MUROS Y TALUDES MSE DE ACUERDO A

MUROS Y TALUDES MSE DE ACUERDO A
LAS ESPECIFICACIONES DE DISEÑO DE LA AASHTO
REFERENCIAS PRINCIPALES
AASHTO (HB-17) – Standard Specifications for highway
bridges – Section 5 “Retaining Walls” (Section 5.8)
‰
FHWA- NATIONAL HIGHWAY INSTITUTE Mechanically
Stabilized earth walls and reinforced slopes “Design and
construction guidelines” (March 2001)
‰
Elias V., Christofer B. , Berg R.
RESEÑA HISTORICA
La tierra reforzada moderna fue inventada y patentada por el
arquitecto francés Henri Vidal en los años 1960s, y llegó a
América en 1972.
Originalmente se utilizaron láminas de acero como refuerzo
pero con el tiempo el sistema ha ido evolucionando para
incluir otro tipo de refuerzo, especialmente los geosintéticos
(Geomallas y geotextiles tejidos).
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TIPOS DE ESTRUCTURA
Hay básicamente dos tipos de estructura de suelo reforzado:
Muros de tierra mecánicamente estabilizada (MSEW)
Taludes reforzados (RSS)
Muros de tierra mecánicamente estabilizada (MSEW)
Se utiliza este nombre porque los nombres “Tierra armada” o
“Tierra reforzada” o “Suelo reforzado” son nombres
patentados por un determinado comercializador de muros
MSE.
Los muros MSE son muros en tierra reforzada con láminas o
mallas metálicas o con geosintéticos.
Como criterio del NHI un muro MSE tiene una pendiente de
la fachada de más de 70 grados con la horizontal, y se
comporta como una estructura de contención a gravedad.
Los muros MSEW se diseñan como muros de contención y de
acuerdo a las especificaciones AASHTO deben diseñar para:
Estabilidad general (estabilidad del talud sobre el cual se
encuentra el muro)
Estabilidad externa (capacidad de soporte, volcamiento y
deslizamiento)
Estabilidad interna (deformación y rotura del refuerzo,
extracción del refuerzo y estabilidad de las uniones de
fachada).
De acuerdo a las especificaciones AASHTO los muros MSE
requieren para su construcción de materiales de relleno
granular relativamente limpio.
El muro MSE de mayor altura construido en los EE.UU. es de
30 metros.
EJEMPLO DE MURO MSE
Taludes reforzados (RSS)
Menos
de 70o
Son taludes reforzados con refuerzos metálicos o
geosintéticos, los cuales tienen inclinación de la fachada de
menos de 70º. (CRITERIO DEL NHI)
Los taludes reforzados (RSS) no se diseñan como estructuras
de contención sino solamente como taludes, utilizando
sistemas de análisis de estabilidad de taludes por el método
del equilibrio límite. (Por ejemplo: Bishop o Janbú).
Taludes reforzados (RSS)
Los taludes reforzados no requieren un material de relleno
tan granular y limpio como se requiere para los muros MSE y
por esta razón en muchas ocasiones es más económico
construir un talud reforzado (RSS) que un muro MSE.
El talud reforzado de mayor altura construido en los EE.UU.
es de 43 metros. (información del NHI)
Hasta la fecha no se conoce de especificaciones AASHTO
para el diseño de taludes reforzados (RSS). Sin embargo, la
FHWA ha desarrollado dos programas de software: el
programa RSS y el programa RESSA, y en las guías de la
FHWA se recomiendan procedimientos para el diseño de
taludes reforzados.
TIPO DE REFUERZO
Refuerzos metálicos
Refuerzos de geosintéticos
REFUERZOS METALICOS
Típicamente de acero, el cual es usualmente galvanizado o
cubierto con epóxicos.
Tiras de láminas metálicas.
Las láminas comercialmente disponibles son corrugadas por
ambos lados, tienen una ancho de aproximadamente 50
milímetros (2 pulgadas) y espesor de 4 milímetros (5/32 de
pulgada).
Mallas metálicas soldadas.
Las malla de acero utilizadas generalmente tienen
espaciamientos longitudinales entre 6 y 8 pulgadas y
transversales de 9 a 24 pulgadas.
REFUERZOS DE GEOSINTETICOS
Generalmente se utilizan productos elaborados con polímeros.
Geomallas de polietileno de
alta densidad (HDPE).
Geomallas de poliéster
cubierto con PVC.
Geotextiles de
polipropileno o de
poliéster.
Biaxial
Geomallas de polietileno de alta densidad
(HDPE).
Comúnmente consisten en mallas
uniaxiales,
las cuales son ofrecidas
comercialmente en hasta 6
diferentes resistencias.
Uniaxial
Geomallas de poliéster cubierto con PVC.
Generalmente consisten en
geomallas que están
caracterizadas por una
tenacidad alta de las fibras
de poliéster en el sentido
longitudinal.
Para poder garantizar la
larga vida del poliéster se
requiere que éste tenga un
alto peso molecular y un
bajo número de grupo
carboxil.
Geotextiles de polipropileno o de poliéster.
Son geotextiles tejidos de alta resistencia .
Se han utilizado tanto geotextiles de poliéster como de
polipropileno.
REFUERZOS PREFABRICADOS DE CONCRETO ARMADO
MATERIALES DE RELLENO
Los muros MSE necesitan
rellenos con materiales de
gran durabilidad,
buen drenaje
y facilidad de construcción,
así como de muy buena
interacción
de resistencia con el
refuerzo,
La fricción del material es la
característica más
importante requerida.
Los taludes estabilizados
RSS permiten menos
exigencias del suelo de
relleno.
MATERIALES DE RELLENO PARA MUROS MSE
EPECIFICACION AASHTO T-27
TAMIZ
% PASANTES
4”
100%
No. 40
0 a 60
No. 200
0 a 15
El indice plástico no debe ser mayor de 6
Para geosintéticos el NHI recomienda limitar el tamaño maximo a ¾”
MATERIALES PARA LA FACHADA
Paneles de concreto reforzado
Bloques de concreto
Fachadas metálicas
Mallas metálicas
Gaviones
Fachada en geosintéticos con vegetación
Concreto o concreto lanzado
Paneles de concreto reforzado
Son paneles de concreto con espesor mínimo de 14
centímetros, con forma de cruz, rectangular, cuadrada,
hexagonal o de diamante.
Bloques de concreto
Son bloques de concreto o mortero con peso unitario entre
15 y 50 Kg. El tamaño típico en la fachada es de 10 x 60
centímetros. La mayoría de estos bloques son patentados y
se les reconoce por su nombre comercial.
Fachadas metálicas
Fue el sistema utilizado inicialmente por Vidal y se le utiliza
actualmente para sitios de difícil acceso.
Mallas metálicas
Las mallas se doblan para formar la superficie de la fachada.
Algunos sistemas patentados utilizan mallas metálicas en la
fachada.
Gaviones
Las canastas de gaviones
rellenas de piedra pueden
utilizarse como fachada con
refuerzos principales en
malla metálica o geomalla.
Fachada en geosintéticos con vegetación
Los geotextiles o geomallas
se doblan alrededor de la
fachada para contener el
suelo.
En el caso de geotextiles la
misma tela de refuerzo
principal se utiliza como
fachada y en el caso de
refuerzo principal con
geomallas se coloca en la
fachada un geosintético más
flexible.
Sobre los geosintéticos se
pueden colocar biomantos y
vegetación o se puede recubrir
con mortero o concreto.
Concreto o concreto lanzado
La fachada con geosintéticos o con malla metálica
puede recubrirse utilizando concreto o mortero
lanzado, o colocando una fachada de concreto fundido
en el sitio utilizando formaleta.