Muros y Rellenos en Tierra Reforzada-Consideraciones de Diseno y Experiencias de Construccion en Colombia, 1998
El sistema de tierra reforzada tiene que ver con el término en inglés “reinforced earth”, el cual puede ser aplicado para la construcción de terraplenes, muros de contención que trabajan por gar vedad y aproximaciones (“aproches”) para puentes, entre otros empleos. Las situaciones en las cuales estas estructuras pueden ser utilizadas son en general en las mismas en que se emplean muros convencionales de contención como de gravedad (concreto ciclópeo o gaviones), muros en cantiliver, rellenos, etc., siempre y cuando se disponga principalmente, del espacio requerido para su conformación, un ancho de base del orden de 0.8H. Estos muros en casos especiales y necesarios, se pueden construir de manera escalonada con el fin de contirbuir con la estabilización de deslizamientos; también se pueden construir terraplenes con taludes parados y escalonados para vías (Cano, 1992) o para colocación de estructuras varias como canales, conformación de presas, diques y jarillones para crear embalses, estanques o lagunas, en espacios limitados. En este artículo se presentarán las consideraciones básicas de diseño desde el punto de vista geotécnico, generalidades de construcción y experiencias en Colombia desde la década de los 90’s, de manera que el ingeniero geotecnista o de vías involucrado en diseños pueda dar conceptos técnicos y de juicio de ingeniería sobre estos, teniendo en cuenta hoy en día (1998) el acceso rápido a diseños preestablecidos, por al existencia de varios métodos de análisis resumidos y ábacos, los cuales resultan ser algunas veces conservadores, especialmente cuando los taludes son inclinados. Para estudios más sofisticados que lo requieran e involucren situaciones complejas y/o críticas, se recomiendan revisar los documentos desarrollados por B.R. Christopher et al FHWA (1990); Mitchell (1987) y Holtz et al (1997), en donde se presentan casos históricos.
El sistema de tierra reforzada tiene que ver con el término en inglés “reinforced earth”, el cual puede ser aplicado para la construcción de terraplenes, muros de contención que trabajan por gar vedad y aproximaciones (“aproches”) para puentes, entre otros empleos. Las situaciones en las cuales estas estructuras pueden ser utilizadas son en general en las mismas en que se emplean muros convencionales de contención como de gravedad (concreto ciclópeo o gaviones), muros en cantiliver, rellenos, etc., siempre y cuando se disponga principalmente, del espacio requerido para su conformación, un ancho de base del orden de 0.8H. Estos muros en casos especiales y necesarios, se pueden construir de manera escalonada con el fin de contirbuir con la estabilización de deslizamientos; también se pueden construir terraplenes con taludes parados y escalonados para vías (Cano, 1992) o para colocación de estructuras varias como canales, conformación de presas, diques y jarillones para crear embalses, estanques o lagunas, en espacios limitados.
En este artículo se presentarán las consideraciones básicas de diseño desde el punto de vista geotécnico, generalidades de construcción y experiencias en Colombia desde la década de los 90’s, de manera que el ingeniero geotecnista o de vías involucrado en diseños pueda dar conceptos técnicos y de juicio de ingeniería sobre estos, teniendo en cuenta hoy en día (1998) el acceso rápido a
diseños preestablecidos, por al existencia de varios métodos de análisis
resumidos y ábacos, los cuales resultan ser algunas veces conservadores, especialmente cuando los taludes son inclinados. Para estudios más sofisticados que lo requieran e involucren situaciones complejas y/o críticas, se recomiendan revisar los documentos desarrollados por B.R. Christopher et al FHWA (1990); Mitchell (1987) y Holtz et al (1997), en donde se presentan casos históricos.
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C.I.C. Consultores <strong>de</strong> Ing<strong>en</strong>iería y Cim<strong>en</strong>taciones Ltda.<br />
VII Congreso <strong>Colombia</strong>no <strong>de</strong> Geotecnia<br />
Santa Fe <strong>de</strong> Bogotá D.C., Octubre <strong>de</strong> <strong>1998</strong><br />
Procedimi<strong>en</strong>to G<strong>en</strong>eral <strong>de</strong> Diseño<br />
Evaluar los parámetros geotécnicos <strong>de</strong>l material <strong>de</strong>l terraplén incluy<strong>en</strong>do las<br />
propieda<strong>de</strong>s físico - mecánicas, peso unitario, d<strong>en</strong>sidad seca máxima y<br />
humedad óptima. El material <strong>de</strong> refuerzo (geosintético) que se vaya a emplear<br />
<strong>de</strong>berá cumplir con los esfuerzos <strong>de</strong> trabajo requeridos (Ft) sin alcanzar una<br />
<strong>de</strong>formación mayor al 5%. Se recomi<strong>en</strong>da <strong>en</strong> lo posible realizar un <strong>en</strong>sayo <strong>de</strong><br />
extracción (“pullout”) mediante el procedimi<strong>en</strong>to <strong>de</strong> corte directo m<strong>en</strong>cionado<br />
antes, con el fin <strong>de</strong> verificar el comportami<strong>en</strong>to rell<strong>en</strong>o - geotextil con difer<strong>en</strong>tes<br />
esfuerzos normales ( z) y comprobar que se pue<strong>de</strong> <strong>de</strong>sarrollar (Ft).<br />
Determinar la geometría <strong>de</strong>l terraplén, consi<strong>de</strong>rando su propósito y todas las<br />
obras externas nuevas o exist<strong>en</strong>tes, para po<strong>de</strong>r conocer fuerzas adicionales.<br />
Evaluar la superficie <strong>de</strong> falla crítica que <strong>de</strong> el m<strong>en</strong>or factor <strong>de</strong> seguridad con el<br />
talud <strong>de</strong> diseño, empleando métodos <strong>de</strong> análisis <strong>de</strong> estabilidad conv<strong>en</strong>cionales<br />
como los ya citados. Las superficies <strong>de</strong> falla supuestas se ti<strong>en</strong><strong>en</strong> que ajustar al<br />
tipo <strong>de</strong> material (<strong>en</strong> materiales friccionantes ti<strong>en</strong>d<strong>en</strong> a ser más planas y<br />
paralelas al talud; <strong>en</strong> caso <strong>de</strong> materiales plásticos, pued<strong>en</strong> ser mas profundas o<br />
circulares).<br />
Realizar un análisis <strong>de</strong> estabilidad retrospectivo con la superficie <strong>de</strong> falla<br />
crítica, para evaluar la resist<strong>en</strong>cia movilizada requerida para alcanzar un F.S.<br />
<strong>de</strong> por lo m<strong>en</strong>os 1.5 o 1.25 (pseudoestático).<br />
Calcular la fuerza horizontal <strong>de</strong> t<strong>en</strong>sión requerida, <strong>de</strong> acuerdo con (8), (9) y<br />
(9a).<br />
Distribuir (Ft) a lo largo <strong>de</strong> la superficie <strong>de</strong> falla, para espesores <strong>de</strong> capa <strong>de</strong> 25<br />
a 50cm. En el cuarto inferior <strong>de</strong> la altura <strong>de</strong>l terraplén se recomi<strong>en</strong>dan colocar<br />
capas <strong>de</strong> 25 a 30cm <strong>de</strong> espesor, para obt<strong>en</strong>er un mayor refuerzo <strong>en</strong> la zona<br />
más crítica <strong>de</strong>l rell<strong>en</strong>o.<br />
Calcular la longitud mínima <strong>de</strong> anclaje (Lmt), mediante la fórmula (10), verificar<br />
que sea superior a 1m.<br />
Dibujar la geometría final <strong>de</strong>l terraplén indicando la superficie <strong>de</strong> falla crítica y<br />
la distribución <strong>de</strong> las sábanas <strong>de</strong> t<strong>en</strong>sión, colocando la (Lmt) por fuera <strong>de</strong> la<br />
superficie <strong>de</strong> falla. Con el propósito <strong>de</strong> optimizar el uso <strong>de</strong> las sábanas y<br />
facilitar la construcción, las (Lmt) se pued<strong>en</strong> aum<strong>en</strong>tar para t<strong>en</strong>er tramos<br />
verticales <strong>de</strong> terraplén con longitu<strong>de</strong>s totales <strong>de</strong> sábanas iguales, Sowers<br />
1976; <strong>de</strong> lo contrario, cada capa requeriría <strong>de</strong> una longitud difer<strong>en</strong>te <strong>de</strong><br />
elem<strong>en</strong>to <strong>de</strong> refuerzo. Siempre hay que garantizar por lo m<strong>en</strong>os la (Lmt).<br />
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