MUROS DE TIERRA ARMADA Y DE SUELO REFORZADO INTRODUCCION El afán de construir en lugares donde el área disponible para ello es reducida, el suelo de cimentación es compresible y/o se tienen serias limitaciones ambientales ha llevado a que las soluciones de ingeniería, en lo que tiene que ver con estructuras de contención y construcción de taludes de alta pendiente, hayan estado en permanente evolución. Fue en la década de los 60 cuando el Ingeniero francés M. Henri Vidal investigó la confección de terraplenes reforzados con bandas de acero. Este “nuevo” sistema compuesto se comportaba como un material con fricción y cohesión, lo que permitía no sólo que el terraplén admitiera grandes cargas sino que aceptara cortes verticales de gran altura sin obras de contención. En el año 1963, M. Henri Vidal patentó el sistema con el nombre de “Terre Armée”. Ya durante la década de los 70 comenzaron a utilizarse nuevos materiales poliméricos que por su configuración de textil se denominaron geotextiles, que sustituirían a las bandas de acero utilizadas por Vidal. Aun siendo un sistema más extendido en Obra Civil desde hace unos años ha experimentado un notable desarrollo también en Edificación como solución para la contención de tierras. OBJETIVO Conocer nuevos tipos de estructuras de contención que pueden ser utilizados para la contención de tierras. ALCANCE A través de esta investigación, se estudiara el desarrollo de una nueva estructura de contención, la cual se basa en el estudio de muros de tierra armada y suelo reforzado que requieren menos tiempo de ejecución y son más económicos con relación a los muros tradicionales (gaviones, ciclópeo, pantalla). Los cuales su finalidad es la contención de materiales. MEMORIA DESCRIPTIVA MUROS DE TIERRA ARMADA Y SUELO REFORZADO Los muros de tierra armada son mazacotes de terreno (grava) en los que se introducen armaduras metálicas con el fin de resistir los movimientos. Con ello se consigue que el material además existe otro sistema que se ejecuta directamente sobre el terreno natural. Es una solución más barata. Cuando una masa de suelo es cargada verticalmente. la misma sufre deformaciones verticales de compresión y deformaciones laterales de tracción. los movimientos laterales serían limitados por la rigidez del refuerzo. conocido como tierra armada. Se le suelen colocar escamas (planchas de piedra u hormigón). para darle una mayor resistencia al suelo. por geomalla. de modo de actuar disminuyendo el empuje de tierra que tiene que soportar el muro. La fase constructiva es muy importante. Una estructura de tierra armada consiste en la introducción de elementos resistentes a la tracción convenientemente orientados dentro de una masa de suelo compactado. creando muros jardinera. sino para evitar que se produzcan desprendimientos. sin fin estructural alguno. rellenos de tierra. Los muros de tierra armada pueden rematarse también con bloques de hormigón huecos. pero baja resistencia a los esfuerzos de tracción.trabaje como un todo. y sembrados. si la masa de suelo estuviera reforzada. ya que se tiene que ir compactando por capas de pequeño espesor. Los suelos poseen en general elevada resistencia a los esfuerzos de compresión. TIPOS DE MUROS Existen dos grandes grupos principales atendiendo al material con el que se refuerza. que aumentan la resistencia del suelo y disminuyen las deformaciones del macizo. La importancia de esta armadura consiste en brindarle cohesión al suelo. Con todo lo mencionado. Esta restricción de deformaciones es obtenida gracias a la resistencia a tracción de los elementos de refuerzo. . el comportamiento global del macizo es mejorado debido a la transferencia de los esfuerzos a tracción hacia los elementos resistentes (refuerzos). Los muros de suelo reforzado es un muro de tierra armada en que se sustituyen las armaduras metálicas. En este sistema. La figura 1 muestra el comportamiento de un suelo reforzado. generalmente subhorizontales. de esta manera. . Las armaduras se componen de bandas metálicas galvanizadas de 45 y 50 milímetros de ancho. El paramento habitual lo componen las escamas de hormigón que dotan al sistema de su aspecto característico. El hecho de ser un material de tipo malla hace que tenga una apertura suficiente para que en el paramento exterior del muro pueda crecer vegetación sembrada. El sistema se basa en el armado del macizo de relleno con unas bandas metálicas que movilizan el rozamiento del terreno haciendo. El sistema de refuerzo del terraplén se realiza mediante la utilización de materiales geosintéticos. Su función principal es la de dar un acabado al muro.. tipo mallas o geotextiles debido al tejido de dichas mallas la transferencia de esfuerzo entre el suelo y el refuerzo se desarrolla en forma continua a lo largo de todo el refuerzo.(tierra armada) este refuerzo se ejecuta a medida que avanza la excavación.. Dicho sistema consiste en mejorar la resistencia al corte a lo largo de superficies potenciales de plastificación o rotura del talud de terreno. Con armadura inextensible. y no aportan ninguna labor estructural. que trabajan fundamentalmente a tracción. El Talud se completa con la ejecución de un paramento vertical que impida la caída de la tierra mediante la ejecución de una piel de hormigón proyectado. con lo que no necesita cimentación alguna al ampliar su base de apoyo a toda la superficie del terraplén. mediante la introducción de barras pasivas. Con armadura extensible. denominadas de alta adherencia por sus resaltes diseñados para mejorar e incrementar las tensiones tangenciales producidas entre terreno y armadura.. que suele reforzarse mediante una malla de acero.(tierra armada) perfiles metálicos. que el macizo sea su propio muro de contención. Soil Nailing o Suelo Claveteado. Las barras se colocan en sondeos perforados previamente. rellenos posteriormente con una lechada o mortero de inyección.(suelo reforzado) Geomallas. . básicamente para definir la longitud de las tiras de refuerzo y separación horizontal y vertical. En segundo lugar se harán análisis de estabilidad interna. En primer lugar tomar el elemento como un conjunto que no será diferente de un muro convencional. vuelco o afección de la estabilidad global. Estas fallas pueden ocurrir por deslizamiento. sin deformación importante dentro de sí mismo. del tipo de gravedad. esto para que no se produzca deslizamiento del material térreo respecto a las tiras Fallas debidas a Estabilidad General Se corresponden a roturas en las que el suelo reforzado colapsa como un conjunto.POSIBLES PATOLOGIAS DE MUROS DE SUELOS REFORZADOS Mecanismos de rotura de suelos reforzados La estabilidad de un muro de contención que se construya con tierra armada debe comprender principalmente dos clases de análisis. Si ocurre una falla por estabilidad global en un terraplén. compresibles. Este mecanismo de falla potencial se asocia generalmente con terraplenes reforzados formados con suelos arcillosos suaves. Fallas Intrínsecas . La rotura por falta de adherencia ocurre cuando un refuerzo tiene poca interacción con el suelo al cual se encuentra reforzando. de rutina. Debe siempre realizarse un análisis de estabilidad global. Desliza sobre del refuerzo. Falla el refuerzo por un sobreesfuerzo y el relleno desliza a lo largo del suelo de desplante. primaria y secundaria. La estabilidad global involucra a las fallas superficiales que se extienden a través de todo el cuerpo del terraplén. Para evitar estas roturas. talud o muro reforzado. taludes o muros. pues la magnitud de los asentamientos depende solamente del suelo de desplante. a la consolidación. Si los suelos de desplante son arcillas o limos suaves. El uso de un de refuerzo no tendrá ninguna influencia sobre la magnitud de los asentamientos por consolidación que genere un terraplén. que un terraplén desplantado sobre suelos compresibles tenga asentamientos.Deslizamiento lateral del terraplén Se puede presentar una inestabilidad horizontal del terraplén si: 1. sin importar el refuerzo. este se hundirá exactamente lo mismo. generalmente con suelos puramente cohesivos o arcillosos. saturados. deberá suponerse que una rotura por sobreesfuerzo del material de refuerzo o una falla por adherencia contribuyeron al colapso del terraplén. Se supondrá que los asentamientos elásticos sean inmediatos y ocurran siempre durante la etapa de construcción. Asentamientos del terraplén Debe de esperarse siempre. sus asentamientos estarán ligados al tiempo. del talud o del muro y por debajo del suelo de desplante. la resistencia debe de ser mayor que el empuje activo. Será preciso que el refuerzo de diseño trabaje sin una carga excesiva. Estabilidad global. con y sin el refuerzo. 2. para todo tipo de terraplenes. reforzados y no reforzados. Fallas debidas al agua El drenaje adecuado de los suelos reforzados es un aspecto de especial importancia. realizando tareas de captación. Evacuación de filtraciones: Una vez captadas las posibles filtraciones.Dentro del análisis de la estabilidad interna del muro reforzado. lo cual se traduce en una deformación inadmisible y posiblemente hasta la rotura del refuerzo. Son específicos del diseño de estructuras de suelo reforzado: el análisis de la rotura a tracción del refuerzo y el arrancamiento del mismo. Fallas debidas a defectos de ejecución . se induzcan unas tracciones que serán tanto mayores cuanto más elevado sea el valor del coeficiente de seguridad mínimo exigido. es necesario conducirlas y evacuarlas. Extracción del refuerzo La extracción se produce como resultado de un excesivo movimiento de la capa del refuerzo a través del suelo. La existencia del refuerzo en la estructura geotécnica hace que. Rotura por sobreesfuerzo Se presenta cuando el esfuerzo a la tensión en el refuerzo excede al de trabajo permisible. sobre las láminas de material de refuerzo. al que dedicar especial cuidado. Este modo de falla se le conoce como “ruptura” aunque en realidad casi nunca se alcance la fractura del material. suele estar asociada a mecanismos de falla progresiva. Este tipo de falla está asociado con las capas de refuerzo embebidas en suelos friccionantes. 3. Drenaje de las aguas superficiales: Evitar la filtración del agua superficial. 2. el aspecto del adecuado comportamiento tensional del refuerzo es del máximo interés. 1. conducción y evacuación. Dicha falla por rotura de las tiras de refuerzo. Para asegurar un comportamiento global adecuado de la estructura las tracciones deben ser soportadas por cada elemento de refuerzo. Captación de las aguas profundas: Provenientes de los rezumes existentes en las laderas y que pueden incidir en un incremento del empuje sobre la estructura. Al igual que en el resto de estructuras. Control sobre los rellenos a utilizar según las especificaciones a cumplir: mecánicas. en bandas paralelas a la cara exterior. Es apropiado en zonas donde la superficie de trabajo es limitada y/o se requiere de una rápida ejecución. 2. Compactación de dichos rellenos de manera metódica. Los criterios se refieren a asegurar un rozamiento suficiente con la armadura. No será conveniente cimentar mediante zapatas o losas si éstas se apoyan totalmente sobre un muro de suelo reforzado. debido a la distorsión de apoyos y asientos en dos suelos de competencia diferente. ya que la consolidación y el asiento serán distintos por tener diferente espesor de relleno.5 m del borde externo del talud. EJEMPLO DE CÁLCULO CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES La contención de terrenos estos tipos de contención es un sistema económico comparándolo a los otros sistemas de contención. . para evitar desperfectos en la piezas de hormigón ya montadas. debido a su carácter prefabricado (caso de la tierra armada). PATOLOGÍAS PROVOCADAS POR USO DE TIERRA ARMADA. 3. una correcta ejecución es clave para la estabilidad del conjunto. esta zona será compactada mediante procedimientos de compactación ligeros. físico-químico-biológicas y de puesta en obra. no aproximándose las máquinas a una distancia inferior de 1. y se produciría una diferencia de asientos de unas zonas con respecto a la otra. Será preciso una ejecución acorde con las prescripciones del sistema: 1. Deberá evitarse que el relleno este muy húmedo para evitar fenómenos de colchoneo. Dicho problema también puede suceder si el edificio apoya parcialmente sobre terreno idóneo y sobre el muro reforzado. Las patologías edificatorias que pueden presentarse como consecuencia de la utilización de este tipo de suelos reforzados serán similares a las que se produzcan con muros de contención tradicionales. la no corrosión de ésta y una puesta en obra factible. Los problemas se agravarán a medida que las construcciones se aproximen a la zona de influencia de dicho sistema y tengan conferida su estabilidad a la del propio muro. como a nivel de absorción de asiento en cimentación. Maccaferri. 1989. también hay que hacer hincapié en la protección de las armaduras frente a la corrosión que puede poner en peligro todo el sistema. Es una técnica flexible tanto a nivel de adaptabilidad topográfica. En estos tipos de muros. ya que asume cualquier forma. Brasil . Estéticamente en algunos casos permite la revegetación de la superficie exterior. 1980. integrándose con el medio natural. José Antonio Jiménez Salas. Los problemas principales que presentan estos tipos de contenciones son principalmente en su ejecución. II. “Manual para el Proyecto y Ejecución de estructuras de Suelo Reforzado” (MOPT). que debe cumplir unas prescripciones técnicas específicas. teniendo especial relevancia la elección del material de relleno. BIBLIOGRAFÍA “Geotécnica y cimientos III” Vol. que debe hacerse de forma correcta. ya que debe cuidarse metódicamente. (2005) “Encarte Técnico de Estructuras de Suelo Reforzado Terramesh System”. así como la compactación.
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