estructuras particulares de muros en gaviones

MURO EN GABIONES ESCALONADO
ESTRUCTURAS PARTICULARES DE MUROS EN GAVIONES
Son 3 los tipos de muros usados en la práctica, muros con paramento externo
vertical ó escalonado, ó bien escalones a ambos lados. Ahora bien, se pueden
adoptar otros tipos de muros como:
Muros de semigravedad (figura a)
Muros de semigravedad con solera de anclaje (figura b)
Muros esbeltos paramento escalonado anclados por colchones ó malla (figuras
c y d)
El dimensionamiento de estos muros particulares es diferente de la
metodología de cálculo mostrada. Como son poco utilizados en la práctica no
consideramos oportuno detallarlos, siendo los mismos mostrados en otras
publicaciones específicas.
Criterios de proyecto de obras en gaviones
Los gaviones deben ser llenados con piedras de granulometría levemente
superior a la abertura de las mallas. Debido a la mayor resistencia que ofrecen los
Gaviones de 50 cm. de altura, es más aconsejable su utilización en las camadas
inferiores de los muros con altura superior a 6 m y en apoyos de puentes sujetos a
grandes esfuerzos de compresión.
Escalones externos
Los muros con escalones internos y paramento externo plano son
preferidos, algunas veces por razones estéticas y por limitación de espacio, pero
presentan para alturas mayores la necesidad de algunos escalones externos.
Los muros con escalones externos resultan desde el punto de vista estático
favorables. En virtud de esto, también en el caso del primer tipo de muro citado, es
aconsejable la ejecución de pequeños escalones externos de 10 a 20 cm.
Drenaje
En comparación a otras obras de contención, los gaviones debido a su alta
permeabilidad tienen una seguridad adicional en el caso de actuación de un
empuje superior al de proyecto.
Para muros inclinados y apoyado sobre una base de concreto es oportuno
colocar tubos drenantes recubiertos por grava, dispuestos atrás de la obra y en la
base. A lo largo del mismo se deben colocar dispositivos para conducir al agua por
fuera de la obra.
Contrafuertes
El drenaje del terreno puede ser más eficaz con la colocación de
contrafuertes en la espalda del muro (figura b). Normalmente tienen una extensión
que coincide con la cuña de máximo empuje, siendo más largos en la parte
superior y disminuyendo en las camadas inferiores.
Su espesor normalmente es de 1 metro y son colocados a una distancia
entre ellos igual a 2 veces la altura del muro.
A pesar de que la función principal de los contrafuertes es esencialmente
drenante, ellos ejercen también un papel de robustecimiento de la obra y pueden
ser admitidos como estructura de anclaje.
Empleo de geotextil
Las obras realizadas en presencia de suelos finos, cuando puede haber
escape de material, se debe tomar particular atención en ejecutar el relleno con un
material seleccionado para formar un filtro ó preverse un filtro natural con una
camada de 50 cm. de espesor con una mezcla de pedrisco y arena.
Es desaconsejable, en el caso de muro de contención, al contrario de obras
marítimas e hidráulicas, el empleo de geotextil debido a la casi siempre inevitable
colmatación del filtro que aumentaría mucho el empuje contra la estructura. Es
aconsejable la colocación del filtro geotextil a lo largo de la base del muro para
terrenos de baja capacidad soporte ó sujetos a la saturación de agua. (figura c).
Relleno posterior
Se recomienda que el relleno posterior del muro sea ejecutado con material
de buena calidad. Si fuera utilizado un material cohesivo, el mismo debe ser
compactado en camadas de 20 cm.
Dicho procedimiento mejora las características del terreno y minimiza el
valor del empuje activo, de esta forma han sido ejecutados diversos muros sin
colocarse filtro, demostrando un resultado satisfactorio.
En este caso si se inicia alguna fuga de suelo, este se deposita entre el
material de relleno de los gaviones disminuyendo el índice de vacíos y en poco
tiempo se alcanza la estabilización natural del sistema.
MURO CON BOVEDAS HORIZONTALES
ESTRUCTURAS DE CONTENCION
Actualmente se encuentran con frecuencia obras de ingeniería, tales como;
protección de una construcción en particular, edificios y puentes terraplenes y
otras obras que afrontan el problema de sostener masas de tierras, para ello la
utilización de muros de contención han venido a ser una gran solución a estos
problemas que afecta a muchos trabajos ingeneriles.
Muros, cuando se construye sobre el talud, evita los desprendimientos, en un
plazo mas o menos largo. Se suelen utilizar cuando existe la probabilidad de
deslizamientos que puedan afectar alguna construcción que halla sobre ella.
Muros de Bóvedas Horizontales.
Este tipo de muros generalmente se construye con pilas de mampostería y
bóvedas, antes de ladrillo (en este caso block), y más tarde de concreto armado.
La cimentación necesita ser excelente, pero las bóvedas resisten, como siempre,
esfuerzos mayores o diferentes de los calculados, sin daño apreciable. Hoy en día
se estima que estos muros no son económicos, pero esta conclusión varia para
determinado casos dependiendo su tamaño, debiéndose tener en cuneta su valor
estético el cual puede ser unas de sus cualidades.
Drenajes
El comportamiento del muro esta no esta ligado fundamentalmente solo a
su configuración geométrica o comportamiento estructural en relación a muroterreno, si no a su peso propio (en esta caso construcción) que actúa en el centro
de gravedad y con la acción de la componente vertical tendera a la estabilización
del muro
Otro factor, la presencia de agua, esta influye grandemente en la magnitud
de empuje variando desde cero, cuando el material esta completamente seco,
hasta la completa presión hidráulica cundo esta saturado. ya que produciría
efectos perjudiciales en la obra, aumentando hasta el triple el valor del empuje,
debido a su saturación.
Por esto se recomienda en todo muro un sistema de drenajes, que consiste
en colocar tubos de 10” de diámetro como mínimo, empotrado en el muro a una
distancia no mayor de 1.50 mts. de cada una. En caso de economía agujeros de
5x20 cm. y en la parte atrás rellenar de grava o piedra para una mejor filtración.
La construcción de este tipo de muro se puede deber a la poca cohesividad
del material, provocando fenómenos como la inestabilidad (desprendimiento y
corrimiento). También se debe a la estética antes escrito.
TALUD ARTIFICIAL
Este tipo de talud se construyo en varias fases de corte tipo gradas, esta
forma de talud se construye de esa manera con el objetivo de reducir la resistencia
del suelo respecto a la altura del talud, en este caso en cada escalón iremos
reduciendo la resistencia del suelo con respecto de la base. Este tipo usa una
pendiente de aproximadamente ¼ con lo cual reducimos la inestabilidad de talud.
Se utilizan con frecuencia para:
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Para estabilizar el talud natural por lo consiguiente no existirán derrumbes.
Ampliación de carretera
Por ser el más económico.
Estético
TALUD CON REVESTIMNIENTO
El talud su misión esencial es proteger el terreno de la erosión y de la
meteorización, por medio del revestimiento, este se reviste con concreto lanzado,
y se le agregan tubos en este caso como este muro es pequeño se le inserta tubo
de 3/4” aproximadamente los cuales servirán para que a la hora de que el talud se
empiece a sature de agua se filtre por dichos tubos o mangas. Si el talud fuera
más grande en este caso ya se elegiría que tipo de muro tendríamos que hacer.
En este caso solo nos va a servir para que el agua no penetre directamente
sobre la pendiente del talud y por consiguiente el muro va a tener cierta
estabilidad.
En este caso nos podemos dar cuenta que en la foto tomada se aprecia un
terreno que tiene cierta construcción, a la hora de revestir cierto muro vamos a
proteger el terreno para que no sea desgastado por el agua y por lo tanto sino se
desgasta el terreno la construcción existente va a ser protegida.
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MURO CON CONTRAFUERTES
Este tipo de muro pueden hacerse armado o sin armar, dependiendo la
utilización de uno u otro, axial como las características del muro y su necesidad
de espacio. La fijación del espesor de la pantalla, así como la armadura, en el
caso de que sean armados, será de tal forma que puedan resistir los esfuerzos
correspondientes al considerarla como; a) Una viga horizontal que esta apoyada
en sus extremos, que son los contrafuerte, en el caso de que el muro no contenga
cimentación corrida, y b) con un sistema de losa, en el caso que si la contenga,
siendo los apoyos los contrafuertes y la cimentación.
Los contrafuertes de los muros pueden ser colocados enfrente o en la parte
atrás del muro, según el criterio del diseño efectuado, ya que muchas veces el
terreno no permite la construcción de alguna de estas soluciones
INTRODUCCION
El presente trabajo se basa en observaciones físicas, con sus
correspondientes investigación teórica de los diferentes tipos de estabilización de
taludes, por medio de su recubrimiento de distintos materiales; esto en terrenos
que fueron cortados para la ampliación de la carretera CA – 1 Oriente (carretera a
El Salvador), en el sector comprendido el Km. 10.5 donde se ubica el puente la
nubes.
Existen ejemplos de trabajos de diferente índole, se asume que cada uno
depende de distintos factores que podrían ser: el grado de inclinación del talud, el
tipo de material que conforma el suelo, la consolidación del mismo, el grado de
permeabilidad a de porosidad que puede tener, el drenaje natural que exista, el
peso natural o el peso que sostiene y etc. factores que podrían desestabilizar el
talud.
Además presentamos una serie fotos de algunos taludes recubiertos de
concreto lanzado reforzados con electro mallas, así como muros de gaviones
(cubo de malla de acero relleno de piedras), planchas prefabricados, con concreto
armado, muros enclavados en el talud con pernos especiales para una mejor
sujeción, de ladrillos enlazados de diseño reciente (por lo estético), todos estos
son algunos de los ejemplos que se pueden observar para la estabilización de
tierras (taludes) mas usados en nuestro país.
CONCLUSION
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Es esencial, además de conveniente conocer los diferentes tipos de muros
de contención o de estabilización de taludes que se pueden construir,
dependiendo de las condiciones del terreno y del tipo de material
disponible, para en un momento dado poder aplicar esos conocimientos de
una manera correcta.
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Todo de tierra no se considera estable a largo plazo, tarde o temprano la
estabilidad que pueda presentar se pierde debido a los agentes naturales
como la presión hidrostática, el intemperismo y la erosión.
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Conocer lo parámetros corte ya que la estabilidad va a depender de la
resistencia propia del material y el valor subyacente al pie del talud.
ESTABILIZACION DE TALUDES
Fenómeno de inestabilidad de taludes
En cualquier terreno que no sea horizontal, existen una serie de fuerzas que
tienden a nivelarlo: fuerzas de gravedad, filtración, interperismo, presión del agua
en las diaclasas (plano de división, grieta o quebradura que cortan las rocas en
dirección variable), etc. Se oponen a ello la resistencia del terreno, raíces y otras.
Cuando el primer grupo de fuerzas predomina cobre el segundo, el talud se hace
inestable por lo que producen dos grandes grupos de fenómenos de inestabilidad
que son “desprendimiento y corrimientos”.
Desprendimiento, se produce con frecuencia en los suelos rocosos, en cuya
parte superior suelen aparecer diaclasas verticales de tracción producidas por la
erosión o el interperismo y si el suelo es erosionado en su base por una corriente
de agua o por olas, se producirán ”desplomes” de grandes porciones de tierra.
Corrimientos, dentro de estos existen cuatro grupos: deslizamientos, flujos
de arcillas, corrimientos provocados por la licuefacción análogos y por reptación.
Protección de taludes
Los métodos de protección de taludes normalmente tienes dos objetos
principales: proteger al talud de la erosión e interperismo, así como evitar la su
soltura y la rotura del material. Los taludes se pueden proteger de diferentes
formar: Con plantaciones para evitar la erosión superficial que puede afectar a la
larga el talud. Los árboles sirven de drenantes del agua por que la absorben y la
cohesión del material.
La protección del talud se debe adecuar, al tipo de proyecto, pudiendo ser
estos: construcción de presas, canales, puentes, cunetas, etc., llevando a cabo
estructuras de contención de tierras, realizando el trabajo de sostenimiento,
contención o revestimiento del talud a trabajar.
Para la protección de los suelos, se han utilizados a través del tiempo
diferentes tipos, entre los más conocidos están: taludes con protección de
vegetación los cuales evitan la erosión; los talud de corte con maquinas dejando
una debida pendiente con relación a su altura. Actualmente tenemos estructuras
de contención entre las cuales tenemos:
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Muros
Pantallas
Tablestacas
Y otros
Estos muros se ejecutan regularmente al aire y no en el interior del terreno,
entre algunos tenemos
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Muros de Sostenimiento
Muros de Contención
Muros de Revestimiento
Muros de Gravedad
Muros de Voladizo
Muros Aligerados
Muros con Contrafuertes
Muros de bovedas Horizontales
Muros-Jaula
Muro de Tierra Armada
Todos estos muros están expuestos a muchos factores que puedan afecta
su resistencia así como su vida útil, entre estos factores se encuentra el agua, ya
que este pude producir efectos perjudiciales a la obra, ya que este aumenta su
valor de empuje, debido al grado de saturación de la humedad del suelo, es por
esto que se han creado métodos de drenajes de agua para evitar dicha saturación
y así poder aumentar su vida útil y su resistencia. Aquí tenemos algunos
esquemas o parámetros mas utilizados.
MURO DE GRAGRAVEDAD
MURO DE GRAVEDAD
Es el tipo mas antiguo el cual en talud mejora la estabilidad y, en muchas
ocasione el efecto estético. Hay que tener en cuenta que muchos muros se
mueven ligeramente para desarrollar la función de empuje activo. Si el intrados
(parte externa) es rigurosamente vertical, producirá entonces un efecto
desagradable de inestabilidad. Una inclinación excesiva tampoco es conveniente.
Un muro suele tener como misión ganar espacio llano, bien a partir de su pie o su
coronación, con relación al que quedaría disponible con un talud libre.
El muro en desplome mejora la estabilidad (permite ahorrar fabrica) Se
puede mencionar también que para muros de cierta altura y con una buen terreno,
tanto en la parte interior como en la cimentación, la utilización de muros de
semigravedad, los cuales van ligeramente armados y ofrecen vetanjas
económicas sobre los muros de gravedad.
MUROS DE PALNCHAS DE CONCRTEO
ARMADO SUJETAS CON PERNOS
Cuando el terreno es puramente friccionante esta solución es la indicada ya
que la estabilidad de estos dependen fundamentalmente del talud, pero si este
material es cohesivo la estabilidad esta condicionada a la altura del talud mismo y
la ganancia de tender el talud puede ser nula, y en suelos con cohesión y fricción
la estabilidad crece al tender el talud.
Por otra parte, las condiciones económicas de gran movimiento de tierras
hacen posible el pensar en tender taludes de los terraplenes, bordos, etc.
Empleo de bermas laterales
Se denominan bermas a masas generalmente del mismo material que el
mismo material que el propio talud, que se coloca en el lado exterior del talud
mejora la estabilidad. En general una berma produce un incremento en la
estabilidad.
Empleo de materiales ligeros
Se trata de construir terraplenes con materiales ligeros que den pos su peso
bajos momentos motores, el tezontle de origen volcánico se ha usado para este
fin, otros métodos poco usados es el uso de tubos o cajones de concreto hueco,
Con sustitución de parte del terraplén pero estas soluciones son costosa.
La consolidación del suelo se da cunado el mismo posee mantos
comprensibles saturados de baja resistencia al esfuerzo cortante, puede inducir al
proceso de consolidación acelerado para que aumente la resistencia.
Al construir terraplenes es frecuente y económico construir por partes no
erigiendo una nueva hasta que lo anterior se consolide lo suficiente.
El empleo de materiales estabilizantes, mejora las cualidades de resistencia
del suelo mezclándole una sustancia que al producir una cimentación entre las
partículas aumente su resistencia, estas sustancias pueden ser cemento, asfalto y
sales químicas. Estos procedimientos son también costosos.
Muros de retención de taludes con planchas de concreto armado
Estos regularmente se usan para la retención de taludes inestables, donde
el material es aguado (debido a su poca plasticidad). Por lo general se colocan las
planchas prefabricadas sujetas con pernos al talud para lo cual obtenemos una
mejor resistencia al desplome. Estos regularmnente no son económicos por los
materiales a utilizar en la construcción.
Su principal problema como para todos es la acumulación de agua, la cual
puede provocar inestabilidad, por lo que general se ubican drenantes con tubos de
pvc o agujeros de diámetro 1” ½, estos no son muy recomendables ya que existen
otro métodos aconsejables como lo es la colocación de un relleno de grava para
obtener un absorción mejor del agua y después la colocación de un capa de arcilla
compactada en la parte superior del talud para impermeabilizar el terreno.
MUROS DE TIERRA ARMADA
Los muros de tierra armada son sistemas en los cuales se utiliza materiales
térreos como elementos de construcción.
Es también una asociación de tierra y elementos lineales capaces de
soportar fuerzas de tensión importantes; estos últimos elementos suelen ser tiras
metálicas o de plástico. El refuerzo de tales tiras da al conjunto una resistencia a
tensión de la que el suelo carece en sí mismo, con la ventaja adicional de que la
masa puede reforzarse única o principalmente en las direcciones más
convenientes. La fuente de esta resistencia a la tensión es la fricción interna del
suelo, debido a que las fuerzas que se producen en la masa se transfieren del
suelo a las tiras de refuerzo por fricción.
La estabilidad de un muro de retención que se construya con tierra armada
debe comprender principalmente dos clases de análisis. En primer lugar tomar el
elemento como un conjunto que no será diferente de un muro convencional del
tipo de gravedad. En segundo lugar se harán análisis de estabilidad interna
básicamente para definir la longitud de las tiras de refuerzo y separación horizontal
y vertical, esto para que no se produzca deslizamiento del material térreo respecto
a las tiras. Además de lo anterior es importante analizar el riesgo de corrosión en
el caso de tiras metálicas o colocar algún elemento frontal que impida la salida de
la tierra entre las tiras de refuerzo.
El drenaje se deberá planear con las mismas ideas que en los muros
convencionales.
La idea de tierra armada consiste en reforzar un terraplén con materiales
manufacturados, generalmente bandas de acero galvanizado, a veces con
ranuramiento. Se han empleado también el acero inoxidable y el aluminio.
Por este procedimiento se han construido muros verticales de hasta 25
metros de altura. Su costo real es con frecuencia es bastante inferior al de un
muro en voladizo o de jaula, dependiendo, de las circunstancias locales. La
ventaja es mas clara para alturas considerables.
Se han hecho tres tipos de estudios con relación a la tierra armada:
1. Estudios con vistas a elaborar métodos de diseño. Por lo general se ha
procurado aplicar al caso la metodología disponible, con aplicación de las
teorías tradicionales del empuje de tierras.
2. Estudios de modelos bidimensionales en el laboratorio, en los que la tierra
se ha representado por medio de barritas metálicas de longitud
relativamente grande en comparación con su diámetro. Las tiras de armado
se han hecho con el mismo material usado en los prototipos. Se trata
principalmente de modelos cualitativos y en ellos se estudiaron, sobre todo,
los tipos de falla susceptibles de presentarse.
3. Mediciones en prototipos construidos para resolver específicos de vías
terrestres.
De los análisis y estudios anteriores parece concluirse que existe riesgo de que se
presente una falla de cualquiera de los tres tipos siguientes:
1. Una falla en la cual la tierra armada colapsa como un conjunto, sin
deformación importante dentro de sí misma. Esta falla puede ocurrir por
deslizamiento o volcadura y es análoga a la de un muro de retención
convencional que falle por las mismas causas.
2. Falla por deslizamiento de la tierra en relación a las tiras de armado,
acompañada de una desorganización dentro del cuerpo de tierra armada.
3. Falla por rotura de las tiras de refuerzo, que parece estar asociada a
mecanismos de falla progresiva.
El material a usarse para estas estructuras debe ser los de naturaleza friccionante
y se estima que falta investigación en el uso de materiales puramente cohesivos.
Sin embargo se han construido estructuras con contenido de finos que pasaron la
malla Nº 200 del orden de 10 y 20%, usando materiales naturales, sin procesos
especiales de fabricación.
Se recomienda para la masa de tierra armada una sección próxima a la
rectangular, en la que el ancho sea del orden de la altura del muro.
La estabilidad interna de la masa de tierra armada puede analizarse por los
métodos de: Coulomb y Rankine.
Aun falta mucho por investigar en torno a la tierra armada y, concretamente, a la
aplicación de las teorías de empuje de tierras a su cálculo.
Plancha de concreto prefabricado
Barras de Acero
GEOTEXTILES DE REFUERZO
BETONAP®
Certificado de cualidad : ASQUAL
Ensayos segun las normas NF por el C.E.T.E. Normandia Centro en
Rouen
CARACTERISTICAS :
El industrialista puso a punto estos geotextiles con especialistas y científicos y con varios laboratorios,
universidades y centros técnicos en Francia y en Europa. Elaborados a partir de un proceso de fabricación
adecuado, los geotextiles BETONAP de refuerzo son destinados a las obras de ingenería.
Esta tecnología permite a partir de hilos técnicos imputrescibles la elaboración de redes muy estructuradas y
de superficies continúas.
MUY ALTO MODULO DE TRACCIÓN Y PUESTA EN TENSIÓN INMEDIATA
Por la disposición de los hilos técnicos que no presentan alguna ondulación (por consiguiente no efecto de
cizallamento y de tensión interna) en la structura textil de los geotextiles BETONAP.
FRICCIÓN Y ANCLAJE EN EL SUELO MUY ELEVADOS
La estructura calada con forma de pequeña red permite un optimo comportamiento del geotextil. Hay
imbricación con las particulas del suelo y asi creación de un angulo de fricción elevado con posibilidades de
anclaje muy interesantes.
RESISTENCIA A LA ROTURA Y A LA PERFORACIÓN
La red de enlace de los hilos realizado según el principio de mallas procura al geotextil una estabilidad
particular que impide los hilos de deslizar y de desplazarse y que se opone por consiguiente a la rotura.
RED PARA FACILITAR LA VEGETALIZACIÓN
La presentación debajo forma de pequeña red permite que las raíces pasan para facilitar la vegetalización.
DESCRIPCION :
Los geotextiles de refuerzo BETONAP son producidos según una tecnología diferente de la de los no tejidos
y de los conventionales. Se definen como tejidos hechos de puntos en textiles con malla tramada (Warp
knitting technology with weft and warp insertion). En las curvas de tracción se puede notar que los geotextiles
de refuerzo BETONAP poseen muy altos modulos de elongación. En cuanto al comportamiento en anclaje en
las obras de la gama BETOCONCEPT® los geotextiles se ponen en tensión a partir de las deformaciones más
debiles limitando asi de manera segura los riesgos de deslizamiento. Este fenomeno es más acentuado durante
la fase initial de cargamento (del 0 al 2.5% de elongación) constituyendo la zona de trabajo eficaz de las
armaturas segun los coeficientes de seguridad recomandados por el L.C.P.C.