.2. LOS MUROS DE CONTENCIN DE TIERRAS
Los muros de contencin de tierras pueden ser divididos en tres
tipologas: muros convencionales, muros prefabricados y muros de tierra
mecnicamente estabilizada.
Los muros convencionales son los de uso ms extendido y los ms antiguos,
emplendose para su fabricacin mampostera de piedra, hormign en masa y
hormign reforzado. Los muros prefabricados (de hormign) y los muros de tierra
mecnicamente estabilizada (con inclusin de armaduras de refuerzo en el suelo),
son de uso ms reciente, y actualmente son empleados en un gran nmero de
aplicaciones, por su rapidez de ejecucin, por las menores afecciones que
generan al medio ambiente y por la reduccin de costes que se alcanza en su
proceso de fabricacin y puesta en obra.
Durante muchos aos los muros de contencin de tierras han sido
construidos casi exclusivamente de hormign armado, siendo diseados como muros
de gravedad y como muros mnsula (cantilever). Estos tipos de muros son
esencialmente rgidos y, en general, pueden presentar problemas estructurales
cuando son cimentados en suelos de pobres caractersticas geotcnicas. Adems,
su coste aumenta ms en estas condiciones con el aumento de su altura, en
comparacin a los muros de tierra mecnicamente estabilizada.
Elias, Christopher y Berg (2001), han presentado un anlisis comparativo
de costes de algunos muros de contencin estudiados en funcin de su altura. En
su estudio se puede observar que, los muros de tierra mecnicamente estabilizada
son los que presentan los menores costes en comparacin a las estructuras
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METODOLOGA E IMPLEMENTACIN DE MUROS DE TIERRA MECNICAMENTE ESTABILIZADOS APLICADOS EN OBRAS
rgidas, debido a que ellos pueden tolerar mayores asentamientos y alcanzar
mayores alturas, por el efecto de refuerzo que se crea con la inclusin de las
armaduras (figura 2.1). Los
muros rgidos aumentan significativamente su costo para alturas mayores a 7 m,
debido a que es necesario reforzar adecuadamente el hormign para los mayores
esfuerzos a los que se ven sometidos.
El desarrollo de cada una de estas tcnicas ha permitido disponer en la
actualidad de un gran nmero de soluciones para las distintas aplicaciones
mencionadas anteriormente, que se ajustan adecuadamente a los requerimientos que
imponen los proyectos de ingeniera. Adems, ha llevado a la definicin de
distintos tipos de clasificaciones, considerndose en general para todas las
tipologas las siguientes:
segn la funcin que cumplen en el terreno;
segn la forma en como contrarrestan los esfuerzos del terreno;
segn la interaccin suelo-estructura que se crea en el contacto entre
ambos materiales, y;
segn los materiales que son empleados para su fabricacin.
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METODOLOGA E IMPLEMENTACIN DE MUROS DE TIERRA MECNICAMENTE ESTABILIZADOS APLICADOS EN OBRAS
Figura 2.1: Costes relativos de muros de contencin de tierras.
(Tomada de FHWA NHI 00 043, 2001. Mechanically Stabilized Earth Walls and Reinforced
Soil Slopes Design and Construction Guidelines)
2.2.1. CLASIFICACIN DE LOS MUROS DE CONTENCIN DE TIERRAS
Diversas clasificaciones de los muros de contencin han sido planteadas
histricamente. Desde un punto de vista funcional, los muros de contencin se
pueden dividir en tres tipos fundamentales: de sostenimiento, de contencin y de
revestimiento (Jimnez Salas et al, 1981).
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METODOLOGA E IMPLEMENTACIN DE MUROS DE TIERRA MECNICAMENTE ESTABILIZADOS APLICADOS EN OBRAS
Figura 2.2: Tipologas de muros segn su funcionalidad: (a) de sostenimiento; (b) de
contencin; (c) de revestimiento. (Tomada de Jimenez Salas et al, 1981. Geotecnia y Cimientos II)
Los primeros son aquellos que se construyen separados del terreno
natural, y que posteriormente se rellenan con tierras en su trasds. Los muros
de contencin son los construidos directamente contra un talud en terreno
natural, sin relleno en su
trasds. Finalmente, los muros de revestimiento son diseados para recubrir y
proteger un talud de la erosin, arrastre o meteorizacin, siendo elementos de
delgado espesor adosados a un terreno natural en pendiente (en general son los
menos empleados).
Otra importante clasificacin de los muros se basa en la forma de cmo
ellos contrarrestan los esfuerzos del terreno a los que se ven sometidos.
Existen muros de gravedad, en los que el efecto estabilizador viene dado por su
peso propio, y muros aligerados, en los que el efecto estabilizador viene dado
por el aprovechamiento de las tierras que son colocadas en su trasds (caso
tpico de los muros mnsula).
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METODOLOGA E IMPLEMENTACIN DE MUROS DE TIERRA MECNICAMENTE ESTABILIZADOS APLICADOS EN OBRAS
Por otro lado, en funcin de la interaccin suelo-estructura, los muros
suelen dividirse en dos grandes grupos:
- Estructuras rgidas: que por sus condiciones (dimensiones, morfologa,
etc.) no cambian de forma bajo los empujes del terreno, es decir, que sus
movimientos son perfectamente de giro y/o traslacin, sin que se produzcan
deformaciones significativas de flexin.
- Estructuras flexibles: que por contraposicin con las anteriores, son
aqullas que por sus condiciones soportan los empujes de tierras
experimentando deformaciones a flexin considerables, o las que debido a
sus deformaciones modifican la configuracin de los empujes del terreno.
Finalmente, los muros de contencin pueden ser clasificados por el
material con el cual son fabricados. Antes de la aparicin del hormign armado,
la mayora de los muros de contencin eran diseados en base a mampostera de
piedra y hormign en masa.
Dado que la estabilidad de estas estructuras es debida principalmente a
su peso propio, son tambin conocidos como muros de gravedad.
La aparicin de muros de hormign armado ha permitido reducir el peso de
la estructura y con ello aumentar su altura, por lo que generalmente son
llamados muros aligerados. En funcin de su configuracin geomtrica, estos
muros pueden ser de semigravedad, cantilever (o en mnsula) y con contrafuertes.
Su estabilidad es debida al peso de tierras que se ubica en la parte posterior
del muro y sobre la zapata.
2.2.2. TIPOLOGAS DE MUROS DE CONTENCIN
Tal como se mencionara en el, los muros de contencin pueden ser
divididos en tres tipologas: muros convencionales, muros prefabricados y muros
de tierra mecnicamente estabilizada. Esta subdivisin permite diferenciar
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METODOLOGA E IMPLEMENTACIN DE MUROS DE TIERRA MECNICAMENTE ESTABILIZADOS APLICADOS EN OBRAS
aquellos muros que son completamente construidos in-situ (muros convencionales),
de aquellos de aparicin ms reciente y que son fabricados mediante un proceso
industrializado (muros prefabricados y muros de tierra mecnicamente
estabilizada).
La aparicin de muros prefabricados en el mercado ha trado innumerables
beneficios, no solo en lo referido al costo de construccin, sino tambin a
aspectos medioambientales, a la rapidez de ejecucin de las obras y al
desarrollo de una tcnica que permite alcanzar mayores alturas, adecundose as
a los requerimientos que imponen los proyectos. Estos beneficios tambin han
sido alcanzados con los muros de tierra mecnicamente estabilizada, siendo
adems posible su empleo en zonas con suelos que presentan inadecuadas
propiedades geotcnicas.
Dentro de cada una de estas tipologas es posible incluir varios tipos de
muros de contencin, dependientes principalmente de los materiales empleados
para su construccin y de su geometra.
2.2.2.1. MUROS CONVENCIONALES
Los muros convencionales, o tambin llamados tradicionales, se encuentran
incluidos dentro del grupo de los denominados rgidos, definidos como aquellos
que, ante los empujes de tierras, por su forma y dimensiones sufren
preferentemente movimientos de giro y/o traslacin, sin deformaciones
significativas de flexin, que a su vez pueden dar lugar a modificaciones en la
distribucin de empujes. Los movimientos que pueden producirse en cualquier
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METODOLOGA E IMPLEMENTACIN DE MUROS DE TIERRA MECNICAMENTE ESTABILIZADOS APLICADOS EN OBRAS
tipologa de estos muros, dependen principalmente de las condiciones de
cimentacin de la estructura.
Dentro de esta tipologa se pueden incluir los muros de gravedad, los
muros de semigravedad, los muros en L o T invertida (mnsula) y los muros con
contrafuertes.
De estos, los muros mnsula son los que pueden verse ms afectados por la
deflexin de su alzado, debido a que estos muros son ms ligeros con relacin a
los muros de gravedad.
2.2.2.2 MUROS DE GRAVEDAD
Es la tipologa de muro ms antigua, y pueden ser fabricados de hormign
en masa, mampostera y fbrica. Suelen dotarse de una leve pendiente en el
intrads, con el propsito de mejorar la estabilidad de la estructura. El efecto
estabilizador de estos muros es logrado por su peso propio y por su resistencia
a la compresin, no precisando de armaduras dada estas caractersticas. Adems,
pueden ser de variadas formas y son los ms resistentes a los agentes
destructivos. En general no es frecuente el empleo de estos muros para alturas
mayores a 8 m.
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METODOLOGA E IMPLEMENTACIN DE MUROS DE TIERRA MECNICAMENTE ESTABILIZADOS APLICADOS EN OBRAS
Figura 2.3: Muro de gravedad de mampostera.
Como estos muros pueden sufrir algn movimiento al entrar en carga, si
ste es de giro, con la inclinacin del intrads se evitan efectos visuales
indeseables de desplome, lo que tiende a ocurrir cuando el intrads es vertical.
Con respecto al trasds, tambin puede ejecutarse con inclinacin, lo que
resulta favorable para la estabilidad.
Uno de los inconvenientes de los muros de gravedad es el hecho de que su
peso est limitado por la resistencia del cimiento, situacin muy importante si
el material del mismo es arcilloso. Por contrapartida, la principal ventaja que
presentan estos muros es su facilidad para ser construidos y el reducido coste
que presentan al ser empleados en estructuras de pequea altura. Dentro de esta
categora tambin se
encuentran los muros criba, los muros de gaviones y los de escollera, que suelen
disearse como muros de gravedad.
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METODOLOGA E IMPLEMENTACIN DE MUROS DE TIERRA MECNICAMENTE ESTABILIZADOS APLICADOS EN OBRAS
Los muros criba, o tambin denominados muros jaula, estn formados por
dos clases de vigas cortas, que pueden ser de hormign prefabricado o madera y
que se entrecruzan entre s, formando un armazn que es rellenado posteriormente
con material granular drenante. Generalmente son instalados con su intrads en
pendiente, aunque puede ser vertical para aplicaciones de escasa altura.
Figura 2.4: Muro de contencin tipo cribas.
Los muros de gaviones estn formados por elementos metlicos
confeccionados con redes de malla hexagonal de doble torsin, que son rellenados
posteriormente con gravas. Estos muros suelen ser de altura moderada (del orden
de 5 m), aunque se han construido muros de 25 m de altura con resultados
satisfactorios. Las unidades de gaviones son firmemente unidas entre s con
redondos que los conectan, fijados a travs de costuras con alambres de iguales
caractersticas a los que forman las mallas, de modo de formar una estructura
continua.
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METODOLOGA E IMPLEMENTACIN DE MUROS DE TIERRA MECNICAMENTE ESTABILIZADOS APLICADOS EN OBRAS
Figura 2.5: Muro de contencin de gaviones.
La eleccin del material a ser empleado en la construccin de este tipo
de estructuras, referido esto a las caractersticas de la malla o el material de
relleno, es fundamental para la obtencin de una estructura realmente eficaz. La
malla, en particular, debe poseer una elevada resistencia mecnica, elevada
resistencia contra la corrosin, buena flexibilidad y no ser fcil de destejer o
desmallar.
Los muros de escollera estn constituidos por bloques ptreos, que son
obtenidos generalmente por voladura, con formas ms o menos prismticas y
superficies rugosas. Tanto los muros de gaviones como los muros de escollera
presentan la ventaja de su gran flexibilidad al ser empleados en estabilizacin
de taludes, principalmente por su capacidad de sufrir movimientos importantes
sin romperse, manteniendo ntegras sus caractersticas bsicas como elemento de
contencin.
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METODOLOGA E IMPLEMENTACIN DE MUROS DE TIERRA MECNICAMENTE ESTABILIZADOS APLICADOS EN OBRAS
Figura 2.6: Muro de contencin de escollera.
2.2.2.3. MUROS DE SEMIGRAVEDAD
Estos muros son una variante de los denominados muros de gravedad,
constituidos fundamentalmente por hormign y que van ligeramente armados, con lo
que se reduce en parte su peso al necesitarse de menos hormign para ser
construidos. La reduccin de la seccin de hormign suele ir asociada a una
reduccin de su base de apoyo, y por lo tanto a un aumento de las presiones
sobre el terreno. Dada sus caractersticas, estos muros suelen ser considerados
tambin como muros aligerados.
2.2.2.4. MUROS MNSULA Y CON CONTRAFUERTES
Estos tipos de muros son empleados ante la necesidad de reducir el
volumen de materiales a emplear. Existen de dos tipos: los muros mnsula y los
muros con contrafuertes.
Los muros mnsula, en L o T invertida (tambin denominados cantilever),
estn constituidos por una losa o zapata sobre la que se levanta el alzado,
siendo generalmente de espesor reducido, absorbiendo las flexiones de la mnsula
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METODOLOGA E IMPLEMENTACIN DE MUROS DE TIERRA MECNICAMENTE ESTABILIZADOS APLICADOS EN OBRAS
mediante armadura sencilla o doble. Tambin pueden llevar zarpas en la zapata,
cuyo propsito es mejorar su resistencia al deslizamiento.
Figura 2.7: Muro de contencin tipo mnsula.
Los muros mnsula de uso ms tradicional (en T invertida), estn
constituidos por una zapata y un alzado. La parte de la zapata que sobresale
hacia el intrads, suele denominarse puntera, mientras que la que se
extiende hacia el trasds, taln. Sobre el taln, una parte de las tierras
correspondientes al relleno del muro gravitan sobre l, dndole estabilidad y
confirindole al conjunto muro-relleno caractersticas que lo hacen funcionar
globalmente como muro de gravedad.
La presin que ejerce este tipo de estructuras sobre el cimiento, es
menor que la que genera los muros de gravedad, por lo que son adecuados cuando
la cimentacin posee caractersticas geotcnicas deficientes. El empleo de este
tipo de estructuras es recomendable para alturas no superiores a 14 m.
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METODOLOGA E IMPLEMENTACIN DE MUROS DE TIERRA MECNICAMENTE ESTABILIZADOS APLICADOS EN OBRAS
Los muros de contrafuerte son una variante de los muros L. A intervalos
regulares tienen placas delgadas de hormign conocidas como contrafuertes, que
conectan entre s el muro (alzado) con la losa de base. Con esto se reduce la
fuerza cortante y los momentos flectores. Estos contrafuertes pueden ser
ubicados en el trasds como en el intrads, aunque su empleo ms habitual es en
el trasds.
2.2.2.5 MUROS PREFABRICADOS
Los muros convencionales en muchas ocasiones resultan inadecuados por los
requerimientos en cuanto a estabilidad y deformabilidad de su cimentacin.
Adems, la mayor demanda para la conservacin del medio ambiente obliga a que
las obras interfieran lo menos posible con el aspecto natural del entorno.
A partir de ello, en las ltimas dcadas han aparecido en el mercado
nuevas alternativas de solucin que compaginan las funciones resistentes con las
ecolgicas. Estas nuevas alternativas corresponden a estructuras de contencin
prefabricadas, fabricadas principalmente en hormign, que permiten alcanzar una
mayor rapidez de ejecucin de las obras y una minimizacin del impacto
ambiental.
Los muros prefabricados de hormign son elaborados total o parcialmente
por un proceso industrial mecanizado. En algunos casos se hace necesaria la
colocacin de armaduras, con el propsito de resistir los esfuerzos de flexin a
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METODOLOGA E IMPLEMENTACIN DE MUROS DE TIERRA MECNICAMENTE ESTABILIZADOS APLICADOS EN OBRAS
los que se ven sometidos. Segn su diseo estructural, los muros prefabricados
de hormign pueden
ser clasificados en tres grandes grupos, como puede verse en el siguiente
esquema:
Las principales ventajas que lleva asociada la utilizacin de este tipo
de muros de contencin de tierras, son:
- Reduccin de tiempo y de costes en la ejecucin de la obra, influenciado por la
sencillez de montaje de los elementos prefabricados.
- Reduccin de los recursos humanos necesarios para su puesta en obra, con una
menor mano de obra especializada.
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METODOLOGA E IMPLEMENTACIN DE MUROS DE TIERRA MECNICAMENTE ESTABILIZADOS APLICADOS EN OBRAS
- Mejora de la calidad final de la estructura.
- Reduccin del impacto ambiental, con la posibilidad de obtener diferentes
acabados dependiendo del entorno donde se ubique la estructura de contencin.
2.2.2.6. MUROS PREFABRICADOS EMPOTRADOS
Este tipo de muros trabaja en voladizo, el cual es formado por un
elemento plano o nervado, continuo o discontinuo, pretensado o postensado, y que
se encuentra empotrado en su base. Sus dos funciones principales son las de
sostenimiento y contencin de tierras, y entran en carga cuando es colocado el
material de relleno en su trasds. La mxima altura que pueden alcanzar estos
tipos de muros es de 16,0 m.
Figura 2.8: Muro de pantalla prefabricada y zapata in situ.
2.2.2.7. MUROS PREFABRICADOS DE GRAVEDAD
Son aquellos formados por elementos prefabricados, generalmente de
hormign, que son estables por su propio peso sin que existan esfuerzos de
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METODOLOGA E IMPLEMENTACIN DE MUROS DE TIERRA MECNICAMENTE ESTABILIZADOS APLICADOS EN OBRAS
traccin en algunos de sus elementos, y que pueden ser de mdulos huecos o de
bloques macizos. La mxima altura aconsejable para este tipo de muros, oscila
entre 20,0 y 24,0 m.
Figura 2.9: Muro de mdulos prefabricados verdes.
2.2.2.8. MUROS DE BLOQUES PREFABRICADOS DE HORMIGN
Son muros realizados mediante la superposicin de bloques abiertos, no
macizos, y que se unen entre s por un mortero de cemento. En general su uso se
limita a muros de pequea altura (mximo 3,0 m), siendo necesario en algunos
casos armarlos interiormente, con barras de acero y hormign. Adems, suelen
unirse a la cimentacin mediante armaduras de espera.
Figura 2.11: Muro de bloques prefabricados de hormign.
2.2.2.9. MUROS DE TIERRA MECNICAMENTE ESTABILIZADA
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METODOLOGA E IMPLEMENTACIN DE MUROS DE TIERRA MECNICAMENTE ESTABILIZADOS APLICADOS EN OBRAS
La idea de la tierra mecnicamente estabilizada fue desarrollada por
primera vez en los aos 60 del siglo pasado, por el Ingeniero Francs Henri
Vidal (Schlosser, 1972), quin creo y patent la Tierra Armada.
La tecnologa creada por Vidal consiste en la estabilizacin mecnica de
un terrapln por medio de la inclusin de tiras metlicas, las cuales refuerzan
el suelo por el efecto de interaccin que se genera entre ambos, aumentando
significativamente su resistencia. Las tiras son conectadas en su extremo a un
muro de revestimiento, que sirve principalmente para prevenir el escape del
relleno y que est constituido por diversas placas, tal como se muestra en la
figura 2.12 y que en la tecnologa original desarrollada por Vidal, eran de
acero. La configuracin general de una estructura de tierra mecnicamente
estabilizada y sus componentes, se muestra en la siguiente figura:
Figura 2.12: Componentes de un muro de Tierra Armada.
A partir de la creacin de la tecnologa de Tierra Armada, se han
desarrollado diversas alternativas de muros de tierra mecnicamente estabilizada
mediante el empleo de nuevos materiales. As, como material de refuerzo se
emplean actualmente tiras y mallas metlicas (armadura inextensible), y diversos
materiales polimricos como pueden ser geotextiles y geomallas (armadura
extensible), mientras que como material de revestimiento el hormign
prefabricado es empleado en la gran mayora de las aplicaciones.
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METODOLOGA E IMPLEMENTACIN DE MUROS DE TIERRA MECNICAMENTE ESTABILIZADOS APLICADOS EN OBRAS
El proceso constructivo de estos muros consiste en la ejecucin de un relleno
compactado en capas de espesor uniforme, el cual es contenido por placas de
revestimiento que son instaladas al finalizar la compactacin de cada capa. A
cada nivel de tierras se instalan las tiras de refuerzo que son conectadas a las
placas mediante adecuados sistemas de sujecin. Estos muros pueden alcanzar
alturas sobre los 30 m, dependiendo de las aplicaciones para las cuales son
empleados.
Figura 2.13: Muro de Tierra Armada y sistema de conexin para tiras de refuerzo.
Las placas de revestimiento empleadas en estos muros tienen distintas
configuraciones geomtricas (rectangulares, hexagonales y/o en forma de cruz), y
en general sus dimensiones son de 1,501,50 m. En cuanto a los sistemas de
refuerzo, estos son instalados en el relleno a intervalos regulares, con
separacin vertical (Sv) y horizontal (Sh) de aproximadamente 0,75 m, y en el
caso de ser metlicos, son elaborados de acero galvanizado por los problemas de
corrosin a los cuales se ven sometidos.
CAPITULO III
DISEO DE MUROS DE SUELO MECNICAMENTE ESTABILIZADO
27
METODOLOGA E IMPLEMENTACIN DE MUROS DE TIERRA MECNICAMENTE ESTABILIZADOS APLICADOS EN OBRAS
3.1 ALCANCES
El presente captulo no pretende ser un manual de diseo, sino presentar
conceptos generales de diseo. No existiendo una normativa chilena de diseo
vigente a la fecha, el presente documento expone normas y criterios
internacionales, los cuales se pueden consultar en la bibliografa anexa.
3.2 INVESTIGACION DE CAMPO Y ESTUDIOS PREVIOS
El diseo de los muros de tierra reforzada se inicia con una ingeniera
bsica, es decir, con todos los estudios previos que delimitan el proyecto y que
son los datos de ingreso para el diseo.
Estos estudios previos e investigaciones de campo son:
EVALUACIN TCNICO -ECONMICA
La evaluacin tcnica es la primera aproximacin al proyecto. En base a
los esfuerzos estticos (cargas vivas y muertas) y dinmicos (sismos o
impactos), as como las condicionantes del terreno, se evala si esta tecnologa
es una alternativa de solucin.
La evaluacin econmica del anteproyecto determinar si la alternativa es
competitiva.
TOPOGRAFA
Esta tcnica indica cmo se posiciona el proyecto e interviene el
terreno, definiendo la geometra del muro. La topografa puede invalidar la
solucin si la extensin del macizo interviene zonas vecinas o genera cortes no
factibles de materializar.
MECNICA DE SUELOS
28
METODOLOGA E IMPLEMENTACIN DE MUROS DE TIERRA MECNICAMENTE ESTABILIZADOS APLICADOS EN OBRAS
Define los parmetros del relleno del macizo (suelo reforzado), relleno a
trasds (suelo contenido) y el suelo de apoyo (suelo de fundacin), as como los
parmetros dinmicos atingentes al proyecto. Por lo tanto, es fundamental en el
clculo del muro, tanto en la estabilidad interna como externa.
ZONIFICACIN SSMICA
Determina los esfuerzos dinmicos para los cuales tiene que estar
calculado el muro. Lo anterior depender del emplazamiento de la obra, tipo de
suelo e interaccin con estructuras vecinas.
VIDA TIL
La vida operativa de la obra quedar definida por el proyecto del cual
forma parte la estructura, pudiendo ser mnima para una obra temporal, y de 75 o
ms aos para una obra permanente.
MATERIALES DISPONIBLES
La disponibilidad y caractersticas de los yacimientos influyen no slo en el
costo directo de su explotacin y transporte, sino en el diseo del muro y por
lo tanto en el costo del suministro de los elementos especiales del sistema.
Suelos salinos o agresivos pueden hacer poco competitiva la alternativa de la
tierra reforzada.
OTROS ESTUDIOS
En funcin del proyecto, es posible que se requieran otros estudios previos. Tal
es el caso de muros inundables, los que requerirn de estudios hidrulicos y
geotcnicos especiales.
29
METODOLOGA E IMPLEMENTACIN DE MUROS DE TIERRA MECNICAMENTE ESTABILIZADOS APLICADOS EN OBRAS
3.3 PARMETROS Y DATOS DE DISEO
Los parmetros de clculo quedan definidos por las investigaciones y estudios previos
indicados anteriormente. Esto se traduce en los siguientes datos de entrada (ver Figura ):
a) Geometra del muro: Son los datos dimensionales del muro, como:
H= altura del muro (m)
L= largo de armaduras (m)
w= ngulo talud sobre muro (1)
b) Condiciones del relleno del macizo: Corresponde al relleno del macizo en contacto
con el reforzamiento, con parmetros como:
g1 = peso unitario del relleno (KN/ M3)
F1 = ngulo de friccin interna
()
30
METODOLOGA E IMPLEMENTACIN DE MUROS DE TIERRA MECNICAMENTE ESTABILIZADOS APLICADOS EN OBRAS
c) Relleno posterior: Corresponde al suelo a trasds del muro.
d) Los parmetros utilizados son:
2 = peso unitario del suelo retenido (KN/M3)
2 = ngulo de friccin interna
c2 = cohesin del suelo (MPa)
e) Suelo de apoyo: Se utilizan:
3 = ngulo de friccin interna ()
c3= cohesin del suelo (MPa)
f) Tipo de armaduras: Resistencia a la traccin del reforzamiento. Tr (M Pa)
g) Geometra de las armaduras:
longitud L (m)
ancho b (mm), para barras planas
espesor eo (mm), para barras planas
dimetro (mm), para mallas
h) Tipo de paramento: Placas prefabricadas de hormign.
31
METODOLOGA E IMPLEMENTACIN DE MUROS DE TIERRA MECNICAMENTE ESTABILIZADOS APLICADOS EN OBRAS
Establecidas las dimensiones y parmetros del muro, se determinan los estados de
carga ms realistas para el diseo del mismo. Los estados usuales de anlisis
son los indicados en la figura 3, en que se considera:
Caso 1: Toda la sobrecarga a trasds del macizo. Desfavorable para el
deslizamiento y volcamiento.
Caso 2: Sobrecarga sobre el macizo y a trasds. Desfavorable para la capacidad de
soporte.
Sin Caso 3:
sobrecarga. Desfavorable para el deslizamiento
32
METODOLOGA E IMPLEMENTACIN DE MUROS DE TIERRA MECNICAMENTE ESTABILIZADOS APLICADOS EN OBRAS
Los factores de seguridad se determinan segn el tipo de clculo
escogido, es decir, por estados lmite (limit states) o por tensiones de trabajo
(working loads). Asimismo, deben discriminarse segn se analice la estabilidad
externa o interna.
Estados Limite (LS)
En el caso de estados lmite, se define un factor de seguridad a la ruptura de
la armadura, utilizando los factores de seguridad habituales. A lo anterior se
adicionan los llamados "factores de carga". Estos factores amplifican las
sobrecargas entre 30 y 60%, adems de aumentar los empujes a trasds en la misma
magnitud.
Tensiones Admisibles (WS)
Para las tensiones admisibles se define un factor de seguridad a la fluencia de
la armadura, no utilizando factor de carga alguno. El factor de seguridad a la
fluencia depender del refuerzo, variando entre 1,8 y 2,0.
Tabla 1: Factores de seguridad estticos usuales
CRITERIO WS
LS
Deslizamiento del macizo 1,5
1,2
Volcamiento del macizo 2,0
1,5
Capacidad de soporte suelo fundacin 2,0 1,5
Resistencia a la traccin de armaduras 1,5
33
METODOLOGA E IMPLEMENTACIN DE MUROS DE TIERRA MECNICAMENTE ESTABILIZADOS APLICADOS EN OBRAS
Adherencia suelo / armadura 1,5
1,3
= 55% o 48% de la tensin de fluencia para una barra o malla,
respectivamente.
3.4 ESTABILIDAD EXTERNA
Este anlisis corresponde a la estabilidad del macizo de tierra reforzada
corno elemento de contencin, respecto a las solicitaciones externas tanto del
relleno contenido tras l, como el de sobrecargas. Se entender por macizo a
todo lo contenido en el rectngulo H * L, segn la siguiente figura.
A continuacin se desarrollar la metodologa bsica de diseo, la que
podr modificarse segn la norma exigida por el mandante para cada proyecto en
particular, tomando como ejemplo un muro de geometra regular (sin talud
superior, de largo de armaduras uniforme).
34
METODOLOGA E IMPLEMENTACIN DE MUROS DE TIERRA MECNICAMENTE ESTABILIZADOS APLICADOS EN OBRAS
El anlisis es el siguiente:
Para el caso de cohesin c2 = 0, se establece el empuje del relleno (P) retenido
por el macizo de la tierra reforzada, en funcin del ngulo de friccin interna
del suelo retenido y la geometra del muro, como:
P= (K 2 *2) * (H2 /2)
Donde:
K2 = Coeficiente de empuje activo del relleno a trasds del macizo 2 = Peso unitario del suelo retenido
H =altura efectiva
Luego, las componentes sern:
Ph = P* cos (empuje horizontal)
Pv = P* tan (empuje vertical)
Con:
= inclinacin del diagrama de empuje respecto a la horizontal
Q1 = resultante de la sobrecarga sobre el macizo
Wm = peso del macizo
35
METODOLOGA E IMPLEMENTACIN DE MUROS DE TIERRA MECNICAMENTE ESTABILIZADOS APLICADOS EN OBRAS
xr = brazo del peso del macizo
Esta ltima inclinacin depender del ngulo de friccin del relleno, del talud
y de la geometra del macizo.
b) La sobrecarga sobre el relleno posterior al macizo (q2) queda incorporada al
empuje sobre el mismo, con la siguiente simplificacin ( = 0)
Pq= ( k 2 * q2 ) * H
c) Se verificar: Deslizamiento del macizo en la base.
Rv * tan 3 + c3 L = (FS) g
Rh
Rv * tan 1 = (Fs) g
Rh
Se tomar el factor de seguridad menor entre ambas expresiones, con:
Rv = peso del macizo (Wm), ms la resultante de la sobrecarga sobre el macizo
(Q1), y ms la componente vertical del empuje (Pv).
Rh= componentes horizontales del empuje (Ph + Pq)
(FS)g = factor de seguridad al deslizamiento
Volcamiento
El punto de volcamiento en torno al punto 0, FS, se define como:
Mr = (FS)r
Ms
con:
Mr= momento resistente con respecto al punto 0
Mr = (Wm * L/2)
Ms= momento solicitante con respecto al punto 0
Ms =( PH * H / 3) + ( Pq * H / 2) ( Q1 * xq) ( Pv * L)
36
METODOLOGA E IMPLEMENTACIN DE MUROS DE TIERRA MECNICAMENTE ESTABILIZADOS APLICADOS EN OBRAS
(FS)r = Factor de Seguridad al Volcamiento
Capacidad de soporte
La tensin vertical de trabajo de diseo, qt, en la base del muro, se obtiene
usando el mtodo aproximado de Meyerhof, debiendo verificarse
qt Rv = q adm
L - 2e
Con:
e = (Ms - (Mr - Rv * L / 2)
Rv
Luego: qt = qa
37
METODOLOGA E IMPLEMENTACIN DE MUROS DE TIERRA MECNICAMENTE ESTABILIZADOS APLICADOS EN OBRAS
Con:
qa = tensin admisible en el suelo de apoyo
(FS) c = Factor de Seguridad a la Capacidad de Soporte
e = Excentricidad
La excentricidad deber ser controlada segn alguna norma o criterio del
proyectista.
3.5 ESTABILIDAD INTERNA
Corresponde al anlisis del equilibrio interno del macizo, es decir, el
equilibrio entre las fuerzas internas de empuje y el rozamiento entre el suelo y
la armadura. La secuencia de anlisis en todos los niveles de las barras o
mallas es la siguiente:
a) Para cada nivel del macizo, o mejor dicho, nivel de armadura (z), se
determina la tensin vertical sv, la cual est dada por la carga vertical Rv
dividida por el rea de aplicacin. Para el anlisis por ancho unitario, el
largo de aplicacin corresponde a Lv. Luego,
v(z) =Rv (z) Lv
Los factores de carga, si corresponde, deben ser incluidos en el anlisis.
b) La tensin horizontal sh se establece multiplicando la tensin vertical antes
calculada por el coeficiente de empuje horizontal K.
Luego:
h = K * v
38
METODOLOGA E IMPLEMENTACIN DE MUROS DE TIERRA MECNICAMENTE ESTABILIZADOS APLICADOS EN OBRAS
El valor del coeficiente K en el caso de la armadura inextensible es una funcin
del coeficiente en reposo Ko y activo Ka, con la siguiente distribucin (ver
figura):
K = C1 * Ko* (zo - z ) + C2 * K a* z
para 0 < z < 6.0 m
zo zo
K = C2 * Ka
para z = 6.0 (ver Figura)
con:
Ko = 1 sen F1
empuje en reposo
Ka = tan sen2 ( p / 4 - F1 / 2 )
empuje activo
C 1 y C2 => 1
factores de mayoracin
segn tipo de refuerzo y
39
METODOLOGA E IMPLEMENTACIN DE MUROS DE TIERRA MECNICAMENTE ESTABILIZADOS APLICADOS EN OBRAS
norma.
Esta modelacin es producto de numerosas investigaciones ante
solicitaciones estticas y dinmicas. La distribucin indicada podra variar
segn el tipo de armadura y la norma de diseo utilizada.
c) Con la tensin horizontal definitiva para cada nivel (z), se establece la
presin horizontal (Tm) en funcin del espaciamiento vertical (H) y el nmero
de armaduras por metro lineal de muro(n).
TM = h * H n
d) Para cada nivel (z) se comprueba que la tensin de trabajo (Tm) sea menor que
la resistencia mxima a la traccin de las armaduras (Tr):
TM = Tr
Con:
Tr = R* ( FS )1
donde:
R = Resistencia mxima a la traccin del acero (LS) o tensin
de fluencia (WS).
G = Espesor de sacrificio. La funcin depender del tipo de
armadura. Para barras, G = (eo-es)/eo, con eo = espesor
inicial y es = espesor de sacrificio.
(FS)t = Factor de Seguridad a la Ruptura de las armaduras
Los valores del espesor de sacrificio dependen de la vida til de la estructura,
tipo de acero (galvanizado o no) y si la obra est sumergida.
40
METODOLOGA E IMPLEMENTACIN DE MUROS DE TIERRA MECNICAMENTE ESTABILIZADOS APLICADOS EN OBRAS
e) La tensin mxima en la conexin de la armadura y la placa de hormign viene
dada por:
Tro = * Tr
Con:
Tro = tensin admisible en la conexin
= funcin del tipo de armadura.
En el caso de barras atornilladas:
= (b-d) / b, con b = ancho de barra y d = dimetro de perforacin.
f) Finalmente, es necesario verificarla capacidad de adherencia o friccin entre
el elemento de armadura y el suelo. Esta capacidad Tf queda establecida por:
Tf = 1 * Cr * f * La * ( 1 * ha)
(FS) f
Con:
f = coeficiente de adherencia
Cr = coeficiente de refuerzo, que representa la superficie de roce.
La = largo de adherencia
ha = altura efectiva del relleno sobre la barra
1 = peso unitario del relleno
(FS) f = Factor de Seguridad a la adherencia
El coeficiente de adherencia tiene una distribucin como la indicada en la
Figura, siendo mayor en el coronamiento y menor, hasta un valor constante igual
a tan F1 , al disminuir la altura.
f = fo * ho - ha + f 1 .* ha para 0 < h < 6m
h ho
41
METODOLOGA E IMPLEMENTACIN DE MUROS DE TIERRA MECNICAMENTE ESTABILIZADOS APLICADOS EN OBRAS
f = f 1 para
h = 6 m
f o y f 1, coeficientes de roce que dependen del tipo de armadura y tipo de
suelo.
El coeficiente de adherencia queda determinado por la granulometra del material
y por el tipo de armadura.
Luego se debe cumplir:
Tm = T f
3.6 DISEO SISMICO
El diseo ssmico analiza la estabilidad interna y externa del mismo modo
que en el caso esttico, adicionando las fuerzas de inercia generadas por el
sismo.
Lo primero que se requiere para el anlisis es la aceleracin mxima
horizontal de campo libre, Ao, definida por un especialista o norma. Este valor
42
METODOLOGA E IMPLEMENTACIN DE MUROS DE TIERRA MECNICAMENTE ESTABILIZADOS APLICADOS EN OBRAS
depender de la zona ssmica, del tipo de suelo u otra consideracin
especial del proyecto
(amplificaciones por topografa, etc.). Esta aceleracin de campo, que considera
todos los factores antes mencionados, se denominar aceleracin efectiva mxima
de diseo
Una vez obtenida la aceleracin efectiva mxima Ao, se procede a
determinar el coeficiente ssmico mximo de diseo CSmax, mediante la siguiente
relacin:
CS max = Ao * (1,45 - Ao )
g g
Con:
g = aceleracin de gravedad
Para aceleraciones Ao superiores a 0.45 g, se seguirn las especificaciones de
una norma o especialista al respecto. Esta ecuacin representa la amplificacin
de la aceleracin en el macizo de tierra reforzada.
3.6.1 Estabilidad Externa
43
METODOLOGA E IMPLEMENTACIN DE MUROS DE TIERRA MECNICAMENTE ESTABILIZADOS APLICADOS EN OBRAS
La estabilidad externa usualmente considera dos estados de carga, con inclusin
de sobrecargas y factores de reduccin de carga viva, si as correspondiera (ver
figura ).
Usualmente se tienen los siguientes factores de reduccin y (estados lmite):
Cargas de trfico:
= 0.4
Estructuras de almacenamiento (estanques): =
0.8
Galpones o edificios:
T = 1.0
Para el clculo en tensiones admisibles, = 1
El clculo es idntico al caso esttico, incluyndose las fuerzas de inercia del
relleno retenido por el macizo, representadas por la componente ssmica obtenida
con la expresin de Mononobe-Okabe (Eae), la fuerza de inercia transmitida por
la sobrecarga en este mismo relleno (Eaeq) y la fuerza de inercia del macizo
(EI).
El coeficiente ssmico horizontal incorporado al diseo, Cs, de los
sistemas de tierra reforzada corresponde normalmente a una fraccin del
coeficiente ssmico mximo, lo que implica aceptar corrimientos ssmicos
44
METODOLOGA E IMPLEMENTACIN DE MUROS DE TIERRA MECNICAMENTE ESTABILIZADOS APLICADOS EN OBRAS
limitados en la base del muro y en los tirantes. En reemplazo de un anlisis que
determine estos corrimientos ssmicos, se propone utilizar un coeficiente
ssmico, Cs, obtenido como:
Cs = 0.5 * CSmax
El factor que relaciona los coeficientes Cs y Csmax puede modificarse segn sean
los requerimientos del proyecto.
De este modo:
EI = Cs * Wm
El empuje por Mononobe-Cikabe queda establecido por:
Eae= 1 * Kae * 2 * H 2
2
Con:
Kae = Kae - K2
Kae = coeficiente de empuje esttico + ssmico dado por la relacin de
Mononobe Okabe
K2 = coeficiente de empuje esttico
El valor del coeficiente Kae est definido como:
Kae = ( cos (2 - ) )2
( ( cos * ( 1+ (sen 2 - - ) / (cos * cos))2
Con:
= arctan (Cs), (se considera nulo el coeficiente ssmico vertical)
El incremento del empuje por sobrecarga Eaeq queda establecido por la siguiente
relacin:
Eaeq = Eae * Pq *
45
METODOLOGA E IMPLEMENTACIN DE MUROS DE TIERRA MECNICAMENTE ESTABILIZADOS APLICADOS EN OBRAS
P
Con estas ecuaciones se verifican:
Deslizamiento
El mismo equilibrio establecido para el caso esttico.
Rv = (Wm) + Q1 + PV
Rh = EI + (Ph + Pq) + (Eae + Eaeq)
Con:
Ql = carga viva sobre el macizo
PV = componente vertical del empuje
Volcamiento (en torno al punto 0 de la base)
El momento resistente es: Mr = (Wm) * L
2
El momento solicitante es:
46
METODOLOGA E IMPLEMENTACIN DE MUROS DE TIERRA MECNICAMENTE ESTABILIZADOS APLICADOS EN OBRAS
Mr= ( EI * H ) + ( Ph * H + Pq * H ) + (Eae+Eaeq) * 0,6 H- Q1 * xq P V *L
2 3 2
Capacidad de soporte
Se verifica del mismo modo establecido en el diseo esttico.
3.6.2 Estabilidad Interna
La estabilidad interna se analiza en forma idntica que en el caso esttico,
aadiendo la inercia de la cua activa.
La cua activa queda establecida por la localizacin de la lnea de mximas
tensiones de las armaduras, distribucin propia de los sistemas inextensibles.
De este modo, la tensin en las armaduras viene dada por:
47
METODOLOGA E IMPLEMENTACIN DE MUROS DE TIERRA MECNICAMENTE ESTABILIZADOS APLICADOS EN OBRAS
Tm = Tm 1 + Tm 2
TM 1 es la tensin obtenida por el anlisis esttico, es decir:
TM 1 = h * H n
Con:
h = tensin horizontal
H = espaciamiento entre barras
n = nmero de barras por metro lineal
TM 2 equivale al incremento ssmico, es decir, a la inercia de la cua
activa. Para su clculo se considera la masa de la cua activa por el
coeficiente ssmico horizontal. La fuerza Ed de la cua ssmica equivalente (Wa)
queda definida por:
48
METODOLOGA E IMPLEMENTACIN DE MUROS DE TIERRA MECNICAMENTE ESTABILIZADOS APLICADOS EN OBRAS
Ed = (Wa + Q 1') * Co * ac
g
TM 2 = b * La * Ed para barras
N
ni * bi * Lai i=l
Ql = sobrecarga sobre el macizo, si corresponde
b = ancho de la barra de acero
Lai = largo de adherencia de la barra en el nivel i
ni = nmero de barras por metro lineal en el nivel i
El valor del coeficiente Co
49
METODOLOGA E IMPLEMENTACIN DE MUROS DE TIERRA MECNICAMENTE ESTABILIZADOS APLICADOS EN OBRAS
Estas deformaciones pueden ser comunes o extraordinarias, es decir, contempladas
en el diseo original o producidas accidentalmente.
Las causas ms comunes de las deformaciones de servicio son:
Asentamientos totales o diferenciales del suelo de apoyo del muro.
Eventos ssmicos superiores a los de diseo
Rellenos mal compactados o no controlados
Eventos no considerados (socavaciones, empujes hidrostticos, mayores cargas a
las de diseo, etc.)
Cualquiera de estas causas, en forma nica o en efecto combinado, podra
provocar deformaciones tanto horizontales (desaplomes o desplazamientos) como
verticales (hundimientos o asentamientos).
La experiencia mundial ha demostrado que estos eventos son mejor
tolerados por los muros de tierra reforzada que por estructuras tradicionales de
hormign.
Especficamente en el caso ssmico, por ejemplo, las mayores
deformaciones detectadas con eventos ssmicos superiores al doble del diseo,
fueron menores al 3% de la altura del muro (Kobe, 1995).
Lo ms importante de este fenmeno es que ste sea compatible con las
estructuras apoyadas o adosadas a ella, pudiendo ser controlado mediante un
seguimiento post construccin.
3.8 CONSIDERACIONES ESPECIALES
50
METODOLOGA E IMPLEMENTACIN DE MUROS DE TIERRA MECNICAMENTE ESTABILIZADOS APLICADOS EN OBRAS
La aplicacin de muros en diversas reas y situaciones de ingeniera,
lleva a enfrentarse a casos donde habr que hacer consideraciones especiales
para el diseo.
Los casos especiales considerados en este captulo son los ms
frecuentes. Existen otras posibilidades, pero su solucin debe ser investigada
en la bibliografa especializada, ya que no es la finalidad de esta tesis
realizar un exhaustivo tratado sobre los muros de tierra reforzada.
CAPITULO IV
ESPECIFICACIONES TCNICAS GENERALES PARA OBRAS DE TIERRA ARMADA
4.1 DEFINICION Y CLASIFICACION
Se definen como obras de contencin de tierra reforzada aquellas basadas en
armaduras metlicas intercaladas entre capas de relleno granular seleccionado.
Las armaduras se disponen horizontalmente, por lo general perpendiculares a las
placas, unidas entre s de forma no rgida. Las placas constituyen el paramento
exterior de las obras de contencin.
Las obras de tierra reforzada se clasifican:
a) Segn su duracin prevista de servicio
Provisionales: duracin hasta 5 aos.
Definitivas: duracin igual que la de la obra general de la que
forma parte.
51
METODOLOGA E IMPLEMENTACIN DE MUROS DE TIERRA MECNICAMENTE ESTABILIZADOS APLICADOS EN OBRAS
b) Segn sus condiciones ambientales
Saturadas: El relleno est inundado total o parcialmente,
permanente o
temporalmente en agua dulce, entendiendo como agua dulce aquella que es
potencialmente potable. Ej.: ros, lagos, esteros de agua dulce.
Secas: El relleno est adecuadamente drenado y protegido de la
infiltracin, y la saturacin puede considerarse como un fenmeno espordico, de
corta duracin y no peridico.
Martimas: La obra est en contacto con aguas saladas, bien sea por
inmersin o porque pueda estar sometida a la accin directa de las olas o de sus
salpicaduras.
Especiales: La obra est sometida a condiciones no usuales de agresividad:
corrientes errticas, rellenos industriales, rellenos salinos, cercana de agua
o lquidos agresivos, etc.
4.2 MATERIALES PARA RELLENOS DE OBRAS DE TIERRA REFORZADA
4.2.1 Definicin
Se denomina materiales para rellenos de obras de tierra reforzada a
aquellos suelos granulares que se utilizan para formar el cuerpo de los macizos,
tras su vertido, colocacin y adecuada compactacin, tales como: gravas
arenosas, arenas gravosas, arenas y arenas limosas.
4.2.2 Condiciones generales
52
METODOLOGA E IMPLEMENTACIN DE MUROS DE TIERRA MECNICAMENTE ESTABILIZADOS APLICADOS EN OBRAS
Los materiales a emplear sern suelos granulares obtenidos de los
yacimientos que se determinen en los planos y especificaciones tcnicas
particulares.
4.2.3 Caractersticas mecnicas
El material de relleno deber tener un ngulo de rozamiento interno no
inferior a 25.
Si el material que pasa bajo malla ASTM N 200 (0,080 mm) es inferior al
15%, el suelo se considerar vlido desde el punto de vista mecnico. En los
casos en que dicho % se supere, se podr aprobar una vez realizado un ensayo de
corte directo o triaxial para determinar el ngulo de rozamiento interno.
El tamao mximo de las partculas no podr ser superior a 250 mm, a
menos que sea definido de otra forma por el mandante y/o la empresa proveedora.
4.2.4 Caractersticas fsico-qumicas
Introduccin
Las caractersticas fsico-qumicas del material debern cumplir con un conjunto
de especificaciones, las que podrn variar en el caso de proyectos especiales
(ej.: obras martimas).
Estas especificaciones son:
a) Resistividad elctrica
La resistividad elctrica del suelo saturado (ASTM G 57) deber ser superior a:
1.000 cm para obras secas
3.000 cm para obras saturadas
53
METODOLOGA E IMPLEMENTACIN DE MUROS DE TIERRA MECNICAMENTE ESTABILIZADOS APLICADOS EN OBRAS
b) Actividad en iones hidrgeno (pH)
El pH de la mezcla agua-suelo deber estar comprendido entre 5 y 10. c) Contenido en sales solubles
La mezcla agua-suelo tendr un contenido de iones cloruro (CI) y sulfato (SO4) y no deber sobrepasar los siguientes valores:
- Obras secas CI = 200 mg/kg SO4= 1.000 mg/kg - Obras saturadas CI = 100 mg/kg SO4= 500 mg/kg d) Contenido orgnico
El relleno deber estar libre de todo contenido orgnico. Estas exigencias son las normales para rellenos estructurales utilizados en
obras civiles. Casi todos los suelos granulares naturales de Chile cumplen estas
exigencias, a excepcin en general de los suelos salinos de la I y II regin.
4.3. ELEMENTOS METLICOS PARA OBRAS DE TIERRA REFORZADA
a) Definicin
Se denomina elementos metlicos de tierra reforzada a las armaduras en todos los casos, a los arranques o clavijas para las armaduras de las placas de hormign, a los empalmes y enganches, as como a los pasadores o tornillos que se utilizan para unir entre s armaduras y placas.
Todos los elementos metlicos se fabrican en acero dulce de bajo contenido en carbono, con un recubrimiento de zinc por galvanizacin en caliente (Tierra Armada).
En cada estructura se utilizarn elementos de un solo tipo de material, es decir, con o sin proteccin de galvanizacin, utilizndose los no galvanizados nicamente en obras martimas, suelos agresivos y obras provisionales.
b) Corrosin de las armaduras
Los espesores nominales de los elementos metlicos sern tales, que tras deducir los espesores de seguridad correspondientes a la corrosin que se detallan en la Tabla 2, los espesores remanentes sean iguales o mayores que los previstos en
los clculos (en mm). Tabla 2: Espesores de sacrificio en mm
54
METODOLOGA E IMPLEMENTACIN DE MUROS DE TIERRA MECNICAMENTE ESTABILIZADOS APLICADOS EN OBRAS
Acero sin galvanizar Acero
galvanizado
Obra/Condicin Seca Saturada Martima Seca Saturada Martima Provisional (5 aos) 0,5 0,5 1,0 Definitiva (75 aos) 0,5 1,0 1,5
Definitiva (100 aos) 7,0 1,5 2,0
Especial SP SP SP
SP SP SP
Notas: i) SP = segn proyecto ii) Los espacios en blanco se tratarn como casos especiales.
Por ejemplo, una obra provisional y saturada tendr un espesor de
sacrificio de 0,5 mm al utilizar acero sin galvanizar.
c) Caractersticas del acero
Armaduras
El acero ser del tipo ASTM A -82, para el caso de mallas, y grado 65 segn ASTM
A 572 para el caso de barras.
Pernos
Debern cumplir con la norma ASTM A 325 o equivalente.
d) Galvanizado
Generalidades
En el caso de que se especifique como material metlico el acero galvanizado,
todas las piezas sern galvanizadas en caliente (Tierra Armada), conforme a las
normas ASTM A 123, ASTM A 143 o ASTM A -153.
Aspecto superficial del recubrimiento
55
METODOLOGA E IMPLEMENTACIN DE MUROS DE TIERRA MECNICAMENTE ESTABILIZADOS APLICADOS EN OBRAS
Ser revisado visualmente, no debiendo presentar picaduras o rayaduras. Adems
el recubrimiento podr presentar una cristalizacin visible, diferente entre
ambas caras. La cristalizacin deber ser homognea en su conjunto, sin importar
el tamao de los cristales y su densidad de reparto.
En caso de que se detecten picaduras o saltaduras de menor envergadura, stas
debern ser tratadas con galvanizado en fro.
Peso del recubrimiento
El peso nominal del recubrimiento en el caso de galvanizado en caliente no podr
ser menor de 500 g/M2 en cada cara (5 gr/dM2) para las barras.
4.4. ELEMENTOS PREFABRICADOS DE HORMIGN PARA PLACAS DE OBRAS DE
TIERRA REFORZADA
a) Definicin
Se denomina placas para obras de tierra reforzada a aquellos elementos
prefabricados de hormign, armados o no, provistos de arranques para armaduras
metlicas y de dispositivos para el acoplamiento entre elementos. Tendrn por
objetivo constituir los paramentos o cara visible de las obras de tierra
reforzada.
b) Hormign
Las placas sern prefabricadas en planta o en obra, segn corresponda.
El hormign se dosificar para alcanzar las resistencias del proyecto.
El tamao mximo de los ridos ser de 25 mm.
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METODOLOGA E IMPLEMENTACIN DE MUROS DE TIERRA MECNICAMENTE ESTABILIZADOS APLICADOS EN OBRAS
Los ridos, as como el cemento, no tendrn caractersticas agresivas respecto
al metal de los arranques y enganches para las armaduras de tierra reforzada.
Los elementos se hormigonarn horizontalmente con la cara exterior (paramento)
hacia abajo sobre el encofrado y la cara interior hacia arriba.
El hormign se colocar sin interrupcin, teniendo cuidado de que no entren en
contacto, bajo ningn concepto, los enganches de las armaduras de tierra
reforzada y las armaduras de la placa.
El hormign se vibrar, y se controlar que penetre en todas las esquinas y
huecos, para evitar nidos y otros defectos.
Se utilizar el mismo tipo de desmoldante para todos los elementos.
c) Armaduras para hormign
Las armaduras de las placas cumplirn las condiciones del hormign armado
indicadas en las especificaciones tcnicas.
d) Dimensiones y tolerancias
Las dimensiones y tolerancias de los elementos sern las fijadas en los planos.
e) Manejo y reparacin
Se tomarn todas las precauciones necesarias en el manejo y almacenamiento, para
evitar daar los elementos, erosionar la superficie exterior (paramento) y
doblar los arranques para las armaduras de tierra reforzada.
Se indicar claramente en la parte trasera o lateral de cada placa la fecha de
hormigonado.
Las placas podrn ser reparadas en obra, en caso de daos menores.
4.5. APOYOS DE PLACAS DE HORMIGN
a) Definicin
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METODOLOGA E IMPLEMENTACIN DE MUROS DE TIERRA MECNICAMENTE ESTABILIZADOS APLICADOS EN OBRAS
Se define esta unidad como el elemento situado entre dos placas de hormign que
estn colocadas una encima de otra y que tiene por misin obtener un contacto
flexible que permita el giro y un cierto desplazamiento relativo entre las dos
placas.
b) Caractersticas generales
Los apoyos consisten en una placa de neopreno o plstico, de las calidades
especificadas por el proveedor.
c) Caractersticas mecnicas
Las caractersticas mecnicas sern las especificadas por el proveedor.
d) Dimensiones y tolerancias
El espesor de las juntas ser de 20 2 mm. La longitud y ancho de los apoyos
sern los fijados en los planos y especificaciones.
4.5.1 Tratamientos de juntas entre placas
Segn sea el proveedor, las juntas estarn conformadas por una espuma de
poliuretano o por un geotextil.
a) Juntas de espuma de poliuretano para placas de hormign
Las juntas de espuma de poliuretano rellenarn los espacios laterales entre
elementos vecinos en las placas de hormign. Estas juntas estn formadas por
tiras de espuma de poliuretano de clulas abiertas, con una seccin cuadrada 4 x
4 cm.
El material deber presentar un buen aspecto, sin indentaciones ni cortaduras ni
signos de descomposicin. Ser suficientemente resistente como para permitir su
manejo y puesta en obra sin sufrir daos.
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METODOLOGA E IMPLEMENTACIN DE MUROS DE TIERRA MECNICAMENTE ESTABILIZADOS APLICADOS EN OBRAS
b) Juntas de geotextiles para placas de hormign
Estas juntas se colocarn, en su caso, fijadas a la parte trasera del paramento,
cubriendo las juntas verticales y horizontales. Estarn formadas por tiras de 30
cm mnimo de ancho de material geotextil para filtros de un gramaje mnimo de
125 gr/M2.
c) Casos especiales
En el caso de que se prevea la ocurrencia de un flujo de agua a travs del
paramento, se debern complementar los dispositivos anteriormente sealados, con
los recomendados por especialistas en la materia.
4.6. ELEMENTOS PARA LA UNIN DE ARMADURAS Y PLACAS
Los elementos de unin de armaduras y placas sern tornillos con sus
correspondientes tuercas o pasadores, todos de acero de alta resistencia. Se
utilizarn con o sin proteccin galvnica, dependiendo de si la tienen o no las
armaduras y otros elementos metlicos.
Las dimensiones nominales para los tornillos y pasadores sern las que
especifique el proyecto.
El acero de los tornillos tendr un lmite elstico de 600 MPa, conforme a norma
ASTM A 325.
4.7. HORMIGN PARA EMPLANTILLADO
Este material se ajustar en todo a las caractersticas definidas por el
proveedor, debiendo estar bien nivelado y de terminacin lisa.
4.8. MATERIAL PARA LA EJECUCIN DE CAPAS DRENANTES
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METODOLOGA E IMPLEMENTACIN DE MUROS DE TIERRA MECNICAMENTE ESTABILIZADOS APLICADOS EN OBRAS
Este material se ajustar en todo a las caractersticas exigidas para drenes en
las especificaciones tcnicas generales.
4.9. TOLERANCIAS Y TERMINACIONES
4.9.1 Relleno
La terminacin del relleno estar de acuerdo con las exigencias del proyecto.
4.9.2 Paramento
En lo que respecta al paramento, las tolerancias recomendadas sern las
siguientes:
Respecto al trazado en planta, se recomienda que el paramento no puede estar
alejado ms de 50 mm de su posicin terica.
El desplome total del paramento se recomienda que sea inferior a uno por
ciento
(1 %) de la altura total del muro.
El mandante podr, segn los requisitos estticos y funcionales de cada obra,
modificar las tolerancias de montaje del paramento antes indicadas.
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METODOLOGA E IMPLEMENTACIN DE MUROS DE TIERRA MECNICAMENTE ESTABILIZADOS APLICADOS EN OBRAS
CAPITULO V
ESPECIFICACIONES PARA EL MONTAJE DE OBRAS DE TIERRA ARMADA
En el presente capitulo se describen las operaciones necesarias para realizar un
correcto montaje de las obras de TIERRA ARMADA, as como recomendaciones
prcticas para la organizacin de la obra.
Las instrucciones reseadas a continuacin son de aplicacin general. Cuando la
estructura a montar tenga algunas especificaciones especiales, ello se indicar
en los planos de proyecto.
En cualquiera de los casos, cualquier tipo de problema que pudiera surgir en el
curso del montaje ser resuelto por personal tcnico de TIERRA ARMADA S.A. y, en
especial, por el supervisor del montaje en obra.
5.1. OPERACIONES PREVIAS AL MONTAJE DE LA ESTRUCTURA
5.1.1. Tipo de organizacin
La ejecucin de la estructura de Tierra Armada debe ser organizada como una obra
de movimiento de tierras.
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METODOLOGA E IMPLEMENTACIN DE MUROS DE TIERRA MECNICAMENTE ESTABILIZADOS APLICADOS EN OBRAS
El rendimiento en el montaje del paramento y la colocacin de las armaduras
depende directamente de una buena organizacin del movimiento de tierras.
El espesor de las capas depender del tamao mximo y del equipo compactador
utilizado. El volumen de cada una de ellas viene determinado por la longitud del
muro y la longitud de las armaduras.
En el caso de existir terrapln de acceso y/o derrame en el lado opuesto del
paramento, habr que sumarlo al volumen del macizo armado, sin que dicho
incremento de tierras deba necesariamente cumplir las condiciones especficas
impuestas para los macizos de Tierra Armada.
5.1.2. Estimacin del equipo necesario para el montaje
El equipo humano que estimamos necesario por frente de trabajo, es:
Un capataz, jefe de equipo o similar.
Un carpintero, albail o similar.
Tres o cuatro jornales.
Adems de todos los elementos prefabricados que constituyen la estructura de
Tierra Armada y que se suministran a obra sobre camiones, TIERRA ARMADA LTDA.
facilitar el siguiente material de montaje:
Eslinga para descarga de placas (fig. 1).
Eslinga de montaje con anillo especial de enganche a la gra (fig.
2).
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METODOLOGA E IMPLEMENTACIN DE MUROS DE TIERRA MECNICAMENTE ESTABILIZADOS APLICADOS EN OBRAS
Plantilla de glibo (fig. 3).
Equipos mecnicos y accesorios a disponer por el contratista.
Una pequea gra mvil de 2t. de potencia.
Gatos para rigidizacin de placas durante el montaje (fig. 4).
Cuas de madera (fig. 5).
Llaves fijas del 20. - Barras de ua.
Regla metlica de 4m.
Nivel y plomada.
Madera para apuntalar la primera fila de placas.
Largueros de madera para el acopio de placas (fig. 6).
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METODOLOGA E IMPLEMENTACIN DE MUROS DE TIERRA MECNICAMENTE ESTABILIZADOS APLICADOS EN OBRAS
Con los equipos que hemos sealado se deben realizar las operaciones necesarias
de: descarga, acopio, montaje, reglaje de placas y colocacin de armaduras.
Un rendimiento normal de montaje, en condiciones aceptables de acceso a la obra
y de longitud de la misma puede cifrarse entre 50 y 80 m2/dia de paramento
terminado, una vez finalizada la colocacin de la primera fila de placas, que es
evidentemente la ms laboriosa.
5.2. DESCARGA Y ACOPIO DE LOS ELEMENTOS PREFABRICADOS
Es aconsejable disponer de un acopio de elementos prefabricados mnimo para
ocho-diez das de montaje, previsin de posibles inconvenientes derivados
fundamentalmente del transporte.
5.2.1. Armaduras
Las armaduras llegarn a obra generalmente en camiones de gran tonelaje (25 t.),
en paquetes de 50 a 100 unidades, con un peso de 1.80 Kg. por metro de armadura.
Se descargarn con ayuda de una gra y los paquetes de armaduras de ms de 6 m.
de longitud se debern descargar y manipular con ayuda de un perfil metlico.
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METODOLOGA E IMPLEMENTACIN DE MUROS DE TIERRA MECNICAMENTE ESTABILIZADOS APLICADOS EN OBRAS
Es necesario evitar doblar las armaduras para no daar el galvanizado del acero.
En cuanto al acopio de las armaduras, para evitar posteriores errores y
facilitar el montaje, almacenarlas por longitudes, con una tablilla que indique
la dimensin y tipo de cada acopio (fig.7).
Las armaduras no deben colocarse directamente sobre el suelo, si no sobre madera
para evitar el contacto con el agua, sobre todo cuando el perodo de
almacenamiento pueda ser prolongado.
Los pernos y tuercas deben almacenarse en local cerrado para evitar su prdida.
No se pueden emplear otras tuercas y pernos que los suministrados por TIERRA
ARMADA LTDA., siendo especialmente peligroso utilizar pernos comerciales sin
autorizacin expresa de TIERRA ARMADA LTDA.
5.2.2 Placas
Las placas prefabricadas de hormign llegarn a obra en camiones de gran
tonelaje (25 t.), por lo que el acceso a obra deber ser el adecuado.
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METODOLOGA E IMPLEMENTACIN DE MUROS DE TIERRA MECNICAMENTE ESTABILIZADOS APLICADOS EN OBRAS
Tanto el transporte como el almacenaje se hace con las placas en posicin
horizontal y los arranques hacia arriba.
La descarga y colocacin de las placas en el acopio se realiza con ayuda de
eslingas especiales de descarga.
El acopio se realiza segn el croquis de la figura 8.
Las pilas no debern tener, en altura, ms de seis placas de hormign.
Los arranques no deben doblarse en ningn caso, apoyando unas placas sobre
otras.
La superficie de una placa tipo es de 2.25 m2 y su peso aproximado es de 800 Kg.
5.2.3 Juntas
Las juntas verticales y horizontales son de espuma de poliuretano de clulas
abiertas y su funcin es la de permitir el paso del agua, impidiendo la prdida
de finos del material de relleno. Su seccin es de 40 cm y la longitud
aproximada de cada tira es de 2m.
En los casos en que la estructura de TIERRA ARMADA pueda permanecer inundada
temporal o permanentemente, se emplearn juntas verticales y horizontales tipo
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METODOLOGA E IMPLEMENTACIN DE MUROS DE TIERRA MECNICAMENTE ESTABILIZADOS APLICADOS EN OBRAS
"geotextil permeable no tejido" pegadas a las placas. La especificacin ser
definida en los planos de proyecto.
En las juntas horizontales entre placas se dispondrn dos o ms tacos de
neopreno, en funcin de la altura del paramento.
5.3. OPERACIONES DE MONTAJE
5.3.1. Excavacin
Una vez ejecutado el trazado de la obra, se proceder a efectuar las
excavaciones que correspondan segn el proyecto pertinente, cuidando de respetar
los taludes y cortes del proyecto as como las eventuales obras de entibacin
que corresponda. Esto deber ser recibido conforme por la Inspeccin Tcnica de
la Obra.
5.3.2. Sello de excavacin
El sello de las excavaciones bajo el macizo de tierra mecnicamente estabilizada
deber ser recibido conforme por el Ingeniero Geotcnico del proyecto.
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METODOLOGA E IMPLEMENTACIN DE MUROS DE TIERRA MECNICAMENTE ESTABILIZADOS APLICADOS EN OBRAS
El Ingeniero Geotcnico podr solicitar profundizaciones locales o totales, si
lo estima necesario, o podr especificar la confeccin de un relleno granular
estructural para alcanzar el nivel de apoyo.
5.3.3. Solera de nivelacin
La solera de nivelacin tiene como misin exclusiva obtener una superficie
nivelada y lisa que facilite el apoyo y montaje de la primera fila de placas. NO
ES UNA FUNDACION.
Es fundamental que su ejecucin sea extremadamente cuidadosa y con una buena
horizontalidad en sentido longitudinal y transversal. Es la base de un buen
montaje posterior (figura 12).
Se deber replantear la lnea exterior del paramento, pintndose la alineacin
sobre la superficie de la solera, no dejndose nunca una cuerda como referencia.
Cuando en el Proyecto figuren diferentes escalones de solera, se construirn
segn el croquis de la figura 13.
En el momento en que la solera est hormigonada y la estructura replanteada
sobre ella, se debe avisar al proveedor del sistema, para que un supervisor de
montaje acuda a obra, para dirigir el montaje de las placas e instruya al
personal de la obra.
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METODOLOGA E IMPLEMENTACIN DE MUROS DE TIERRA MECNICAMENTE ESTABILIZADOS APLICADOS EN OBRAS
5.3.4. Colocacin de la primera fila de placas
Una vez marcado sobre la solera el punto inicial de replanteo longitudinal, que
normalmente viene definido en el Proyecto, se procede al montaje de las primeras
dos medias placas.
El orden de operacin es:
1. Colocacin de placa 1.
2. Colocacin de placa 2.
3. Comprobacin con la regla de glibo (fig. 14.)
4. Verificacin de la horizontalidad con la regla metlica (fig. 15).
5. Aplomado de las placas (con plomada, nunca con nivel) (fig. 15).
6. Apuntalamiento (fig. 16).
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METODOLOGA E IMPLEMENTACIN DE MUROS DE TIERRA MECNICAMENTE ESTABILIZADOS APLICADOS EN OBRAS
Seguidamente se contina el montaje en el siguiente orden:
1.- Colocacin de la placa entera 3 (fig. 17).
2.- Horizontalidad y aplomado de la placa 3 e inmediato apuntalado.
3.- Verificacin de las juntas horizontales las que deben quedar de 2 cms
4.- Colocacin de la media placa 4 con los criterios expuestos anteriormente.
5.- Colocacin de la placa 5 (fig. 18)
6.- Verificacin y glibo entre placas 3 y 5.
7.- Horizontalidad y aplomado de la placa 5.
8.- Verificacin de las juntas horizontales (2 cms.).
9.- Verificacin con regla y nivel de la horizontalidad de las placas 3 y 5.
10.- Apuntalamiento de la placa 5.
11.- Colocacin de poliuretano por la parte posterior de las juntas verticales y
horizontales.
12.- Repeticin de las operaciones con las placas sucesivas hasta completar la
primera fila de ellas.
13.- Comprobacin de que la alineacin es correcta.
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METODOLOGA E IMPLEMENTACIN DE MUROS DE TIERRA MECNICAMENTE ESTABILIZADOS APLICADOS EN OBRAS
NOTA
El aplomado de las placas se hace siempre con plomada, nunca con nivel, dejando,
un desaplome hacia el interior de 1 cm en las placas enteras y 0.5 cm en las
placas medias.
Este desaplome ser recuperado cuando se extienda y compacte el suelo de
relleno. En algunos casos, y dependiendo del material de relleno, el desaplome
indicado se deber corregir tras las primeras comprobaciones de verticalidad que
se efecten.
Las correcciones de horizontalidad y de la junta de 2 cm. de las placas se
realizarn mediante el empleo de cuas de madera (fig. 20).
Los pequeos desplazamientos que haya que dar a las placas una vez ubicadas
sobre la solera o sobre otras placas se realizar con la utilizacin de barras
de ua (fig. 21).
La aplicacin de la barra de ua no debe hacerse sobre las articulaciones en
hombros de la placa, sino en la base de la misma.
5.3.5. Terraplenado y colocacin de armaduras
Una vez colocadas y apuntaladas las placas de la primera fila y rigidizadas con
los gatos necesarios, se proceder al terraplenado y compactado, de acuerdo con
los niveles que se indican en la figura 22.
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METODOLOGA E IMPLEMENTACIN DE MUROS DE TIERRA MECNICAMENTE ESTABILIZADOS APLICADOS EN OBRAS
El material, una vez aceptado por la Inspeccin Tcnica de la Obra, se colocar
por capas de 0,25 m. a 0,35 m. de espesor suelto, y se compactar con rodillo
liso vibrante o similar hasta obtener una Densidad Relativa no menor a 75% o una
densidad seca no menor al 95% de la densidad seca mxima determinada por el
ensaye Proctor Modificado, segn corresponda.
El control del material y de su compactacin deber ser efectuado por un
laboratorio de mecnica de suelos y supervisado por la Inspeccin Tcnica de la
Obra.
El acabado de la capa es el normal de cualquier terrapln, para que las
armaduras se apoyen completamente sobre el relleno, cuidando de que esto ocurra
igualmente en la zona de unin del arranque con la armadura.
Se procede ahora a la colocacin de las armaduras correspondientes a este nivel
(fig. 23). Las Armaduras se colocan perpendiculares al paramento del muro y se
unen a los arranques mediante los pernos y tuercas correspondientes. Colocado
este primer nivel de armaduras, se extiende y compacta la capa 2.
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METODOLOGA E IMPLEMENTACIN DE MUROS DE TIERRA MECNICAMENTE ESTABILIZADOS APLICADOS EN OBRAS
Para longitudes de armaduras de Tierra Armada superiores a 8 m., se utilizan los
empalmadotes de armaduras (fig. 24).
NOTA:
Indicamos seguidamente una serie de sugerencias para facilitar la realizacin
del terraplenado de los macizos de Tierra Mecnicamente Estabilizada y que su
ejecucin no interfiera con la calidad del montaje del paramento.
La forma ideal para el extendido de las tierras ser el siguiente:
Extender el material de relleno en primer lugar, en el centro del macizo armado,
avanzar posteriormente hacia la zona final de las armaduras y finalmente por
franjas hacia el paramento.
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METODOLOGA E IMPLEMENTACIN DE MUROS DE TIERRA MECNICAMENTE ESTABILIZADOS APLICADOS EN OBRAS
La direccin de esparcimiento y compactacin del material debe ser siempre
parale