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 de Ingeniería y Cimentaciones Ltda. VII Congreso Colombiano de Geotecnia Santa Fe de Bogotá D.C., Octubre de 1998 4.5 TIPOS DE REVESTIMIENTO Los tipos de revestimientos para las caras de los taludes son variados, desde dejar la sábana de geotextil expuesta (ver Figura 8), siempre y cuando sea resistente a los rayos ultravioletas, lo cual por lo general ya es posible con la generación de los geosintéticos modernos, hasta recubrirlas con mortero (Gómez et al, 1992), concreto lanzado con malla electrosoldada (Cano, 1992) o vegetación (Figura 9). Por otra parte, también se emplean paneles de concreto, para el caso de los sistemas con bandas (Figura 2 y 8). En las figuras citadas se muestran la geometría, dimensiones y detalles de estas soluciones. Resumiendo, como ya se mencionó en el sistema de sábanas de geotextil, la cara del talud se puede dejar sin revestir, siempre y cuando el geotextil soporte rayos ultravioletas sin dañarse y también cuando no exista la posibilidad de robo (vandalismo). (a) (b) Figura 8 Revestimientos: (a) sabana geotextil expuesta y (b) paneles de concreto 4.6 INSTRUMENTACION Las obras de ingeniería y en especial aquellas que consistan en la construcción de rellenos, deben ser instrumentadas para conocer su comportamiento durante construcción, con el tiempo y verificar que se estén cumpliendo las consideraciones de diseño asumidas con base en el conocimiento de los materiales. En este orden de ideas, es necesario instalar instrumentos o dejar testigos en sitios estratégicos del relleno que permitan medir periódicamente las deformaciones que pueda sufrir la masa de material reforzado, cambio de esfuerzos o los asentamientos de su fundación de apoyo. Página 16 de 28

C.I.C. Consultores de Ingeniería y Cimentaciones Ltda. VII Congreso Colombiano de Geotecnia Santa Fe de Bogotá D.C., Octubre de 1998 Como instrumentos de uso convencional se mencionan los inclinómetros, para medir deformaciones horizontales dentro del relleno con profundidad; platinas de asentamientos, para medir asentamientos ya sea en el relleno como en la fundación; taches o puntos de control superficial, para medir deformaciones horizontales o verticales en la cara del talud o muro; finalmente, si se quieren hacer controles más sofisticados que así lo amerite el tipo de obra, como un relleno de altura importante, una presa o similar, se pueden instalar celdas de presión para calcular esfuerzos en diferentes sitios, y también piezómetros neumáticos o de tubo abierto, para conocer las variaciones de los niveles de agua dentro del relleno. En la Figura 10 se presenta una sección transversal del diseño de un dique en tierra reforzada para conformar un lago de recreación, en donde se aprecia la localización y distribución de piezómetros de tubo abierto y platinas de asentamiento; en la misma figura se muestra un detalle de una platina de asentamiento utilizada en el relleno reforzado que se construyó para la rehabilitación del deslizamiento ocurrido en el proyecto Ed. Avenida Chile (J.N.Gómez et al, 1995). 5. GENERALIDADES DE CONSTRUCCION 5.1 MATERIALES Los materiales básicos para la construcción de un sistema de tierra reforzada son el material de relleno, los geosintéticos que proporcionan las fuerzas de fricción y los materiales de revestimiento y del sistema de drenaje. Figura 9 Tierra Reforzada con Sábanas - Tipos de Revestimiento Comunes Página 17 de 28

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 />

4.5 TIPOS DE REVESTIMIENTO<br />

Los tipos <strong>de</strong> revestimi<strong>en</strong>tos para las caras <strong>de</strong> los talu<strong>de</strong>s son variados, <strong>de</strong>s<strong>de</strong><br />

<strong>de</strong>jar la sábana <strong>de</strong> geotextil expuesta (ver Figura 8), siempre y cuando sea<br />

resist<strong>en</strong>te a los rayos ultravioletas, lo cual por lo g<strong>en</strong>eral ya es posible con la<br />

g<strong>en</strong>eración <strong>de</strong> los geosintéticos mo<strong>de</strong>rnos, hasta recubrirlas con mortero (Gómez<br />

et al, 1992), concreto lanzado con malla electrosoldada (Cano, 1992) o<br />

vegetación (Figura 9). Por otra parte, también se emplean paneles <strong>de</strong> concreto,<br />

para el caso <strong>de</strong> los sistemas con bandas (Figura 2 y 8). En las figuras citadas se<br />

muestran la geometría, dim<strong>en</strong>siones y <strong>de</strong>talles <strong>de</strong> estas soluciones.<br />

Resumi<strong>en</strong>do, como ya se m<strong>en</strong>cionó <strong>en</strong> el sistema <strong>de</strong> sábanas <strong>de</strong> geotextil, la cara<br />

<strong>de</strong>l talud se pue<strong>de</strong> <strong>de</strong>jar sin revestir, siempre y cuando el geotextil soporte rayos<br />

ultravioletas sin dañarse y también cuando no exista la posibilidad <strong>de</strong> robo<br />

(vandalismo).<br />

(a)<br />

(b)<br />

Figura 8<br />

Revestimi<strong>en</strong>tos: (a) sabana geotextil expuesta y (b) paneles <strong>de</strong> concreto<br />

4.6 INSTRUMENTACION<br />

Las obras <strong>de</strong> ing<strong>en</strong>iería y <strong>en</strong> especial aquellas que consistan <strong>en</strong> la construcción<br />

<strong>de</strong> rell<strong>en</strong>os, <strong>de</strong>b<strong>en</strong> ser instrum<strong>en</strong>tadas para conocer su comportami<strong>en</strong>to durante<br />

construcción, con el tiempo y verificar que se estén cumpli<strong>en</strong>do las<br />

consi<strong>de</strong>raciones <strong>de</strong> diseño asumidas con base <strong>en</strong> el conocimi<strong>en</strong>to <strong>de</strong> los<br />

materiales. En este ord<strong>en</strong> <strong>de</strong> i<strong>de</strong>as, es necesario instalar instrum<strong>en</strong>tos o <strong>de</strong>jar<br />

testigos <strong>en</strong> sitios estratégicos <strong>de</strong>l rell<strong>en</strong>o que permitan medir periódicam<strong>en</strong>te las<br />

<strong>de</strong>formaciones que pueda sufrir la masa <strong>de</strong> material reforzado, cambio <strong>de</strong><br />

esfuerzos o los as<strong>en</strong>tami<strong>en</strong>tos <strong>de</strong> su fundación <strong>de</strong> apoyo.<br />

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