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.
C.I.C. Consultores de Ingeniería y Cimentaciones Ltda. VII Congreso Colombiano de Geotecnia Santa Fe de Bogotá D.C., Octubre de 1998 El material de relleno que mejor se adapta al sistema es el granular, el cual proporciona fricción y su interacción con el geotextil es mejor en el sentido que se desarrollan mayores fuerzas de tensión y se conserva más la fricción (). Lo anterior no significa que se descarte el uso de otros tipos de materiales térreos con algo de plasticidad, como materiales granulares limosos y hasta granulares arcillosos (Gómez et al, 1995), su influencia radica en el espaciamiento de las capas, el grado de compactación, la longitud mínima de anclaje y el sistema de drenaje que generalmente debe ser más conservador. Figura 10 Sección Transversal Dique en Tierra Reforzada. En cuanto a los elementos que proporcionan tensión, se recomiendan geotextiles tejidos o no tejidos, geomallas, mallas de acero, etc., siempre y cuando desarrollen la fuerza de fricción de trabajo solicitada. En relación con los geotextiles se requieren resistencias a la tensión “grab” mínimas de 240 lb o 4.3 tn/m (ASTM), con las propiedades físico - mecánicas establecidas por el diseño. Las tensiones de trabajo varían usualmente entre 2 y 3 tn/m, sin considerar el efecto benéfico de las presiones de confinamiento, con una deformación unitaria de máximo el 5%. Página 18 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 Para los materiales geosintéticos convencionales (geotextiles y geomallas), se deberán acatar las recomendaciones del fabricante, para su correcto manejo y especificaciones de colocación para evitar el razgado y/o punsonamiento del material. Como materiales alternos, están los tipos de revestimiento, los drenajes con materiales granulares, lagrimales, tubos de drenaje, entre otros, de acuerdo con lo que se ha citado a lo largo del artículo. 5.2 PROCEDIMIENTO Se presenta el procedimiento general de construcción de un relleno reforzado con sábanas de geotextil por ser el sistema mas versátil, rápido y posiblemente más económico en el país, aplicado en sistemas viales en condiciones complejas en donde hay que utilizar los materiales de suelo disponible, como suelos residuales, depósitos aluviales, preferiblemente. El procedimiento es el siguiente (ver Figura 11): Adecuación de la superficie de fundación, mediante la remoción de materiales sueltos y saturados, para continuar con la compactación de la superficie finalmente obtenida; colocación de la capa de drenaje si se requiere, Etapa 1. Colocación de la formaleta, puede ser tipo pie de amigo, con altura de una capa, sobre el suelo competente de fundación, Etapa I; veáse Figura 6 donde se muestra un detalle de la formaleta. Página 19 de 28
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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 />
El material <strong>de</strong> rell<strong>en</strong>o que mejor se adapta al sistema es el granular, el cual<br />
proporciona fricción y su interacción con el geotextil es mejor <strong>en</strong> el s<strong>en</strong>tido que se<br />
<strong>de</strong>sarrollan mayores fuerzas <strong>de</strong> t<strong>en</strong>sión y se conserva más la fricción (). Lo<br />
anterior no significa que se <strong>de</strong>scarte el uso <strong>de</strong> otros tipos <strong>de</strong> materiales térreos<br />
con algo <strong>de</strong> plasticidad, como materiales granulares limosos y hasta granulares<br />
arcillosos (Gómez et al, 1995), su influ<strong>en</strong>cia radica <strong>en</strong> el espaciami<strong>en</strong>to <strong>de</strong> las<br />
capas, el grado <strong>de</strong> compactación, la longitud mínima <strong>de</strong> anclaje y el sistema <strong>de</strong><br />
dr<strong>en</strong>aje que g<strong>en</strong>eralm<strong>en</strong>te <strong>de</strong>be ser más conservador.<br />
Figura 10<br />
Sección Transversal Dique <strong>en</strong> <strong>Tierra</strong> <strong>Reforzada</strong>.<br />
En cuanto a los elem<strong>en</strong>tos que proporcionan t<strong>en</strong>sión, se recomi<strong>en</strong>dan geotextiles<br />
tejidos o no tejidos, geomallas, mallas <strong>de</strong> acero, etc., siempre y cuando<br />
<strong>de</strong>sarroll<strong>en</strong> la fuerza <strong>de</strong> fricción <strong>de</strong> trabajo solicitada. En relación con los<br />
geotextiles se requier<strong>en</strong> resist<strong>en</strong>cias a la t<strong>en</strong>sión “grab” mínimas <strong>de</strong> 240 lb o 4.3<br />
tn/m (ASTM), con las propieda<strong>de</strong>s físico - mecánicas establecidas por el diseño.<br />
Las t<strong>en</strong>siones <strong>de</strong> trabajo varían usualm<strong>en</strong>te <strong>en</strong>tre 2 y 3 tn/m, sin consi<strong>de</strong>rar el<br />
efecto b<strong>en</strong>éfico <strong>de</strong> las presiones <strong>de</strong> confinami<strong>en</strong>to, con una <strong>de</strong>formación unitaria<br />
<strong>de</strong> máximo el 5%.<br />
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