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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA Facultad de Ingeniería Civil
MUROS DE CONTENCIÓN DE SUELO REFORZADO CON GEOTEXTIL
DISEÑO ESTRUCTURAL
INFORME DE SUFICIENCIA
Para optar el Titulo Profesional de:
INGENIERO CIVIL
MIGUEL ANGEL TELLO IRRIBARREN
Lima - Perú 2007
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERfA Facultad de Ingeniería Civil
INDICE
INDICE
PÁG.
RESUMEN -3-
LISTA DE FIGURAS - 4 -
LISTA DE TABLAS -6-
INTRODUCCION - 7 -
CAPITULO 1.- EL MURO DE SUELO REFORZADO
1 . 1 . Concepto de suelo reforzado
1.2. Muro de suelo reforzado
1.2.1 Partes de un muro de suelo reforzado
1.2.2 Clasificación de los sistemas de muros de suelo reforzado
1.3. Principios Básicos del muro de suelo reforzado
1.3.1 Mecanismos de transferencia de esfuerzos
1.3.2 Modo de acción del refuerzo
1.4. Evaluación del desempeño al arrancamiento
1.5. Beneficios del suelo reforzado
1.6. Desventajas del suelo reforzado
1. 7. Material de refuerzo: Geotextil
1 . 7. 1 Definición de geotextil
1 . 7 .2 Clasificación de los geotextiles
1.7.3 Geotextil de Alta Tenacidad (Fortex BX90)
1.8. Suelo para el refuerzo
CAPITULO 2.- PARAMETROS PARA EL DISEÑO
2. 1. Estudios Geotécnicos
2.2. Estudios Topográficos
2.3. Estudios Hidrológicos
2.4. Parámetros de Diseño
2.4.1 Factores de Seguridad
2.4.2 Empotramiento del muro
MUROS DE CONTENCIÓN DE SUELO REFORZADO CON GEOTEXTIL DISEÑO ESTRUCTURAL TELLO IRRIBARREN, MIGUEL ANGEL
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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de lngenierfa Civil
2.4.3 Longitud del refuerzo
2.4.4 Cargas
2.4.5 Asentamientos tolerables
2.4.6 Parámetros de suelos
2.4. 7 Tiempo de vida
2.4.8 Consideraciones del Paramento
CAPITULO 3.- METODOLOGÍA DE DISEÑO
3. 1. Revisión de metodologías existentes
3.1.1 Determinación del empuje - Teorías de diseño
3.1.2 Metodologías de diseño
3.2. Diseño de muros de suelo reforzado con geotextiles
3.2.1 Estabilidad Externa
3.2.2 Estabilidad Interna
3.2.3 Ejemplo de diseño
CAPITULO 4.- NORMAS Y ESPECIFICACIONES TÉCNICAS
CONCLUSIONES
RECOMENDACIONES
BIBLIOGRAFÍA
ANEXOS
ANEXOS 1: Resumen de Expediente Técnico - Trabajo de Campo
ANEXOS 2: Memoria de Cálculo - Trabajo de Campo
ANEXOS 3: Planos del Trabajo de Campo
ANEXOS 4: Hoja Técnica del Geotextil Tejido Fortex BX90
ANEXOS 5: Plano con Distribución de isoaceleraciones
MUROS DE CONTENCIÓN DE SUELO REFORZADO CON GEOTEXTIL DISEÑO ESTRUCTURAL TELLO IRRIBARREN, MIGUEL ANGEL
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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIER/AQ Facultad de ingeniería Civil
RESUMEN
RESUMEN
En el presente informe de suficiencia se ha descrito cual es la metodología de
diseño de los muros de suelo reforzado con geotextiles tejidos así como también
se ha identificado y definido cuales son los parámetros necesarios para el diseño
y en que forma pueden afectar en el diseño estructural. Inicialmente se investigó la parte teórica del comportamiento de los muros de suelo reforzado, luego en el proyecto de campo de realizaron los estudios básicos de topografía y geotecnia y junto a la características del material de refuerzo, que es un geotextil tejido, se elaboró el diseño y cálculo estructural del muro de suelo reforzado con los que se obtuvieron los planos del proyecto de campo. Con esto�s que fueron parte del expediente técnico del trabajo de campo se constrpy� muro de suelo reforzado. (
MUROS DE CONTENCIÓN DE SUELO REFORZADO CON GEOTEXTIL DISEÑO ESTRUCTURAL TELLO IRRIBARREN, MIGUEL ANGEL
3
X
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de lngenierla Civil LISTADO DE FIGURAS
Figura 1:
Figura 2:
Figura 3:
Figura 4:
Figura 5:
Figura 6:
Figura 7:
Figura 8:
Figura 9:
Figura 10:
Figura 11:
Figura 12:
Figura 13:
Figura 14:
Figura 15:
Figura 16:
Figura 17:
Figura 18:
Figura 19:
Figura 20:
Figura 21:
Figura 22:
Figura 23:
Figura 24:
Figura 25:
LISTADO DE FIGURAS
Ilustración de la acción del refuerzo en la dirección del ensayo de
corte directo. (Jewell y Wroth 1987)
Principio básico de un suelo reforzado. Aplicación de fuerzas
axiales.
Partes de un muro de suelo mecánicamente estabilizado
Refuerzo unidireccional simple (a la izquierda tiras de metal lisas,
a la derecha geotextiles)
Refuerzo unidireccional compuesto: geomalla unidireccional
Refuerzo bidireccional compuesto: geomalla bidireccional
Refuerzo metálico: malla hexagonal de doble torsión
Paneles de concreto prefabricados
Bloques de concreto
Fachada con geosintéticos (geotextil)
Paramento de gaviones
Transferencia de esfuerzos por fricción entre el suelo y la
superficie del refuerzo
Transferencia de esfuerzos por resistencia pasiva
Resistencia pasiva
Comparación de costos de muros de contención
Polímeros usados en la fabricación de geotextiles
Tipos de fibras poliméricas usadas en la fabricación de geotextiles
Funcionamiento básico de un telar para la fabricación de
geotextiles tejidos
Fibras discontinuas de un geotextil no tejido
Diagrama del Proceso de Unión por rotación para fabricar
geotextiles no tejidos.
Clasificación de los geotextiles por su fabricación
Curva esfuerzo deformación. Geosintéticos de poliéster
Tejido por insercción
Comparación entre las granulometrías recomendadas para el
material de relleno entre la AASHTO (FHWA Demo 82) y la NCMA
Longitud mínima del refuerzo
MUROS DE CONTENCIÓN DE SUELO REFORZADO CON GEOTEXTIL DISEÑO ESTRUCTURAL 4
TELLO IRRIBARREN, MIGUEL ANGEL
UNIVERSIDAD NACIONAL DE /NGENIERIA Facultad de lngenier/a Civil LISTADO DE FIGURAS
Figura 26:
Figura 27:
Figura 28:
Figura 29:
Figura 30:
Figura 31:
Figura 32:
Figura 33:
Figura 34:
Figura 35:
Figura 36:
Figura 37:
Distorsiones angular en función del tipo de estructura (Según
Bjerrum, 1963a)
Empuje sobre un paramento vertical móvil. Fuente: De Almeida
Barros, P.L. (2005)
Mecanismos de Falla por Análisis de Estabilidad Externa. Fuente:
Project Demostration 82 - Publication No FHWA-NHl-00-043
Cálculo de la presión activa de suelos para paramento inclinado y
talud superior según Coulomb. Fuente: Project Demostration 82 -
Publication No FHWA-NHl-00-043
Cargas externas en muro sin talud superior y ubicación de
sobrecarga de tráfico según análisis a realizar. Fuente: FHWA -
Publication No FHWA-NHl-00-043.
Cálculo de la presión vertical a nivel de fundación. Fuente: FHWA
- Publication No FHWA-NHl-00-043.
Estabilidad externa sísmica en un muro de suelo reforzado.
Fuente: FHWA - Publication No FHWA-NHl-00-043.
Mecanismos de falla para el análisis de la estabilidad interna
Mecanismos de falla para el análisis de la estabilidad interna
Localización de la superficie de falla potencial para el análisis de
estabilidad interna. Fuente: FHWA - Publication No FHWA-NHl-
00-043.
Definición de propiedades "dn". Fuente: FHWA - Publication No
FHWA-NHl-00-043.
Análisis sísmico de la estabilidad interna. Fuente: FHWA -
Publication No FHWA-NHl-00-043.
MUROS DE CONTENCIÓN DE SUELO REFORZADO CON GEOTEXTIL DISEÑO ESTRUCTURAL 5
TELLO IRRIBARREN, MIGUEL ANGEL
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIER/A Facultad de ingenierfa Civif
LISTADO DE TABLAS
USTADO DE TABLAS
Tabla 1: Factores de reducción para Geotextiles Fortex. Fuente:Conceptos
básicos y guía de diseño Geosintéticos Lafayette
Tabla 2: Comparación entre las granulometrías recomendadas para el
material de relleno entre la AASHTO y la NCMA
Tabla 3: Factores de seguridad
MUROS DE CONTENCIÓN DE SUELO REFORZADO CON GEOTEXTfL DISEÑO ESTRUCTURAL TELLO IRRIBARREN, MIGUEL ANGEL
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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de ingenierfa Civil
INTRODUCCIÓN
INTRODUCC/ON
El desarrollo del presente informe de suficiencia ha sido dividido en cuatro
capítulos para lograr entender los conceptos básicos sobre el comportamiento de
los muros de suelo reforzado, los parámetros que influyen en su diseño y
cálculo, el procedimiento de cálculo y las normas y especificaciones que son el
estado del arte en lo que se refiere al diseño estructural.
El capítulo 1 trata sobre el concepto del suelo reforzado y los principios básicos
de los muros de suelo reforzado buscando entender el comportamiento del
refuerzo de geotextil. Se mencionan también las ventajas y desventajas que
presentan dichos muros, de la misma manera se presentan las características
del geotextil usado en la elaboración del trabajo de campo.
El capítulo 2 menciona la importancia que tienen los estudios básicos de
ingeniería para la elaboración de los proyectos de muros de suelos reforzados
con geotextiles. Se indica cuales deberían ser las consideraciones a ser tomadas
en cuenta en la elaboración del estudio topográfico, geotécnico e hidráulico.
También trata de la importancia y cuales son los parámetros que afectan el
diseño de un muro de suelo reforzado.
En el capítulo 3 se tocan las metodologías existentes y la diferencia entre ellas.
Se describe también cual es el procedimiento a desarrollar en el diseño de un
muro de suelo reforzado.
Finalmente en el capítulo 4 se mencionan las normas y especificaciones para los
geotextiles reconocidas internacionalmente
MUROS DE CONTENCIÓN DE SUELO REFORZADO CON GEOTEXTIL DISEÑO ESTRUCTURAL TELLO IRRIBARREN, MIGUEL ANGEL
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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de Ingeniería Civil
CAPÍTULO 1
CAPITULO 1. EL MURO DE SUELO REFORZADO
EL MURO DE SUELO REFORZADO
1.1 CONCEPTO DE SUELO REFORZADO
INTRODUCCIÓN
El concepto de suelo reforzado con miembros a tracción no es nuevo. A
comienzos de 1 000a.C se usaron cañas y suelos granulares en la construcción
de grandes estructuras de tierra. En el contexto moderno sin embargo, el suelo
reforzado empezó a ser utilizado durante los comienzos de los años setenta en
que se usaron barras de acero, y más tarde, los geotextiles fueron incluidos en la
construcción de muros de suelo reforzado y taludes reforzados. El uso de
geotextiles para reforzar suelos ha permitido que esta técnica pueda ser usada
en una gran variedad de aplicaciones, por ejemplo, muros de suelo reforzado,
taludes reforzados y terraplenes reforzados construidos sobre suelos blandos o
fundaciones inestables.
Para entender porque la técnica de suelo reforzado puede ser utilizada como
una solución a numeroso problemas de la ingeniera es necesario primero
considerar los conceptos básicos de suelo reforzado, así como explorar los tipos
de aplicaciones donde el suelo reforzado presenta beneficios particulares.
CONCEPTO DE SUELO REFORZADO
Se puede entender como suelo reforzado o suelo mecánicamente estabilizado
(MSE: Mechanically Stabilized Earth) a la asociación de un suelo de relleno
compactado con la inclusión de elementos lineales (barras, fibras, mallas, etc.)
capaces de soportar fuerzas de tracción importantes. El refuerzo con tales
elementos da al conjunto, gracias a la interacción mecánica, una resistencia a la
tracción de la que el suelo carece en sí mismo, con la ventaja adicional de la
mayor flexibilidad del sistema que permite soportar mayores asentamientos
diferenciales.
Los suelos poseen en general elevada resistencia a esfuerzos de compresión,
pero baja resistencia a esfuerzos de tracción. Cuando una masa de suelo es
MUROS DE CONTENCIÓN DE SUELO REFORZADO CON GEOTEXTIL DISEÑO ESTRUCTURAL TELLO IRRIBARREN, MIGUEL ANGEL
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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de lngenierfa Civil CAPITULO 1: EL MURO DE SUELO REFORZADO
cargada verticalmente, la misma sufre deformaciones verticales de acortamiento
debido a la compresión y deformaciones laterales de elongación debido a la
tracción. Con todo lo mencionado, si la masa de suelo estuviera reforzada, los
movimientos laterales serían limitados por la rigidez del refuerzo. Esta restricción
de deformaciones es obtenida gracias a la resistencia a la tracción de los
elementos de refuerzo.
En primer lugar, el suelo debe deformarse debido al corte antes que ocurra
inestabilidad en la superficie de falla. En común con otros materiales, la
deformación al corte en suelos causa el desarrollo de esfuerzos de compresión y
esfuerzos de tracción. La estabilidad en el suelo es proporcionada por la
resistencia al corte por fricción, derivado de la fricción entre partículas, la forma
de la partícula y esfuerzos de compresión. Las fuerzas activas que causan la
falla en la masa del suelo deben vencer la resistencia al corte por fricción si la
superficie de falla se desarrolla.
El suelo puede ser reforzado mediante un refuerzo el cual explota estas
características de hacer que ambos trabajen conjuntamente. El refuerzo es
colocado en la dirección a los esfuerzos de tracción, entonces la deformación en
el suelo genera fuerzas de tracción en el refuerzo. Consecuentemente, la
tracción del refuerzo actúa en el suelo para mejorar la estabilidad por:
a) Reducir las fuerzas en el suelo que causan la falla.
b) Incrementar las fuerzas en el suelo que resisten la falla.
Esto puede ser ilustrado mediante un ensayo de corte directo (Figura 1). Deben
ocurrir esfuerzos de compresión y tracción a desarrollarse a través de una
superficie de corte en el suelo. La aplicación de la fuerza disturbadora Ps es
resistida por la resistencia a la fricción en el suelo Presistente = Pv x tan<j> (Fig.1a.)
MUROS DE CONTENCIÓN DE SUELO REFORZADO CON GEOTEXTIL DISEÑO ESTRUCTURAL TELLO IRRIBARREN, MIGUEL ANGEL
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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de lngenierfa Civil
Soil.,
- Shearing soil
"'• Compressive strain'
/ li ·1 JI'• enSt e stram
Shearing resistance: P.-.-mng • P.,, tan,
Fig.1 a. Esfuerzos de compresión y tracción durante el corte.
CAPITULO 1: EL MURO DE SUELO REFORZADO
Soil,f
- Shearing soil
Shearing resistance: From soil alooe: P
.,, tan .f,
Pl'l cos O
Reduction in forces causing failure: PR sín (J tncrease in fo� resisting failure: PR cos O tan,;
Total shearing resistance: p ""'!S/Jng = pv tan,+ PR (sin o+ cos O tan ti-)
Fig. 1b. Fuerzas del refuerzo que reducen las fuerzas que causan la falla y aumentan las fuerzas ue resisten la falla.
Figura 1: Ilustración de la acción del refuerzo en la dirección del ensayo de corte directo. (Jewell y Wroth 1987)
La deformación por corte en el suelo causa fuerzas de tensión PR que se
desarrollan en el refuerzo. La Fig.1 b. La acción de esta fuerza del refuerzo sobre
la superficie de corte esta compuesta por dos componentes:
1. La componente de la fuerza del refuerzo PR a lo largo de la superficie de
corte PRsene directamente reduce la fuerza disturbadora, y
2. La componente de la fuerza del refuerzo PR perpendicular a la superficie de
corte PRcosS incrementa la compresión en el suelo a través de la superficie
de corte y con lo cual aumenta la resistencia al corte por fricción.
La resistencia total al corte en el suelo no reforzado es:
p resistente = p V tan<j>
y esto es aumentado en el suelo reforzado a
Presistente = Pv tan<j> +PR (sene+ cos8tan<j>)
(1)
(2)
Estos conceptos llevan a algunos detalles útiles adicionales con respecto al
suelo reforzado:
MUROS DE CONTENCIÓN DE SUELO REFORZADO CON GEOTEXTIL DISE!i/O ESTRUCTURAL TELLO IRRIBARREN, MIGUEL ANGEL
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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de lngenierfa Civil CAPfTULO 1: EL MURO DE SUELO REFORZADO
• El esfuerzo de tensión se desarrolla típicamente en una dirección horizontal
en el suelo cuando la carga mayor es debido a las fuerzas gravitacionales. El
refuerzo es colocado generalmente en capas horizontales porque el refuerzo
trabaja de mejor manera en tracción.
• La rigidez del refuerzo, la relación entre la carga axial y la deformación
determina cuanta deformación se necesita en el suelo para movilizar la
fuerza requerida del refuerzo.
• La traba para el refuerzo gobierna si la fuerza requerida del refuerzo puede
ser contenida en equilibrio con el suelo o si la falla entre el refuerzo y el suelo
ocurre primero.
En la Figura 2 se muestra el principio básico del comportamiento de un suelo
reforzado sometido a fuerzas axiales:
1 1 1
1
'--
222
Suero
d!eformado
Defom,ac·on
(.a} E lerrren1o dec suelo sin refuerza.
Deio1T'!lació Sit�ion inicia!
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1 1 suelo ·COI refue.r=· 1 Suelo d'efulrmado ,
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, Refuerzo, 1 1
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Sltuac;.ón fón.,I
{b} E le1-nen1o dec suelo con re-fuerzo
Figura 2: Principio básico de un suelo reforzado. Aplicación de fuerzas axiales.
MUROS DE CONTENCIÓN DE SUELO REFORZADO CON GEOTEXTIL DISEÑO ESTRUCTURAL TELLO IRRIBARREN, MIGUEL ANGEL
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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de lngenierfa Civil CAPITULO 1: EL MURO DE SUELO REFORZADO
El concepto de suelo reforzado no es nuevo. La práctica actual se basa en el uso
de tiras de metal o geosintéticos como los geotextiles o geomallas (entre otros
materiales) como materiales de refuerzo. Dentro del presente informe de
suficiencia se desarrollará la aplicación de los geosintéticos como refuerzo y más
específicamente el uso de los geotextiles.
1.2 MURO DE SUELO REFORZADO
Un muro de suelo reforzado o muro de suelo mecánicamente estabilizado
(MSEW: Mechanically Stabilized Earth Wall) es la estructura en la que un suelo
reforzado es usado para la construcción del muro de contención, es decir, es una
estructura de contención constituida por suelo compactado y elementos de
refuerzo resistentes a la tracción que juntos forman un bloque de suelo
homogéneo que trabaja como una estructura de gravedad. Como ya se dijo
anteriormente el informe se enfocará en el uso del geotextil como material de
refuerzo.
En un muro de suelo reforzado las fuerzas desestabilizadoras del muro se
transmiten por cortante al geosintético y éste entra en tracción; la resistencia a
tracción del geosintético debe ser capaz de absorber el esfuerzo de tracción
horizontal generado durante la vida útil de la estructura. Además, el geotextil
debe estar anclado a la zona estable del terreno, para que se pueda transmitir
éste esfuerzo horizontal. Éste anclaje se consigue gracias al rozamiento entre el
relleno y el geosintético.
La presión intersticial del agua puede disminuir la resistencia prevista del
geosintético por lo que el diseño completo debe incluir la solución del sistema de
drenaje.
1.2.1 PARTES DE UN MURO DE SUELO REFORZADO
Las partes de un muro de suelo reforzado son las siguientes:
MUROS DE CONTENCIÓN DE SUELO REFORZADO CON GEOTEXTIL DISEÑO ESTRUCTURAL TELLO IRRIBARREN, MIGUEL ANGEL
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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de lngenierla Civil CAPITULO 1: EL MURO DE SUELO REFORZADO
Sudo Mecánicamente estabilizado
Paramento
Losa nivdadora
Rasante :final
Relleno retenido
Refuei-zos
Supedicie de sudo original . Sudo de fimdación
Figura 3: Partes de un muro de suelo mecánicamente estabilizado
Paramento o "facing", componente de los Muros de Suelo Mecánicamente
Estabilizado que impide la perdida de suelo por entre las capas de refuerzo y
en la mayoría de las aplicaciones urbanas sirve como elemento decorativo.
Los paramentos más comunes están compuestos por: paneles y bloques de
concreto prefabricado, láminas de metal, gaviones, mallas electrosoldadas,
shotcrete y paneles cubiertos por geosintéticos (geomantas o biomantas).
Losa de nivelación, superficie nivelante (a base de agregado o concreto)
usada para distribuir el peso de la columna de bloques de concreto y proveer
una plataforma de trabajo adecuada para la primera línea de bloques, de
existir estos, durante la construcción.
Suelo Reforzado, es el material de relleno en el cual se colocan las capas
de refuerzo para proporcionarle resistencia a la tracción. Trabaja
externamente como un muro de gravedad convencional e internamente se
basa en la interacción de los refuerzos con el material. Los muros de suelo
reforzado requieren relleno de buena calidad obtenido con materiales
granulares adecuados para asegurar la durabilidad, drenaje y sobre todo
buena interacción con los materiales de refuerzo.
MUROS DE CONTENCIÓN DE SUELO REFORZADO CON GEOTEXTIL DISEÑO ESTRUCTURAL TELLO IRRJBARREN, MIGUEL ANGEL
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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de lngenierfa Civil CAPITULO 1: EL MURO DE SUELO REFORZADO
Suelo Retenido, es el material localizado inmediatamente después del
relleno mecánicamente estabilizado, no se necesita un material con
características especiales para este caso, generalmente es el material de la
zona.
Suelo de Fundación, es el suelo sobre el cual irá la losa de nivelación y el
relleno reforzado. La determinación de las propiedades de ingeniería para
estos suelos de fundación deberían estar enfocados a la capacidad portante,
el asentamiento potencial, y la ubicación de niveles de aguas subterráneas.
Refuerzo, es todo material que se incluye dentro del relleno reforzado donde
la transferencia de esfuerzos suelo - inclusión ocurre continuamente a lo
largo de toda su estructura. Estos refuerzos pueden ser productos
geosintéticos tales como los geotextiles o geomallas.
1.2.2 CLASIFICACIÓN DE LOS SISTEMAS DE MUROS DE SUELO
REFORZADO
Los sistemas de muro de suelo reforzado se pueden clasificar por la geometría
de sus refuerzos, mecanismos de transferencia de esfuerzos, material de
refuerzo, extensibilidad de los materiales de refuerzos, el tipo de cara o
paramento y conexiones.
a) CLASIFICACIÓN POR LA GEOMETRÍA DEL REFUERZO
Pueden considerarse tres categorías según la geometría del refuerzo:
• Unidireccional simple, emplea tiras o cintas de acero lisas, texturazas o con
coberturas de geosintéticos. En este caso el refuerzo es colocado en paralelo
con la dirección principal de la deformación. El mecanismo de transferencia
de esfuerzos se da básicamente por fricción. Los geotextiles o las tiras de
metal son parte de este tipo de refuerzos. Ver figura 4.
MUROS DE CONTENCIÓN DE SUELO REFORZADO CON GEOTEXTIL DISEÑO ESTRUCTURAL TELLO IRRIBARREN, MIGUEL ANGEL
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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de lngenierla Civil CAPITULO 1: EL MURO DE SUELO REFORZADO
GEOTEXTlLES
Figura 4: Refuerzo unidireccional simple (a la izquierda tiras de metal lisas, a la derecha geotextiles)
• Unidireccional compuesta, emplea mallas o barras entrelazadas que se
caracterizan porque la longitud de las aberturas son mayores a 150mm. En
este caso el refuerzo es colocado paralelo con la dirección principal del
refuerzo. El mecanismo de transferencia de esfuerzos se da por tensión y
trabazón. El suelo y el agregado se traban en la aberturas, lo que confina el
material y limita sus desplazamientos laterales aumentando la resistencia al
corte. La compactación del suelo produce un intertrabado con el refuerzo por
lo que se obtiene un alto nivel de resistencia a la tracción. Las geomallas
unidireccionales son parte de este tipo de refuerzos. Ver figura 5.
Figura 5: Refuerzo unidireccional compuesto: geomalla unidireccional
MUROS DE CONTENCIÓN DE SUELO REFORZADO CON GEOTEXTIL DISEÑO ESTRUCTURAL TELLO IRRIBARREN, MIGUEL ANGEL
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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de Ingeniería Civil CAPITULO 1: EL MURO DE SUELO REFORZADO
• Bi-direccional plana, formado por láminas continuas de geosintéticos,
mallas electrosoldadas o tejidas de acero. Estas mallas se caracterizan
porque la longitud de las aberturas del refuerzo son menores a 150mm. En
este caso el refuerzo ofrece una resistencia en el sentido longitudinal y
transversal. El mecanismo de transferencia de esfuerzos se da por tensión y
trabazón. La trabazón del material granular entre sus aperturas, permite un
efectivo confinamiento y refuerzo del suelo. Las geomallas bidireccionales
son parte de este tipo de refuerzos. Ver figura 6.
Figura 6: Refuerzo bidireccional compuesto: geomalla bidireccional
b) CLASIFICACIÓN POR EL TIPO DE MATERIAL DE REFUERZO
• Sistemas con refuerzos metálicos, en los cuales el refuerzo es
generalmente acero dulce. El acero es usualmente galvanizado o recubierto
can una capa de epóxico. Un ejemplo de este tipo de sistema es el muro de
suelo reforzado con el Sistema Terramesh. Ver figura 7.
Figura 7: Refuerzo metálico: malla hexagonal de doble torsión
MUROS DE CONTENCIÓN DE SUELO REFORZADO CON GEOTEXTIL DISEIVO ESTRUCTURAL TELLO IRRIBARREN, MIGUEL ANGEL
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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de Ingeniería Civif CAPITULO 1: EL MURO DE SUELO REFORZADO
• Sistemas con refuerzos no metálicos, en los cuales sus refuerzos son
generalmente de materiales poliméricos (geosintéticos) los cuales están
compuestos por polipropileno, polietileno, poliéster u otros.
El desempeño y durabilidad para estas dos clases de refuerzos varían
considerablemente entre ellas, para la primera el caso crítico es la corrosión,
mientras que para la segunda es la degradación química y biológica.
c) CLASIFICACIÓN POR LA INEXTENSIBILIDAD DEL REFUERZO
• Sistemas con Refuerzos Extensibles, cuando la deformación del refuerzo
en la falla es comparable o aun más grande que la deformabilidad del suelo.
Esto significa que el refuerzo se acomoda a la superficie de contacto con el
suelo. Los refuerzos en base a geosintéticos son refuerzos extensibles. Este
tipo de refuerzos pueden trabajar por fricción o trabazón mecánica.
• Sistemas con Refuerzos Inextensibles, cuando la deformación del refuerzo
en la falla es más baja que la deformabilidad del suelo. El refuerzo es lo
suficientemente rígido como para no acompañar la superficie de contacto con
el suelo y mantener su forma original. Un ejemplo de refuerzo inextensible es
el Sistema de Tierra Armada con cintas metálicas.
d) CLASIFICACIÓN SEGÚN EL PARAMENTO EXTERNO
Los tipos de elementos de fachada usados en los diferentes sistemas de
MSEW controlan su estética ya que son las únicas partes visibles de la
estructura final, por tal motivo se provee a la estructura de una diversidad de
acabados y colores, al mismo tiempo que sirve como protección contra la
perdida de relleno reforzado y erosión del paramento entre las líneas de
refuerzo. El tipo de cara de los MSEW define además la tolerancia a los
asentamientos. Los tipos principales de acabados son:
• Paneles de Concreto Prefabricados, los paneles de concreto prefabricados
tienen un espesor mínimo de 140mm y son de geometría cruciforme,
cuadrada, rectangular o hexagonal. Requieren además refuerzo por tensión y
MUROS DE CONTENCIÓN DE SUELO REFORZADO CON GEOTEXTIL DISEÑO ESTRUCTURAL TELLO IRRIBARREN, MIGUEL ANGEL
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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA Facultad de Ingeniería Civil CAPITULO 1: EL MURO DE SUELO REFORZADO
temperatura, pero varían con el tamaño del panel. Las unidades
verticalmente contiguas están generalmente conectadas con pines de gran
resistencia al corte. Ver figura 8.
Figura 8: Panele� de concreto prefabricados
• Bloques de concreto, son relativamente pequeñas unidades de concreto
que han sido especialmente diseñadas y confeccionadas para aplicaciones
en muros de contención, es decir sus dimensiones y formas han sido
estandarizadas de acuerdo al tipo de sistema de suelo reforzado. El peso de
estas unidades va de 15Kg. a 50Kg; con unidades de entre 35Kg. a 50Kg.
generalmente para aplicaciones en proyectos de carreteras. La altura de
estas unidades va de 100mm a 200mm. La longitud de la cara expuesta es
usualmente de 200mm a 450mm. . El ancho nominal de estas unidades
(dimensión perpendicular a la cara del muro) presenta rangos de 200mm a
600mm. Las unidades pueden ser fabricadas sólidas o huecas. Estas
unidades no necesitan de mortero alguno y son apiladas una tras otra
siguiendo la configuración de un muro de "soga". Verticalmente estas
unidades pueden estar conectadas por pines, conectores o llaves de gran
resistencia al corte. Ver figura 9.
MUROS DE CONTENCIÓN DE SUELO REFORZADO CON GEOTEXTIL DISE/Í/0 ESTRUCTURAL TELLO IRRIBARREN, MIGUEL ANGEL
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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA Facultad de lngenierfa Civil CAPITULO 1: EL MURO DE SUELO REFORZADO
Figura 9: Bloques
de concreto
• Paramento Metálico, es el sistema original de suelo reforzado y presenta
como fachada unas láminas de acero galvanizado en forma de semicilindros.
Aunque los paneles prefabricados de concreto son generalmente ahora más
usados en los refuerzos de muros de suelo reforzado, los paneles metálicos
pueden ser apropiados en estructuras donde hay dificultad de acceso y/o
espacio para manipuleo por lo que se requieren fachadas más ligeras.
• Mallas Electrosoldadas, el alambre de la malla puede ser doblado hacia
arriba formando una "L" para conformar la cara de la estructura, en la cual se
deposita algún material geosintético como geomallas biaxiales o geomantas
para controlar la erosión y pérdida de material entre las líneas de refuerzo.
MUROS DE CONTENCIÓN DE SUELO REFORZADO CON GEOTEXTIL DISEÑO ESTRUCTURAL TELLO IRRJBARREN, MIGUEL ANGEL
19
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de lngenierfa Civil CAPITULO 1: EL MURO DE SUELO REFORZADO
• Fachada de Geosintéticos, varios tipos de geosintéticos pueden ser usados
para esta aplicación: geotextiles, geomallas biaxiales, geomantas,
biomantas, etc., las cuales son colocadas formando envolturas alrededor de
la fachada entre capas de refuerzos para formar la cara expuesta de los
muros de contención. Estas fachadas son muy susceptibles a la degradación
por rayos ultravioletas, vandalismo y daños causados por fuego.
Alternativamente se . puede emplear geomallas con geomantas, las cuales
envueltas de la misma manera, generan crecimiento de vegetación
proporcionando así la protección necesaria contra los rayos ultravioleta (UV)
y una mejor integración con el medio ambiente. Ver figura 1 O.
Figura 10: Fachada con geosintéticos
(geotextil)
• Paramento de Gaviones, los gaviones ( cajas de alambres doblemente
torsionadas rellenas con piedra) pueden ser usados como paramento con
elementos de refuerzo que puede ser colas de la misma malla hexagonal a
doble torsión de los gaviones, malla electrosoldada, barras metálicas,
geomallas o geotextiles.
MUROS DE CONTENCIÓN DE SUELO REFORZADO CON GEOTEXTIL DISEÑO ESTRUCTURAL TELLO IRRIBARREN, MIGUEL ANGEL
20
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de lngenierla Civil CAPITULO 1: EL MURO DE SUELO REFORZADO
Figura 11: Paramento de gaviones
1.3 PRINCIPIOS BÁSICOS DE LOS MUROS DE SUELO REFORZADO
Un muro de suelo reforzado es una asociación de tierra y elementos de refuerzo
capaces de soportar fuerzas de tracción importantes. Estos elementos de
refuerzo dan al conjunto una resistencia a la tracción de la que el suelo carece
en sí mismo. Las propiedades mecánicas de la masa de suelo son mejoradas
por los refuerzos ubicados paralelos a la dirección principal de tracción para
compensar la falta de resistencia a la tracción del suelo. El mejoramiento de las
propiedades de tracción es el resultado de la interacción entre el refuerzo y el
suelo. (C.J.F.P. Janes, 1996).
El material compuesto tiene las siguientes características (FHWA DEMO 82):
• La transferencia de esfuerzos entre el suelo y el refuerzo toma lugar
continuamente a lo largo del refuerzo.
• Los refuerzos son distribuidos a lo largo de la masa del suelo con un grado
de regularidad, no debiendo de estar localizados.
MUROS DE CONTENCIÓN DE SUELO REFORZADO CON GEOTEXTIL DISEIVO ESTRUCTURAL TELLO IRRIBARREN, 1111/GUEL ANGEL
21
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA Facultad de lngenierla Civil CAPfTULO 1: EL MURO DE SUELO REFORZADO
1.3.1 MECANISMO DE TRANSFERENCIA DE ESFUERZOS
Los esfuerzos son transferidos entre el suelo y el refuerzo por fricción (Figura 12)
y/o resistencia pasiva (Figura 13 y 14) dependiendo de la geometría del refuerzo:
• La fricción, se desarrolla en posiciones donde hay un desplazamiento
relativo por corte y el correspondiente esfuerzo de corte entre la superficie de
suelo y del refuerzo. Los elementos de refuerzo donde la fricción es
importante deben estar alineados con la dirección del movimiento relativo del
suelo reforzado. Ejemplos de tales refuerzos son las tiras de metal, mallas de
barras longitudinales, geotextiles y algunas capas de geomallas.
Fuerza de
arrancamiento
Presión normal
Fuerza fricx:ionante
Refuerzo eosintético
Figura 12: Transferencia de esfuerzos por fricción entre el suelo y la superficie del
refuerzo
• La resistencia pasiva o trabazón, ocurre a través del desarrollo de
esfuerzos de carga sobre superficies de refuerzo "transversales"
perpendiculares a la dirección del movimiento relativo del suelo reforzado. La
resistencia pasiva es considerada la interacción primaria en el caso de
geomallas y refuerzos de malla de alambre.
MUROS DE CONTENCIÓN DE SUELO REFORZADO CON GEOTEXTIL DISEÑO ESTRUCTURAL TELLO IRRJBARREN, MIGUEL ANGEL
22
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de lngenierfa Civil CAPITULO 1: EL MURO DE SUELO REFORZADO
Refuerzo geosintético
Partículas de
sueo
Figura 13: Transferencia de esfuerzos por resistencia pasiva
RESISTENCIA POR FRICCIÓN
PRESIÓN NORMAL
FUERZA DE ARRANCAMIENTO
RESISTENCIA POR FRICCIÓN FUERZA DE
�AMIENTO
RESISTENCIA PASIVA
Figura 14: Resistencia pasiva
La contribución de cada mecanismo de transferencia para un refuerzo
particular dependerá de la rugosidad de la superficie (la fricción de la
superficie), los esfuerzos normales efectivos, dimensiones de abertura de la
malla, espesor de los miembros transversales, y las características de
elongación del refuerzo. Igualmente importantes para el desarrollo de
interacción son las características del suelo, incluyendo tamaño de grano,
distribución del tamaño de grano, forma de las partículas, densidad,
contenido de agua, cohesión y rigidez.
MUROS DE CONTENCIÓN DE SUELO REFORZADO CON GEOTEXTIL DISEÑO ESTRUCTURAL TELLO IRRIBARREN, MIGUEL ANGEL
23
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de Ingeniería Civil
1 _J,2 MODO DE ACCIÓN DEL REFUERZO
CAPÍTULO 1: EL MURO DE SUELO REFORZADO
La función primaria del refuerzo es restringir deformaciones del suelo. En ese
sentido, los esfuerzos son transferidos del suelo al refuerzo. Estos esfuerzos son
tomados por el refuerzo de dos maneras:
• Tensión, es el modo más común de acción de refuerzos. Todos los
elementos de refuerzo "longitudinal" (los elementos de refuerzo alineados en
la dirección del movimiento del suelo) son generalmente sujetos a grandes
esfuerzos de tracción. Los esfuerzos de tracción son también desarrollados
en refuerzos flexibles que cruzan el plano de corte.
• Corte y rigidez torsional, los elementos "Transversales" de refuerzo que
tienen alguna rigidez, pueden resistir esfuerzo al corte y momentos de
flexión.
1.4 EVALUACIÓN DEL DESEMPEÑO AL ARRANCAMIENTO
El diseño de los sistemas de suelo reforzado requiere una evaluación del
desempeño al arrancamiento o "pullout" a largo plazo con respecto a tres
criterios básicos:
• Resistencia al Arrancamiento, la resistencia al arrancamiento de cada
refuerzo debe ser suficiente para soportar la fuerza de tensión generada en
el diseño, mas un determinado factor de seguridad. La resistencia al "pullout"
de los refuerzos está directamente relacionada con la combinación de dos
mecanismos de interacción básicos entre el suelo y los refuerzos: "La
interfase de fricción y la resistencia pasiva del suelo contra los elementos
transversales de los refuerzos".
• Desplazamiento admisible, el desplazamiento relativo entre el suelo y el
refuerzo generado por la fuerza de tensión de diseño debe ser mucho menor
que el desplazamiento admisible. Depende principalmente del mecanismo de
transferencia de carga, la extensibilidad del material de refuerzo, el tipo de
suelo y la presión de confinamiento.
MUROS DE CONTENCIÓN DE SUELO REFORZADO CON GEOTEXTIL DISEÑO ESTRUCTURAL TELLO IRRIBARREN, MIGUEL ANGEL
24
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de lngenierfa Civil CAPITULO 1: EL MURO DE SUELO REFORZADO
• Desplazamiento a largo plazo, la fuerza de arrancamiento debe ser menor
que la carga crítica por "creep". Este desempeño del "pullout" a largo plazo
(desplazamiento bajo una constante carga de diseño) es predominantemente
controlado por las características de "creep" del material de refuerzo y del
material de refuerzo y suelo de relleno si éste es un material cohesivo.
1.5 BENEFICIOS DEL SUELO REFORZADO
Los muros de suelo reforzado tienen muchas ventajas y beneficios comparados
con los sistemas convencionales de contención de concreto reforzado o muros
de gravedad. Entre ellas tenemos:
• Uso de procedimientos simples y rápidos en la que no se requiere de
equipos de construcción especializados. En muchos casos parte de los
componentes son prefabricados permitiendo una construcción relativamente
rápida.
• Sin importar la altura o largo del muro no se requieren de encofrados tan
grandes como los usados en los muros de contención convencionales.
• No se requiere de mano de obra calificada o con mucha experiencia para su
construcción.
• Requiere menos preparación, previas a la construcción, que otras
alternativas.
• Necesita menos espacio frente a la estructura para las operaciones de
construcción.
• En muchos casos se reduce la adquicisión de derecho de vía.
• Son relativamente más flexibles y pueden tolerar mayores deformaciones
laterales y asentamientos.
MUROS DE CONTENCIÓN DE SUELO REFORZADO CON GEOTEXTIL DISEÑO ESTRUCTURAL TELLO IRRIBARREN, MIGUEL ANGEL
25
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de lngenierfa Civil CAPITULO 1: EL MURO DE SUELO REFORZADO
• Son factibles técnicamente para alturas mayores a los 25m.
• Son económicos. En la figura 15 se puede apreciar una referencia entre la
comparación de costos para muros de contención en función de la altura y el
sistema usado. (fuente: la Federal Highway Administration - Publication No
FHWA-NHl-00-043 (2001 )).
u
900
800
700
R/C Cantilever 600
500
400 MSE (Metal)
300
200
100
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
Height of wall (m.)
Figura 15: Comparación de costos de muros de contención
La relativa pequeña cantidad de materiales requeridos, la rápida construcción
y la competición entre los desarrolladores de diferentes sistemas de MSEW
han resultado en una relativa disminución de los costos frente a las
tradicionales tipos de muros de contención. Los muros de suelo reforzado
probablemente son más económicos que otros sistemas para muros con
alturas mayores a los 3m. o cuando se requieren cimentaciones especiales
para los muros de contención convencionales.
MUROS DE CONTENCIÓN DE SUELO REFORZADO CON GEOTEXTIL DISEÑO ESTRUCTURAL 26 TELLO IRRIBARREN, MIGUEL ANGEL
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA Facultad de Ingeniería Civil CAPÍTULO 1: EL MURO DE SUELO REFORZADO
Una de las más grandes ventajas de los MSEW son la flexibilidad y
capacidad de absorber las deformaciones producto de las malas condiciones
y propiedades del suelo de fundación. También, basado en observaciones en
zonas sismicamente activas, estas estructuras han demostrado mayor
resistencia a las cargas sísmicas que las rígidas estructuras de concreto.
1.6 DESVENTAJAS DEL SUELO REFORZADO
Las siguientes desventajas generales pueden ser asociadas a todas las
estructuras de suelo reforzado:
• Puede ocurrir un decrecimiento en la capacidad de tracción del refuerzo
debido a posibles daños durante su instalación.
• Puede ocurrir un decrecimiento en la capacidad de tensión del refuerzo con
el tiempo a una carga constante y temperatura del suelo.
• Requiere un relativo espacio largo detrás del muro para obtener el ancho de
muro suficiente para la estabilidad interna y externa.
• Los muros de suelo reforzado requieren un material de relleno granular
selecto. En lugares donde la disponibilidad de el material de relleno selecto
es complicada el transporte de un material conveniente podría hacer que el
sistema no sea económico.
• El diseño y las practicas de construcción de todos los sistemas de suelo
reforzado aún continúan evolucionando lo que hace que las especificaciones
y las practicas de contratación aún no estén totalmente estandarizadas.
• Adecuados criterios de diseño son necesarios para controlar la corrosión de
los elementos de refuerzo de acero, deterioro de cierto tipo de elementos
expuestos del paramento como los geosintéticos por los rayos ultravioletas, y
degradación potencial de los refuerzos poliméricos en el suelo.
MUROS DE CONTENCIÓN DE SUELO REFORZADO CON GEOTEXTIL DISEÑO ESTRUCTURAL TELLO IRRIBARREN, MIGUEL ANGEL
27
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de lngenierfa Civil CAPITULO 1: EL MURO DE SUELO REFORZADO
• El diseño de los sistemas de suelo reforzado suele requerir una
responsabilidad en el diseño compartida entre los proveedores de los
refuerzos geosintéticos y los propietarios una gran información de institutos
de investigación y universidades.
1.7 MATERIAL DE REFUERZO: GEOTEXTIL
Los materiales de refuerzo usados en los suelos reforzados han ido
evolucionando con el paso del tiempo. La evolución de los materiales está
relacionada con el desarrollo en las estructuras de suelo reforzado. Mientras que
las estructuras iniciales se realizaron usando materiales orgánicos tales como
madera, paja o caña como refuerzo, las estructuras modernas reconocieron el
potencial de formas mas avanzadas de refuerzo, inicialmente el uso de lonas
como membranas de refuerzo, lamentablemente, las lonas solo tienen un
limitado tiempo de vida antes de deteriorarse, por tanto, las estructuras tendrían
un corto periodo de vida; en el siglo 19 los refuerzos orgánicos aun siguieron y
no fue hasta que se dieron necesarios avances tecnológicos que permitieron la
utilización de materiales artificiales o de ingeniería como refuerzo de estructuras.
(Janes y Hassan, 1992).
El uso de textiles como refuerzo no fue contemplado sino hasta el desarrollo de
materiales basados en polímeros sintéticos. Las telas sintéticas fueron conocidas
antes de los años 1940s pero no fue hasta finales de los 1960s y principios de
los 1970s que los avances en dichos materiales y el desarrollo de los geotextiles
permitieron su empleo en obras de suelo reforzado.
1.7.1 DEFINICIÓN DE GEOTEXTIL
Según la ASTM 04439, un geotextil se define como:
Geotextil. Un geosintético permeable conformado solamente por textiles. Los
geotextiles se utilizan con cimentaciones, suelo, roca, tierra o cualquier material
geotécnico relacionado a la ingeniería como una parte integral de un proyecto,
estructura o sistema hecho por el hombre.
MUROS DE CONTENCIÓN DE SUELO REFORZADO CON GEOTEXTIL DISEÑO ESTRUCTURAL TELLO IRRIBARREN, MIGUEL ANGEL
28
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de lngenierla Civil CAPITULO 1: EL MURO DE SUELO REFORZADO
1. 7.2 CLASIFICACIÓN DE LOS GEOTEXTILES
Los geotextiles se caracterizan por el tipo de polímero, tipo de fibra y proceso de
fabricación.
a) DE ACUERDO AL TIPO DE POLIMERO
Los polímeros utilizados en la manufactura de las fibras de geotextiles se hacen
a partir de los siguientes materiales: polipropileno, poliéster, polietileno y
poliamida. Los más utilizados son el poliéster y el polietileno, presentando ambas
fibras propiedades mecánicas similares, pero siendo el alargamiento en la rotura
el doble en el poliéster respecto al polipropileno. Estos dos polimeros presentan
una composición molecular formada por cadenas alargadas lo que los hace más
útiles para la fabricación de materiales de refuerzo que trabajen a tracción que
los polímeros como el polietileno o la poliamida que tienen una composición
molecular formada por cadenas compactas. A continuación se presenta el listado
de polimeros más usados en forma decreciente, según Robert M. Koerner en su
libro "Designing With Geosynthetics" Quinta Edición:
Polipropileno
Poliéster
Polietileno
Poliamida (nylon)
(� 85%)
(==: 12%)
(==: 2%)
(==: 1%)
MUROS DE CONTENCIÓN DE SUELO REFORZADO CON GEOTEXTIL DISEÑO ESTRUCTURAL TELLO IRRIBARREN, MIGUEL ANGEL
29
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de lngenierla Civil
Oórm:o de PotiviniJo (PVC)
Polami.&PA (ayton 616)
CAPITULO 1: EL MURO DE SUELO REFORZADO
Gwtexcilcs.. Gcomembaln�5-. <leun\llllas. G�otub s. ()eorcdei,,, Geoc:-onlpue1itos
<k-otc:w.tiles. Gt•omc:mbw-aaru.. Ocotnalb.� .• Ococomp\llestos
Geomembc:lnas, Geocompuestos, Ooo�
Figura 16: Polimeros usados en la fabricación de geotextiles
b) DE ACUERDO AL TIPO DE FIBRA
• Monofilamentos: son una masa de polímeros reblandecidos con ciertos
solventes o por suministro de calor, es presionada en forma continua contra
un conjunto de finos orificios de un troquel especial o máquina de hilar, el
resultado es un conjunto de fibras de un solo filamento que son enfriados y
simultáneamente estirados.
• Multifilamentos: son el resultado de la combinación organizada de fibras de
un solo filamento conformando una especie de hilo.
MUROS DE CONTENCIÓN DE SUELO REFORZADO CON GEOTEXTIL DISEÑO ESTRUCTURAL TELLO IRRIBARREN, MIGUEL ANGEL
30
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERfA Facultad de lngenierla Civil
c. Multifilamento Tejido
e. No Tejido punzonado por agujas
CAPfTULO 1: EL MURO DE SUELO REFORZADO
1 it 1 •••••• a 1 • � 1t11 • •• 1 a. 1 a• • • • f 111 • • i .• - • -
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LII IIIILIIIIUIUl"IUIUUUl.111.1111· ,,�1,111111u1u1111u1•11u1u1u1u,1
b. Monofilamento Tejido calandrado
f. No Tejido unido por calor
Figura 17: Tipos de fibras poliméricas usadas en la fabricación de geotextiles
e) DE ACUERDO AL PROCESO DE FABRICACIÓN
• Geotextiles Tejidos. Son aquellos formados por cintas entrecruzadas en
una máquina de tejer (ver figura 18). Pueden ser Tejidos de calada o
tricotados. Los tejidos de calada son los formados por cintas de urdimbre
(sentido longitudinal) y de trama (sentido transversal). Su resistencia a la
MUROS DE CONTENCIÓN DE SUELO REFORZADO CON GEOTEXTIL DISEÑO ESTRUCTURAL TELLO IRRJBARREN, MIGUEL ANGEL 31
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de lngenierla Civil CAPÍTULO 1: EL MURO DE SUELO REFORZADO
tracción es de tipo biaxial (en los dos sentidos de su fabricación) y puede ser
muy elevada (según las características de las cintas empleadas). Su
estructura es plana. Los tricotados están fabricados con hilo entrecruzado en
máquinas de tejido de punto. Su resistencia a la tracción puede ser multiaxial
o biaxial.
La�• CUl..,._una c:a,iledehio b•IUdo
\
BtJliido• �91 ......
(i)
(Üt)
a Junquillo .. ...,....,.., ab-,ocurvando te. hfOa fcwm•ndO un tüneli .,_. la �-
1. El Junqullo.. ,., ...
la
jW'lqlMllo btlf•
t i cm 3111',acmparcm
Hlo
Ocbimo
(ii)
(iv)
Figura 18: Funcionamiento básico de un telar para la fabricación de geotextiles tejidos
MUROS DE CONTENCIÓN DE SUELO REFORZADO CON GEOTEXTIL DISEÑO ESTRUCTURAL TELLO IRRIBARREN, MIGUEL ANGEL
32
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de lngenierla Civil CAPITULO 1: EL MURO DE SUELO REFORZADO
Los geotextiles tejidos pueden ser usados como refuerzo en el caso de los
muros de contención.
• Geotextiles No Tejidos. Están formados por fibras o filamentos
superpuestos en forma laminar, consolidándose esta estructura por distintos
sistemas según cual sea el sistema empleado para unir los filamentos o
fibras. Ver figura 19.
Figura 19: Fibras discontinuas de un geotextil no tejido
Los geotextiles no tejidos no son recomendables para ser usados como
refuerzos en el caso de los muros de contención por su baja capacidad de
resistencia a la tracción. Algunas de las funciones que los geotextiles no
tejidos cumplen son la impermeabilización o protección.
La fabricación de telas no tejidas es muy diferente de las telas tejidas. Cada
sistema de fabricación No Tejido generalmente incluye cuatro pasos básicos:
preparación de la fibra, formación del velo, consolidación del velo y
tratamiento posterior (ver Figura 20).
MUROS DE CONTENCIÓN DE SUELO REFORZADO CON GEOTEXTIL DISEÑO ESTRUCTURAL TELLO IRRJBARREN, MIGUEL ANGEL
33
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de lngenierla Civil CAPITULO 1: EL MURO DE SUELO REFORZADO
_J1ip
Extru ·ion
11 ___ Fíhc rl , .... --
1 1/ 1 JJ 1
1 �' 1 111 1 _ LL�y-tlo,wn f
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R "lnding \l\.1inding
Figura 20: Diagrama del Proceso de Unión por rotación para fabricar geotextiles no tejidos. Note que la unión puede hacerse por agujado, calentamiento o resinas
Los geotextiles No Tejidos se clasifican a su vez en:
Geotextiles No Tejidos ligados mecánicamente o punzonados por agujas.
Geotextiles No Tejidos ligados térmicamente o termosoldados.
Geotextiles No Tejidos ligados químicamente o resinados
Son estructuras laberínticas, con una distribución de aberturas no uniformes,
pueden estar constituidos hasta por tres tipos de fibras: multifilamentos,
estopas sintéticas e hilos de hebras, formando una estructura planar. La
unión de estas fibras puede ser básicamente de tres tipos:
Método Físico
Método Químico
Método Combinado
MUROS DE CONTENCIÓN DE SUELO REFORZADO CON GEOTEXTIL DISEf:JO ESTRUCTURAL TELLO IRRJBARREN, MIGUEL ANGEL
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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA Facultad de lngenierfa Civil CAPÍTULO 1: EL MURO DE SUELO REFORZADO
GE O TEXTILES
TEJIDOS :!\'O TEJIDOS
MONOFILAJvlENTOS
FILA.i.v.lENTOSCONTTh"TUOS
MUL TJFlI...A]\,fEl'JTOS
TERJ\,EOUGADOS
CINTAS ( RAFIAS)
RESINADOS
AGUJADOS
Figura 21: Clasificación de los geotextiles por su fabricación
1. 7.3 GEOTEXTIL DE AL TA TENACIDAD (FORTEX BX 90)
Para el desarrollo del proyecto de campo que ha sido la construcción de un muro
de suelo reforzado de 4m. de altura por 6m. de largo se ha usado como material
de refuerzo un Geotextil Tejido de Poliéster de Alta Tenacidad denominado así
por la empresa Andex del Norte - Perú que lo donó a la Universidad Nacional de
Ingeniería para el desarrollo del presente curso de titulación. El fabricante de es
la empresa Lafayette S.A. El geotextil tejido que se uso en la construcción del
muro de contención fue el Geotextil FORTEX BX 90 (ver en anexo 1 la hoja
técnica). A continuación se detallaran las características del refuerzo usado.
a) CARACTERÍSTICAS DEL POLIÉSTER Y TÉCNICA DE TEJIDO
Los geotextiles de alto módulo son geosintéticos producidos con multifilamentos
orientados de Poliéster (Tereftalato de Polietileno), de alto peso molecular
(mayor a 25.000 g/mol y grupos carboxilos finales menores a 30), los cuales
poseen una alta relación resistencia a la tensión - deformación ( con tenacidades
MUROS DE CONTENCIÓN DE SUELO REFORZADO CON GEOTEXTIL DISEÑO ESTRUCTURAL TELLO IRRJBARREN, MIGUEL ANGEL
35
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de lngenierla Civil CAPfTULO 1: EL MURO DE SUELO REFORZADO
mayores a 8 gpd, superiores a los de cualquier otro polímero utilizado para la
fabricación de geosintéticos), tal como se ilustra en la figura 22.
10
9
Esfuerzo 8
<Kgtcol2l 7
6
5
4
3
2
o
Resistencia a la Tl'nsión
Fibrns de Geosintétkos
pp i
- - --i
o 10 20 30 40 50
Deformadóo Uoitaria (".!t-l
Figura 22: Curva esfuerzo deformación. Geosintéticos de poliéster
Estos geosintéticos son fabricados utilizando la técnica de tejido
en la cual las fibras horizontales y transversales
independientemente, entrelazándolas con un tercer grupo de
por inserción,
se disponen
fibras que se
insertan ajustando los nodos, como se ilustra en la figura 23. De esta forma,
durante su desempeño las fibras principales permanecen rectas, confiriéndoles
así la propiedad de dar refuerzo desde muy bajas deformaciones, garantizando
estabilidad en las propiedades hidráulicas en cualquier condición de
confinamiento o tensionamiento.
MUROS DE CONTENCIÓN DE SUELO REFORZADO CON GEOTEXTIL DISEÑO ESTRUCTURAL TELLO IRRJBARREN, MIGUEL ANGEL
36
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA Facultad de lngenierla Civil CAPÍTULO 1: EL MURO DE SUELO REFORZADO
Figura 23: Tejido por insercción
Por lo anterior, los geote:xtiles de alto módulo y geomallas flexibles brindan un
rápido desarrollo de resistencia a la tensión y alta resistencia a la rotura,
características que los hacen preferidos para aplicaciones de refuerzo de muros
y taludes, estabilización de subrasantes y refuerzo de estructuras de pavimentos
y carpetas asfálticas, entre otras.
b) FACTORES DE REDUCCIÓN DEL GEOTEXTIL FORTEX BX 90
Los factores por reducción que el proveedor recomienda para el uso del geote:xtil
tejido FORTEX BX 90 se pueden apreciar en la siguiente tabla:
No
2
3
Factor de reducción
Factor de reducción por creep< 1
@ 75 años @ l 14 años Factor de reducción por durabilidad (daños po1· ataques químicos o bacteriológicos) '2'
Factor de reducción por daños durante la instalación' 1'
Fort«rid BX35. BX65. UXLOO. UXL65 Fortex BX40, BX60, BX90
Valor
l.62l.64
3 < pH < 5 8< pH < 9
1.30 Relleno tipo I _ Tamaño
máx I0:2 mm, D�o alrededor de 30mm
l.30- 2.05l.40- 2.20
5 < pH < 8
l.15Relleno tipo 2. Tamaño má.x 20 mm. D:-0 alrededor
de 0.7 nun l. 20 - l.-1-0l.10 - l.-W
( 1) Accelerated Tensile Cre.ep and Creep Rupture of Geosynthetic Materials Ba.sed on Time-Temperacure Superposition Usiug the StepJJL>clIsotbermal Method ( ASTM D 5262 (Standard Metl1od for Evalua.tiag U1e Unconfined Tensiou C11!>'!p Behavior of G..'OS)'IIU1eriL-S y GRIGSI0)
(2) De acuerdo coa FH\VA-NHl-00-43 ( última versión de F8"1A SA96-0710, evaluado según ensayos GRI GG7, Carboxil End Group y GRIGG8 Molecular Weight.
01 Los valores bajos del rango sea asocian con mati!riales poco abrasivos colocados con equipo <.-onven..:ionaL c.-oa pre,,;o,res de intlado menores a 550 kP,L Los v.ilores airas del rango se asocian con materiales abrasivos provenientes de trilurJ.ción.
Tabla 1: Factores de reducción para Geotextiles Fortex. Fuente: Conceptos básicos y guía de diseño Geosintéticos Lafayette
MUROS DE CONTENCIÓN DE SUELO RE_FORZADO CON GEOTEXTIL DISEfJO ESTRUCTURAL TELLO IRRJBARREN, MIGUEL ANGEL
37
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de Ingeniería Civil CAPITULO 1: EL MURO DE SUELO REFORZADO
1.8 SUELO PARA EL REFUERZO
El criterio de selección del suelo de relleno debe considerar el desempeño a
largo tiempo de la estructura completa, estabilidad en la fase de construcción y la
degradación ambiental creada por los refuerzos. Según la Federal Highway
Administration - Publication No FHWA-NHl-00-043 (2001) los suelos granulares
son ideales para los muros de suelo reforzados. Muchas instituciones han
adoptado requerimientos conservadores para este tipo de rellenos. Estas
propiedades conservadoras son convenientes para la inclusión de
especificaciones estándar o como provisión especial cuando ensayos
específicos no son factibles o cuando la calidad del control de la construcción
puede estar en cuestión. A pesar del buen criterio para la elección del material
de relleno este no reemplaza un grado razonable de control e inspección durante
la construcción.
Todo material de relleno usado en un muro de suelo reforzado debe estar libre
de material orgánico u otro tipo de material deletéreo. Los siguientes
requerimientos son consistentes con la práctica actual (fuente: AASHTO a través
de la Federal Highway Administration - Publication No FHWA-NHl-00-043 y la
NCMA (National Concrete Masonry Association)):
Granulometria recomendada y plasticidad requerida para rellenos reforzados
A.A.SHTO XClL\
Sie-ve Size Pe-rceut Passing Sieve Size Percent Passing
4-inch 100 4·· 100-75
No.4 - No.4 100-20
No. 40 0-60 No.40 ú-60
No. 200 0-15 No. 200 0-35
Plasticitv Re<n.tire-ments Plasticity R&11tirement
PI <6 PI < )0
Tabla 2: Comparación entre las granulometrfas recomendadas para el material de relleno entre la AASHTO y la NCMA
En la figura 24 se ha graficado los husos granulométricos con las
recomendaciones dadas por las AASHTO y la NCMA al respecto del suelo de
MUROS DE CONTENCIÓN DE SUELO REFORZADO CON GEOTEXTIL DISE/ÍÍO ESTRUCTURAL TELLO IRRIBARREN, MIGUEL ANGEL
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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de lngenierla Civil CAPITULO 1: EL MURO DE SUELO REFORZADO
relleno. Como se puede apreciar la NCMA tiene un huso con mayores
tolerancias que el de la AASHTO.
100
1 80
� 60
·-
.. 40
20D.
100 10 1 O. 1 0.01
Partide Size (mm)
Figura 24: Comparación entre las granulometrías recomendadas para el material de
relleno entre la AASHTO (FHWA Demo 82) y la NCMA
El suelo de relleno debe ser compactado durante la construcción del muro de
contención para asegurar el máximo esfuerzo de corte y rigidez del suelo. El
grado de compactación que se debe tener típicamente es el 95% de la máxima
densidad del proctor estándar (ASTM D 698, AASHTO T-99) o el 90% de la
máxima densidad del proctor modificado (ASTM D 1557, AASHTO T-180). El
mejor procedimiento y tipo de equipos a usar están ligados al tipo de suelo.
MUROS DE CONTENCIÓN DE SUELO REFORZADO CON GEOTEXTIL DISEÑO ESTRUCTURAL TELLO IRRJBARREN, MIGUEL ANGEL
39
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de ingenierfa Civil
CAPÍTULO 2
CAPITULO 2: PARAMETROS PARA EL DISEÑO
PARÁMETROS PARA EL DISEÑO
La factibilidad del uso de un muro de suelo reforzado u otro tipo de sistema de
retención de tierra depende de la topografía existente, condiciones del lugar, y
las propiedades del suelo o roca de fundación. Por lo tanto es muy importante
desarrollar los estudios básicos de ingeniería para poder elaborar los
anteproyectos y proyectos de la mejor manera posible y de esa manera tratar de
moldear el mejor comportamiento general de la estructura y entender los factores
que influirán en su desempeño a largo plazo.
2.1 ESTUDIO GEOTÉCNICO
Para establecer las condiciones geotécnicas adecuadas y determinar el tipo de
cimentación adecuado para una estructura; es importante entender las causas
que pueden generar la falla. La cual depende de varios factores:
• Su función
• Las cargas que debe soportar
• Las condiciones del subsuelo
Por lo que se requiere el conocimiento del comportamiento probable de la
cimentación bajo las condiciones del subsuelo que prevalecen en el lugar, siendo
necesario estudiar su funcionamiento con respecto a dos tipos de problemas
esenciales:
• Una cimentación puede fallar si el suelo o roca de apoyo es incapaz de
soportar la carga actuante. Esta relacionado con la resistencia del suelo o
roca de apoyo y se llama falla por capacidad de carga.
• Puede que este no falle, pero el asentamiento de la estructura puede ser tan
grande o tan disparejo, que la estructura puede agrietarse y dañarse. Está
relacionado a las características de la relación esfuerzo - deformación del
suelo o roca, el se conoce como asentamiento perjudicial o intolerable.
MUROS DE CONTENCIÓN DE SUELO REFORZADO CON GEOTEXTIL DISEÑO ESTRUCTURAL TELLO IRR/BARREN, MIGUEL ANGEL
40
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de ingenierfa Civil CAPITULO 2: PARAMETROS PARA EL DISEÑO
Un estudio geotécnico concienzudo y un programa detallado de exploración del
subsuelo son necesarios para determinar las características del terreno sobre el
cual se cimentara la estructura proyectada
El estudio geotécnico consiste en realizar ensayos de Mecánica de Suelos y
Geotecnia que se requiere para obtener los parámetros necesarios para el
diseño estructural del muro de suelo reforzado pero también se debe tener en
cuenta lo siguiente para recolección de información:
• Es necesario preparar un programa de exploración para evaluar la
estabilidad del lugar y asentamiento potencial además de la zona posterior y
frente a la estructura para evaluar el comportamiento general de la zona.
• Los estudios deben estar orientados hacia la obtención de toda la
información que pueda influenciar en la estabilidad final de la estructura pero
también se deben evaluar las condiciones que pueden prevalecer durante la
construcción de la estructura, es decir se debe evaluar la factibilidad de
realizar el proyecto con el sistema de suelo reforzado.
• La capacidad de carga del suelo de fundación, las deformaciones permitidas
y la estabilidad de la estructura son objetivos básicos dentro de los estudios.
• El costo de los muros de suelo reforzado son en gran parte dependientes de
la disponibilidad del tipo de relleno que cumpla con los requerimientos antes
mencionados. En tal sentido, las investigaciones deben conducir a localizar y
evaluar la disponibilidad de materiales que puedan ser usados como material
de relleno.
• La adecuación del suelo de fundación para soportar el peso del suelo de
relleno debe ser determinado en primer orden dentro de la evaluación de la
factibilidad.
• Características geológicas y evaluación del macizo rocoso.
MUROS DE CONTENCIÓN DE SUELO REFORZADO CON GEOTEXTIL DISEÑO ESTRUCTURAL TELLO IRRIBARREN, MIGUEL ANGEL
41
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de ingenierfa Civil CAPITULO 2: PARAMETROS PARA EL DISEÑO
• Áreas de inestabilidad potencial como depósitos profundos de suelos
orgánicos, superficies de falla y profundidad de la napa freática.
Como base del estudio geotécnico se debe evaluar la geología regional:
geomorfología, características lito-estratigraficas, geodinámica externa; la
geología regional y la sismicidad.
Se deben realizar los siguientes ensayos:
• Clasificación de suelo. Este ensayo nos permite determinar la
granulometría del suelo y compararla con las recomendaciones dadas en
las distintas normas internacionales.
• Límites de Attemberg. Este ensayo nos permite conocer el índice de
plasticidad del suelo y compararlo con los requerimientos de plasticidad
dadas en las distintas normas internacionales.
• Ensayo de corte directo. Este ensayo nos permite conocer el ángulo de
fricción interna y cohesión del suelo. Estos parámetros son muy
importantes en el diseño del muro de suelo reforzado.
• Peso específico. Este ensayo nos permite conocer la masa por unidad de
volumen del suelo en el lugar de la obra.
• Ensayo de compactación. Este ensayo nos permite conocer cual es la
máxima densidad seca y el óptimo contenido de humedad. El conocimiento
de estos parámetros y control de los mismos durante la ejecución de la
obra nos garantizará que junto con el refuerzo el volumen de suelo actúe
como un bloque homogéneo.
2.2 ESTUDIOS TOPOGRÁFICOS
Los estudios topográficos con fines para un proyecto de un muro de suelo
reforzado deben estar orientados a conseguir la siguiente información:
MUROS DE CONTENCIÓN DE SUELO REFORZADO CON GEOTEXTIL DISEÑO ESTRUCTURAL TELLO IRRIBARREN, MIGUEL ANGEL
42
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de ingenierla Civil CAPITULO 2: PARAMETROS PARA EL DISEÑO
Ubicar la zona de estudio y referenciarla en algún sistema de coordenadas.
El sistema de coordenadas más usado es la Proyección U.T.M.
Se debe obtener un plano con curvas de nivel. De ser posible se deben
conseguir fotos aéreas.
Nivelación y altimetría.
Se debe obtener plantas y un perfil longitudinal.
Se debe referenciar cuales son los ingresos más probables para el tipo de
proyecto. Las condiciones reacceso para el personal y los equipos.
Se deben generar secciones transversales en un determinado intervalo del
área del proyecto. Esto sirve al diseñador para plantear de mejor manera la
solución.
Se debe indicar en un plano de ubicación la disponibilidad del derecho de
vía.
En resumen los estudios topográficos servirán al diseñador para proponer las
alternativas que representen el mejor desempeño técnico y económico mientras
que para los constructores servirán para la programación de obra y actividades
previas así como para la elaboración de planes de trabajo.
2.3 ESTUDIOS HIDROLÓGICOS
En los estudios hidrológicos servirán al diseñador para determinar el
dimensionamiento de las obras hidráulicas y drenaje que se deberán
proyectar con el fin de evitar el paso del agua dentro y a través del relleno
reforzado.
MUROS DE CONTENCIÓN DE SUELO REFORZADO CON GEOTEXTIL DISEÑO ESTRUCTURAL TELLO IRRIBARREN, MIGUEL ANGEL
43
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERfA Facultad de ingeniería Civil CAPITULO 2: PARAMETROS PARA EL DISEÑO
2.4 PARÁMETROS DE DISEÑO
2.4.1 FACTORES DE SEGURIDAD
Los factores de seguridad mínimos recomendados por la FHWA - DEMO 82
son:
TIPO DE FALLA FACTORES DE SEGURIDAD
Estabilidad Externa
Deslizamiento, 2:.1.5
Excentricidad "e", e ta base <L/6 en suelo U4 en roca
Capacidad Portante ¿:2.5
Vuelco N/A
Estabilidad global 2:.1.3
Estabilidad Sísmica ¿:75% de todos los modos de falla estatica
Estabilidad Interna
Resistencia al arrancamiento 2: 1.5
Resistencia a ta rotura 2:. 1.5
Conexión 2:. 1.5
Estabilidad Sísmica 2:.75% de todos los modos de falla estatica
Tabla 3: Factores de seguridad
Como se puede apreciar en la tabla 3 el factor de seguridad para el tipo de falla
por capacidad portante es mucho mayor que los otros factores de seguridad.
Este factor de seguridad se considera mayor porque en los estudios de suelo
existe una mayor incertidumbre. Es decir, ya que no se puede identificar al 100%
que tipo de suelo se encuentra debajo de la estructura y menos saber con
exactitud si a lo largo de todo el suelo de fundación existen lentes de suelos
blandos o materiales de relleno inestables que puedan afectar el comportamiento
del suelo bajo las cargas que le transmita el muro de suelo reforzado. Mientras
que en el caso de los otros tipos de falla el cálculo de los factores de seguridad
se realiza con menos incertidumbre porque la geometría del muro está
previamente definida, el metrado de las cargas actuantes está definido y las
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44
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de ingenierla Civil CAPITULO 2: PARAMETROS PARA EL DISEÑO
propiedades mecánicas de los materiales usados son valores conocidos y
fácilmente se puede corroborar a través de ensayos.
2.4.2 EMPOTRAMIENTO DEL MURO
La profundidad mínima de empotramiento para los muros debe estar basada en
la capacidad de carga del suelo, asentamiento y estabilidad. El muro siempre
debe quedar empotrado como mínimo 0.50m. En el caso que la estructura
descanse sobre roca no será necesario considerar el empotramiento. El
empotramiento depende del talud en la base del muro y los valores
recomendado por la FHWA - DEMO 82 son:
Horizontal = H/20
3H: 1V = H/10
2H:1V = H/7
El empotramiento es recomendado para evitar la falla local por punzonamiento
en las cercanías del paramento y para evitar el fenómeno de licuación de suelo
cuando el muro es usado como muros de contención de agua.
Como mínimo debe existir una sección horizontal en la base del muro de 1.2m
antes del talud.
2.4.3 LONGITUD DEL REFUERZO
La mínima longitud de refuerzo recomendado por la FHWA - DEMO 82 es de 0.7
la altura. Este parámetro es obtenido en función de la experiencia que se ha
tenido en distintos proyectos. De igual forma está dimensión se deberá chequear
en el momento de analizar la estabilidad externa.
MUROS DE CONTENCIÓN DE SUELO REFORZADO CON GEOTEXTIL DISEÑO ESTRUCTURAL TELLO IRRIBARREN, MIGUEL ANGEL
45
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de ingenierfa Civil CAPITULO 2: PARAMETROS PARA EL DISEÑO
FHWA Demo 82
1� L=0· .. 7H
.¡
Figura 25: Longitud mínima del refuerzo
2.4.4 CARGAS
Las cargas consideradas son la sobrecarga del suelo, sobre cargas vehiculares,
cargas sísmicas, peso propio del suelo de relleno. Todas estar cargas se debe
considerar en el diseño del muro de suelo reforzado.
2.4.5 ASENTAMIENTOS TOLERABLES
Se deberán controlar los asentamientos o distorsiones angulares de la estructura
teniendo en cuenta el tipo de paramento y el asentamiento que puede soportar la
estructura soportada sobre el muro de suelo reforzado. En la siguiente figura se
puede apreciar las distorsiones tolerables en función del tipo de estructura.
MUROS DE CONTENCIÓN DE SUELO REFORZADO CON GEOTEXTIL DISEÑO ESTRUCTURAL TELLO IRRIBARREN, MIGUEL ANGEL
46
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERfA Facultad de ingenierla Civil CAPITULO 2: PARAMETROS PARA EL DISEÑO
l
roo l
200 l
300 1
.500
D l1t0ni6n angular 1,/f
..L -1.. 700
1 800
J... 900
_1_ 1000
limite p•a el que son de te.,., dificultades m m11111in1rí¡ sensil,le a los asentamient0$
Limite dt i,tljgrosiclad para póOicos arriostBdw
limire de Rguridad �ra tdilicio$ en los qu1 no son admisibln 11ñetas.
Limite par. el qur to1nienza el .,eumienm de 11,1Mles de tabique.
Limite para el que son de esperar dilicultadu en grúas-puente.
Límite pat1 el (lllt se t,ace viss1>le � inclinación de edilicios altos y 1ígidos.
Agrie1amiento corisidtnble de tabiques y muro, dt lad,illo.
limite de seguñdad pan muren d1 lidrillo fluihh:1 lt/1 <114
Límítt corres;iondit11te • cbiios estn,cturale$ en tililicios..
Figura 26: Distorsiones angular en función del tipo de estructura (Según Bjerrum, 1963a)
2.4.6 PARÁMETROS DE SUELOS
Los parámetros de suelo que se deben tener presente para el diseño del muro
de suelo reforzado son los siguientes:
• Suelo de relleno estructural, se deberá obtener la granulometría, límites de
Attemberg, ángulo de fricción interna, la cohesión, el peso unitario, el óptimo
contenido de humedad, la máxima densidad seca, ángulo de fricción y
cohesión entre el suelo de relleno y el geotextil de refuerzo.
• Suelo de fundación, se deberá obtener la granulometría, límites de
Attemberg, ángulo de fricción interna, la cohesión, el peso unitario y la
capacidad de carga admisible.
• Suelo de retenido, se deberá obtener la granulometría, límites de
Attemberg, ángulo de fricción interna, la cohesión y el peso unitario.
MUROS DE CONTENCIÓN DE SUELO REFORZADO CON GEOTEXTIL DISEÑO ESTRUCTURAL TELLO IRRIBARREN, MIGUEL ANGEL
47
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de ingenierla Civil
2.4. 7 TIEMPO DE VIDA
CAPITULO 2: PARAMETROS PARA EL DISEÑO
Los muros de suelo reforzado deben estar diseñados para una vida de serv1c10
basado en la deterioro a largo plazo de los materiales componentes del muro.
Para la mayoría de aplicaciones permanentes el tiempo de vida útil mínimo debe
ser de 75 años. Para muros de contención temporales el la vida de diseño útil
puede ser de 36 meses.
Un nivel de vida útil mayor a los 75 años (100 años) debería ser más apropiado
cuando los muros de contención sirvan para sostener los estribos de un puente,
edificios u otro tipo de estructuras de servicio que de llegar a fallar tendrían
consecuencias muy severas.
De igual forma los muros de suelo reforzado deben ser diseñados para que
funcionen dentro de toda su vida útil con una apariencia estética y no mostrando
deformaciones que atentarían contra la misma.
2.4.8 CONSIDERACIONES DEL PARAMENTO
La importancia de la estética del la estructura en el lugar de funcionamiento toma
un lugar importante en análisis del tipo de paramento.
Para aplicaciones permanentes ubicadas en zonas urbanas se deberá
considerar un paramento con elementos prefabricados o un acabado tipo
tarrajeo. Esto se hace con el fin de controlar el impacto ambiental en la zona y
para prevenir los daños a la estructura por vandalismo.
Para zonas rurales los más conveniente es el uso de paramentos con cobertura
vegetal para lograr el menor impacto ambiental y de igual forma proteger a la
estructura del vandalismo.
En ambos casos, el paramento con elementos prefabricados o tarrajeo o el
paramento con cobertura vegetal, se debe tener presente los asentamientos y
deformaciones que pueden tolerar para ser previstos en la etapa del diseño del
muro.
MUROS DE CONTENCIÓN DE SUELO REFORZADO CON GEOTEXTIL DISEÑO ESTRUCTURAL TELLO IRRIBARREN, MIGUEL ANGEL
48
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de ingenierfa Civil CAPITULO 3: METODOLOGIA DE DISEÑO
CAPÍTUL03
METODOLOGÍA DE DISEÑO
Al incluir un material con resistencia a la tensión dentro de una masa de suelo
que debe soportar una serie de empujes, se logra aumentar la resistencia
general del conjunto, básicamente por el esfuerzo cortante desarrollado entre el
geosintético y las capas de suelo adyacentes.
Existen un sin número de planteamientos para resolver el diseño de un muro en
suelo mecánicamente estabilizado, dentro de los cuales se pueden nombrar el
del Servicio Forestal de los Estados Unidos (Revisado en 1983), Broms (1978),
Collin (1986), Bonaparte et al. (1987), Leshinsky y Perry (1987), Schmertmann et
al. (1987), Whitcomb y Bell (1979), The U.S. Army Corps of Engineers (1995),
National Concrete Masonry Association (1997) o la Federal Highway
Administration - Publication No FHWA-NHl-00-043 (2001).
La diferencia entre estos métodos radica principalmente en la manera de enfocar
las distribuciones de esfuerzos, la superficie de falla y los valores para los
diversos factores de seguridad involucrados. Su similitud se basa en que
asumen que en la estructura no se presentan presiones hidrostáticas y que en la
superficie de falla activa es una superficie plana definida por la metodología de
Rankine. Sin embargo se ha demostrado que la inclusión de un refuerzo altera el
estado de esfuerzos y tensiones en una masa de suelo, haciendo que la
superficie de falla sea diferente a la de una masa de suelo no reforzada.
3.1 REVISION DE LAS METODOLOGÍAS EXISTENTES
3.1.1 DETERMINACIÓN DEL EMPUJE - TEORÍAS DE DISEÑO
El empuje de tierra es la resultante de las presiones laterales ejercidas por el
suelo sobre una estructura de sostenimiento o de fundación. Estas presiones
pueden ser debidas al peso propio del suelo o a sobrecargas aplicadas sobre él
(Maccaferri Gabioes do Brasil LTDA, GAWAC BR-2.0, 1997).
MUROS DE CONTENCIÓN DE SUELO REFORZADO CON GEOTEXTIL DISEÑO ESTRUCTURAL TELLO IRRIBARREN, MIGUEL ANGEL
49
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de ingenierla Civil CAPITULO 3: METODOLOGIA DE DISEÑO
El valor del empuje sobre una estructura depende fundamentalmente de la
deformación que esta sufre bajo la acción del mismo empuje. Así mismo,
efectuado un experimento utilizando un paramento vertical móvil, como el
mostrado en la (Figura 27), soportando un desnivel de suelo, se verifica que la
presión ejercida por el suelo sobre el paramento varía con el deslizamiento del
mismo.
E
1 1
1 1 Ep
1 1
1 1
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Figura 27: Empuje sobre un paramento vertical móvil. Fuente: De Almeida Barros, P.L. (2005)
Cuando el paramento se aparta del suelo sostenido, hay una disminución del
empuje hasta un valor mínimo que corresponde al total desarrollo de la
resistencia interna del suelo. Esta condición se obtiene con un pequeño
desplazamiento del paramento y es llamado estado activo. El empuje actuante
en este instante, entonces, es llamado empuje activo (Ea). Si al contrario el
paramento es movido contra el suelo sostenido, habrá un aumento del empuje
hasta un valor máximo donde habrá nuevamente movilización total de la
resistencia del suelo. A este valor máximo se le llama empuje pasivo (En) y la
condición de deformación en que ocurre es llamado estado pasivo. A diferencia
del estado activo, el estado pasivo solo es desarrollado después de un
desplazamiento mucho mayor del paramento. En el caso que el paramento se
mantenga inmóvil en su posición inicial, el empuje, conocido como empuje en
reposo (EO), se mantendrá entre los valores del empuje activo y del empuje
MUROS DE CONTENCIÓN DE SUELO REFORZADO CON GEOTEXTIL DISEÑO ESTRUCTURAL TELLO IRRJBARREN, MIGUEL ANGEL
50
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIER{A Facultad de ingenierla Civil CAPITULO 3: METODOLOGIA DE DISEÑO
pasivo. Esta condición no representa un completo desarrollo de la resistencia del
suelo. (De Almeida Barros, P. L. 2005).
Los muros de sostenimiento de gravedad, en general, y en particular los
flexibles, permiten una deformación del suelo sostenido suficiente para que su
resistencia sea totalmente desarrollada. Por lo tanto, deben ser dimensionados
sobre la acción del empuje activo. (De Almeida Barros, P. L. 2005).
El problema de la determinación de la magnitud y distribución de la presión
lateral del suelo es estáticamente indeterminado y son necesarias hipótesis
sobre la relación entre las tensiones y las deformaciones del suelo para que se
pueda llegar a una solución. (De Almeida Barros, P. L. 2005).
Los métodos de solución pueden ser divididos en cuatro categorías según
Maccaferri Brasil (Maccaferri Gabioes do Brasil LTDA, GAWAC BR-2.0, 1997):
a) La primera categoría, la conforman todos los métodos que examinan el
equilibrio del macizo de tierra (Coulomb, Rankine). Las condiciones de equilibrio
y las condiciones de contorno forman un sistema de ecuaciones para despejar
las incógnitas.
b) En la segunda categoría, se encuentra otro método muy conocido, el Método
del Equilibrio Límite (Bishop, Jambú, Sarma, etc.), donde se seleccionan
superficies de corrimiento arbitrarias y se determinan las fuerzas que actúan en
las fronteras de la masa de suelo. La superficie definitiva es aquella que provoca
un valor extremo para el empuje.
c) La tercera categoría, teoría de la plasticidad, puede ser utilizada para
determinar las tensiones en el macizo sobre la hipótesis de que la condición de
plastificación es satisfecha en todo el macizo o a lo largo de superficies
específicas. Estas superficies son las superficies de corrimiento o de rotura.
Estos métodos son denominados "Métodos mixtos Equilibrio Limite - plástico"
(Ejem. "working stress design", etc.).
MUROS DE CONTENCIÓN DE SUELO REFORZADO CON GEOTEXTIL DISEÑO ESTRUCTURAL TELLO IRRIBARREN, MIGUEL ANGEL
51
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERfA Facultad de ingenierfa Civil CAPITULO 3: METODOLOGfA DE DISEÑO
d) En la cuarta categoría, en caso se asuma una relación única entre tensión y
deformación el valor de la tensión puede ser determinado para cada punto en el
interior del macizo, así como el desplazamiento de la estructura de
sostenimiento. Las condiciones de equilibrio con las condiciones de
compatibilidad forman un sistema de ecuaciones diferenciales que debe ser
resuelto con el recurso de métodos numéricos como el método de los elementos
finitos. Estos métodos, a pesar de poderosos, exigen un conocimiento mas
completo del comportamiento del suelo para el establecimiento de las relaciones
tensión-deformación. Este conocimiento no siempre esta al alcance del
proyectista y, además, las herramientas numéricas necesarias son muchas
veces inaccesibles por su complejidad. (P. ejem. Método de los elementos
finitos).
3.1.2 METODOLOGÍAS DE DISEÑO
Como ya se menciono al inicio de este capítulo existen una gran variedad de
metodologías para el diseño de muros de suelo reforzado. De todas ellas hay
dos metodologías usadas por los estándares de la industria:
• "Design Manual for Segmenta! Retaining Walls", NCMA
• "Standard Specification for Highway Bridges", AAHSTO (complementado por
la Federal Highway Administration - Publication No FHWA-NHl-00-043
(2001 ))
3.2 DISEÑO DE MUROS DE SUELO REFORZADO CON GEOTEXTILES
La estabilidad de un muro de retención que se construya con suelo reforzado
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 geomallas. Además de lo anterior es importante colocar
algún elemento frontal (paramento) que impida la salida de la tierra entre las
MUROS DE CONTENCIÓN DE SUELO REFORZADO CON GEOTEXTIL DISEÑO ESTRUCTURAL TELLO IRRIBARREN, MIGUEL ANGEL
52
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de ingenierla Civil CAPITULO 3: METODOLOGIA DE DISEÑO
capas de refuerzo. El drenaje se deberá planear con las mismas ideas que en
los muros convencionales.
Se han hecho tres tipos de estudios con relación a los muros de suelo reforzado:
• 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.
• 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 (geomallas) 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.
• Mediciones en prototipos construidos para resolver específicos de vías
terrestres.
De los análisis y estudios anteriores se concluye que existe riesgo de que se
presente una falla de cualquiera de los tres tipos siguientes:
• Falla por deslizamiento de la tierra en relación a las tiras de armado,
acompañada de una desorganización dentro del cuerpo del muro de suelo
reforzado.
• Falla por rotura de las tiras de refuerzo, que parece estar asociada a
mecanismos de falla progresiva.
• Falla en la cual el muro de suelo reforzado colapsa como un conjunto, sin
deformación importante dentro de sí mismo. 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.
MUROS DE CONTENCIÓN DE SUELO REFORZADO CON GEOTEXTIL DISEÑO ESTRUCTURAL TELLO IRRIBARREN, MIGUEL ANGEL
53
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de ingenierfa Civil CAPITULO 3: METODOLOGIA DE DISEÑO
De estos tipos de falla, las dos primeras categorías corresponden a fallas dentro
de la estructura de suelo reforzado, producto de un análisis de estabilidad interna
y la tercera y última categoría corresponde a un análisis externo de carácter
típico. En resumen, tenemos 2 tipos generales de análisis (Federal Highway
Administration Publication No FHWA-NHl-00-043 .2001): estabilidad externa y
estabilidad interna.
3.2.1 ESTABILIDAD EXTERNA
Las evaluaciones de estabilidad externa para las estructuras de suelo reforzado
tratan a las secciones con refuerzo como una masa de suelo homogénea
compuesta y evalúan la estabilidad de acuerdo a los métodos de falla
convencionales para los sistemas de muros de tipo gravitacional.
• Deslizamientos en la base
• Volcamiento
• Capacidad de soporte
• Estabilidad global
MUROS DE CONTENCIÓN DE SUELO REFORZADO CON GEOTEXTIL DISEÑO ESTRUCTURAL TELLO IRRIBARREN, MIGUEL ANGEL
54
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de ingenierfa Civil CAPITULO 3: METODOLOG{A DE DISEÑO
-
UESLlZA.I\UJ:],TO Ei',; LA BASE \.l ELCO
CAPACIDAD DE SOPORTE EST.-\BJLI0.\0 GLOBAL PROFUi',;l}A
Figura 28: mecanismos de Falla por Análisis de Estabilidad Externa Fuente: Project Demostration 82 - Publication No FHWA-NHl-00-043
La secuencia de cálculo de estabilidad externa es la siguiente:
Definición de la geometría del muro y propiedades del suelo
• Altura e inclinación del muro
• Sobrecarga del suelo (sobrecargas por carga viva y por carga muerta).
• Cargas sísmicas
• Propiedades de ingeniería de suelos de fundación (Yt, <!>f, Ct)
• Propiedades de ingeniería del volumen del suelo reforzado (Yr, <l>r, Cr)
• Propiedades de ingeniería del relleno contenido(yc, <l>c, Ce)
• Condiciones de agua
Seleccionar parametros de diseño
• Factores de estabilidad externa e interna
• Factor de seguridad de estabilidad global
MUROS DE CONTENCIÓN DE SUELO REFORZADO CON GEOTEXTIL DISEÑO ESTRUCTURAL TELLO IRRIBARREN, MIGUEL ANGEL
55
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de ingenierfa Civil
• Factor de seguridad de estabilidad sísmica
Geometría
CAPITULO 3: METODOLOGIA DE DISEÑO
El proceso de medición de la estructura comienza al añadir el empotramiento
requerido a la altura del muro con el objeto de determinar las alturas de diseño
para cada sección que se va a investigar. Dicha longitud de refuerzo se escoge
preliminarmente mayor que 0.7H o 2.Sm, donde "H" es la altura del diseño de la
estructura.
Presiones de la tierra para estabilidad externa
Los cálculos de la estabilidad para muros con una fachada vertical se hacen
suponiendo que la masa del muro de suelo reforzado actúa como un cuerpo
rígido con presiones de tierra desarrolladas en un plano de presión vertical que
aparece desde el extremo posterior de los refuerzos. El coeficiente activo de la
presión de tierras se calcula para muros verticales (definidos como muros con
una inclinación de fachada menor a 8 grados) y un talud posterior horizontal con
la ecuación de Rankine:
Ka= tan 2 ( 45- :)
Para un muro vertical con un talud en la parte superior:
Ka= cos/3 [cosf3--)cos2 j3 - cos2 <jJ] cos/3 + Fs2
/3- cos2 </J
Donde ¡3 = es ángulo de talud sobre el muro
(3)
(4)
Para una fachada frontal inclinada mayor que 8 grados, el coeficiente de la
presión de la tierra se puede calcular desde el caso Coulomb general como:
MUROS DE CONTENCIÓN DE SUELO REFORZADO CON GEOTEXTIL DISEÑO ESTRUCTURAL TELLO IRRIBARREN, MIGUEL ANGEL
56
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de ingeniería Civil CAPITULO 3: METODOLOGIA DE DISEÑO
sen2
(0 + tf>) Ka=------------------ ---
2
[
sen(tf> + 8) * sen(tf> - /3) ] 2
sen 0 * sen( 0 - ó) * 1 +sen(tf> - ó) * sen(tf> + /3)
.
(5)
H ! . • -----u • k Y'H a a
.Ji 3
.
•·
•
a + ,o -e
Figura 29: Cálculo de la presión activa de suelos para paramento inclinado y talud superior según Coulomb.
Fuente: Project Demostration 82 - Publication No FHWA-NHl-00-043
Donde e es la inclinación de la fachada desde una horizontal, J3 es el ángulo del
talud sobre el muro y 8 es el ángulo de fricción del muro, el mismo que toma los
siguientes valores, según la NCMA, de acuerdo al tipo de análisis ( externo o
interno) que se realice:
¿; externo = el menor entre el t/> reforzado y el t/> retenido (6)
2 ¿j externo = ) t/J reforzado (7)
ó = Oº cuando el muro no presenta talud en su parte superior
Luego, las cargas a considerar en cada tipo de análisis serán asumidas
conforme muestra la Figura 30:
MUROS DE CONTENCIÓN DE SUELO REFORZADO CON GEOTEXTIL DISEÑO ESTRUCTURAL TELLO IRRJBARREN, MIGUEL ANGEL
57
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de ingeniería Civil CAPITULO 3: METODOLOG{A DE DISEÑO
H
i\.lasa de Sm•lo
R(•forzado
l f
j
Asumida ¡wra análisis de Capacidad de
soporte del suelo i· estabilidad _!!loba!
Aswrúda para análisis de Vuelco.
des!i:: amiento y resistencia al
arrancamiento de los re/úer::os
Relleno
Retenido
=½'1iH 2 K-------"- ºt'
Figura 30: Cargas externas en muro sin talud superior y ubicación de sobrecarga de tráfico según análisis a realizar. Fuente: FHWA - Publication No FHWA-NHl-00-043.
El coeficiente pasivo de presión de tierras (Kp), despreciado de manera
conservadora en los análisis de estabilidad de los muros de suelo reforzado, se
calcula de la siguiente manera:
Kp = tan 2 ( 45 + �) (8)
Estabilidad al deslizamiento
Se verifica el tamaño preliminar con respecto al deslizamiento en la capa base,
que es la profundidad más crítica, de la siguiente manera:
FS = L Fuerza Resistente ¿ 1 _5deslizamiento L FuerzaActuante
MUROS DE CONTENCIÓN DE SUELO REFORZADO CON GEOTEXTIL DISEfJO ESTRUCTURAL TELLO IRRJBARREN. MIGUEL ANGEL
(9)
58
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de ingeniería Civil CAPITULO 3: METODOLOG!A DE DISEÑO
Fuerza resistente: El inferior de los siguientes valores (resistencia al corte a
lo largo de la base del muro o una capa débil cerca de la base del muro)
Fuerza Actuante: es el componente horizontal de empuje en el plano vertical
en la parte posterior del muro.
Los pasos para el cálculo de un muro con o sin sobrecarga de talud son:
Calcular el empuje:
Donde:
1 2 Fr =-Ka* y*h 2
h = H +Ltan/J
Calculo de la fuerza horizontal producto de sobrecargas:
FQ
= Ka * S / C * h
Calcular la fuerza actuante:
P F = Fr * cos /3 + F0
* cos /3actuante = H _
(1 O)
(11)
(12)
(13)
Para calcular la fuerza de resistencia por unidad de longitud se emplea:
P,.esistenle = (ReaccionVertical + FTsen/J) * µ
Fuerza Resistente = cv; + v2
+ FT sen/J) * tan r/J
(14)
(15)
Donde µ = mínimo (tan4>1, tan<t>r o (para refuerzos continuos) tano) El efecto de
cargas externas en la masa del muro, el cual aumenta la resistencia de
deslizamiento, puede ser incluido únicamente si las cargas son permanentes.
Por ejemplo, se deben excluir las sobrecargas por carga viva de tráfico.
Calcular el factor de seguridad con respecto al deslizamiento y verificar si es
mayor que el valor requerido de 1.5.
MUROS DE CONTENCIÓN DE SUELO REFORZADO CON GEOTEXTIL DISEÑO ESTRUCTURAL TELLO IRRIBARREN, MIGUEL ANGEL
59
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de ingenierta Civil CAPITULO 3: METODOLOGIA DE DISEÑO
Estabilidad al Vuelco
Se verifica que el factor de seguridad con respecto al vuelco sea mayor a 2.0
realizando una sumatoria de momentos con respecto a la arista delantera de la
base con las cargas actuantes y resistentes, de la siguiente manera:
FSvuetco = ¿Fuerza Resistente
� 2_0L FuerzaActuante
(16)
Cálculos de la Presión Vertical
H
, l(h-H)y,. ,-----lll1111 v2
= ' ,
,1asa de Suelo Reforzado
,/, y k rr J t" r
l V,-y, HL
L-2e
Suelo Retenido ,/, y k '/J J , J ,zj
l '
F,. = 17l1,-1-;_ªl
--¡;_ Figura 31: Cálculo de la presión vertical a nivel de fundación
Fuente: FHWA- Publication No FHWA-NHl-00-043.
Se debe tener en cuenta que el peso de cualquier fachada del muro es
normalmente despreciado en los cálculos por no ser significativo en los análisis
de capacidad de soporte. Los pasos de cálculo para la determinación de una
tensión de soporte vertical son:
MUROS DE CONTENCIÓN DE SUELO REFORZADO CON GEOTEXTIL DISEÑO ESTRUCTURAL TELLO IRRIBARREN, MIGUEL ANGEL
60
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de ingenierfa Civil CAPITULO 3: METODOLOGIA DE DISEÑO
Calcular la excentricidad "e", de la fuerza resultante en la base, sumando los
momentos de la masa de la sección de suelo reforzado alrededor de la línea
del centro de masa.
L Momentos Resistencia -MomentosEmpuje e=----- ---------- - - - ----
2 ReaccionVertical (17)
Para muros con talud en su parte superior la excentricidad se calcula con la
siguiente fórmula:
Fr ( cos /J)h I 3 - Fr (sen/J)L I 2 - V2
(L / 6) e=------------------
v; + v2
+ FT
sen/3
"e" debe ser menor que U6 en suelo o que U4 en roca.
Calcule la presión vertical uniforme equivalente en la base:
Reaccion Vertical (J'
V
= --------
L - 2e
V1 + V2
+ Frsen/3a =- -- --- --v
L-2e
(18)
(19)
(20)
Este alcance, propuesto originalmente por Meyerhof, supone que la carga
excéntrica resulta en una redistribución uniforme de la presión en un área
reducida en la base del muro. Esta área se define por un ancho igual al
ancho del muro menos la excentricidad por dos.
Agregar la influencia de sobrecarga y cargas concentradas a
corresponda.
Falla en la Capacidad de Soporte
ª" donde
Para prevenir fallas en la capacidad de soporte, se requiere que la tensión
vertical en la base calculada con la distribución Meyerhof no exceda la capacidad
de soporte permitida en el suelo de fundación determinado, considerando un
factor de seguridad de 2.5 (Publication No FHWA-NHI- 00-043).
a ::;; q = q111r v
a FS
MUROS DE CONTENCIÓN DE SUELO REFORZADO CON GEOTEXTIL DISEÑO ESTRUCTURAL TELLO IRRIBARREN, MIGUEL ANGEL
(21)
(22)
(23)
61
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de ingenierfa Civil CAPITULO 3: METODOLOGIA DE DISEÑO
Donde:
"c" es la cohesión,
"y" el peso unitario del suelo de fundación,
"Dt es la profundidad de cimentación (Se asume de manera
conservadora que la estructura está a nivel de suelo de fundación)
"N " "N " y "N " son los coeficientes de capacidad de soporte e , q 'Y •
Estabilidad Global
La estabilidad global se determina utilizando un análisis rotacional o de cuña,
según sea lo indicado, el cual puede desarrollarse utilizando un método clásico
de análisis de estabilidad de taludes. El muro de suelo reforzado es considerado
como un cuerpo rígido y solamente se consideran superficies de fallas
completamente fuera de la masa reforzada. Para estructuras simples con una
geometría rectangular, con espacios reforzados en forma relativamente
uniforme, y una fachada casi vertical, las fallas compuestas que pasan a través
de zonas tanto sin refuerzo como reforzadas no serán generalmente críticas. Sin
embargo, si existen condiciones complejas tales como muros escalonados,
sobrecargas altas e inusuales, sí se deben considerar fallas compuestas.
Carga Sísmica
Durante un sismo, el relleno retenido ejerce un empuje horizontal dinámico sobre
el muro denominado PAE adicional al empuje estático. Aún así, la masa de suelo
reforzado está sujeta a una fuerza de inercia horizontal PiR -
La fuerza P AE se puede evaluar por medio de un análisis de "Mononobe -
Okabe" seudo-estático y se puede agregar a las fuerzas estáticas que actúan en
el muro. Luego se evalúa la estabilidad dinámica con respecto a la estabilidad
externa. Los Factores de seguridad dinámica mínimos permitidos se suponen
como el 75% de los factores de seguridad estáticos.
La evaluación de la estabilidad sísmica externa se realiza de la siguiente
manera:
Se selecciona una máxima aceleración horizontal del terreno basado en los
sismos de diseño.
MUROS DE CONTENCIÓN DE SUELO REFORZADO CON GEOTEXTIL DISEÑO ESTRUCTURAL TELLO IRRIBARREN, MIGUEL ANGEL
62
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERfA Facultad de ingeniería Civil CAPITULO 3: METODOLOGIA DE DISEÑO
Calcular la aceleración máxima Am desarrollada en el muro:
Am = (1.45-A)A (24)
A = coeficiente máximo de aceleración del terreno.
Am = coeficiente de aceleración máxima del muro en el centro de
gravedad de la masa de suelo reforzado.
Calcular la fuerza de inercia horizontal PIR y el empuje sísmico PAE, con las
formulas siguientes de ser el talud posterior del muro horizontal (Ver Figura
32a).
P1R = 0.5Am*yH2 (Terreno a contener horizontal)
y. Peso Específico de suelo retenido
PAE = 0.375*Am*yH2 (Terreno a contener horizontal)
y. Peso Específico de suelo retenido
Para estructuras con talud en la parte superior (Ver Figura 31 b) la fuerza
dinámica PAE y la fuerza de inercia PIR se basan en una altura "H2"
determinada de la siguiente manera:
H = H + tan/J *0.5H
2 (1 - O. 5 tan /3) (25)
PAE puede ser ajustado para muros con taludes en su parte superior
utilizando el método "Mononobe - Okabe", con la aceleración horizontal kh
igual a Am y kv igual a cero empleando la altura "H2" calculada
anteriormente:
2
PAE = 0.5* y* H2 * /)._KAE
PIR para taludes sobre el muro se calcula de la siguiente manera:
P¡r
=0.5Am*y*H2
*H
MUROS DE CONTENCIÓN DE SUELO REFORZADO CON GEOTEXTIL DISEÑO ESTRUCTURAL TELLO IRRIBARREN, MIGUEL ANGEL
(26)
(27)
(28)
63
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de ingenierfa Civil CAPITULO 3: METODOLOGIA DE DISEÑO
P¡s
=0.125Am*r* H/ *tan/3
H
--�
�-
9 .. 5H
j B
'- ,.,,
\1 a-.:.1 par·a fuc.:1·.t.a. ,·esi:skufe
\lasa pan:1. fuc.:1·.t.a
de.: i:ne,·ci.u
4' • • J
\h1sa pan11 h.1c.:1·,:a n·csi:�c:alk
Relleno
Rdc:1li.dt1
"(r l�r
(29)
Figura 32: Estabilidad externa sísmica en un muro de suelo reforzado Fuente: FHWA - Publication No FHWA-NHl-00-043.
Donde P,R es la fuerza de inercia causada por la aceleración del relleno
reforzado y Pis es la fuerza de inercia causada por la aceleración de la
MUROS DE CONTENCIÓN DE SUELO REFORZADO CON GEOTEXTIL DISEIVO ESTRUCTURAL TELLO IRRJBARREN, MIGUEL ANGEL
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sobrecarga del suelo del talud sobre el relleno reforzado, con el ancho de la masa contribuyendo a que P,R sea igual a 0.5H2 . El coeficiente sísmico total de presión de la tierra KAE basado en la expresión general de Mononobe -
Okabe viene dado por la ecuación mostrada a continuación:
cos\<P-<; -90 + 0) K'IE = �--- - - ------- -- "
r cos <; cos 2 (90 - 0) cos(J + 90 -0 + s=)[l +sen( <P + /)sen( <¡J- <; - /)
]-cos(J + 90 - 0 + s=) cos(/ -90 + 0)
Ecuación (30)
t).K.AE = KAE -Ka
Donde: 1 = ángulo del talud del relleno = í1
s = arctan (kh/1-kv)
q> = ángulo de fricción del suelo
e = ángulo del talud de la fachada
Para completar el diseño:
(31)
Se agrega a las fuerzas estáticas que actúan en la estructura (Ver figura 16), el 50% del empuje sísmico P AE y el 100% de la fuerza de inercia P,R- Se utiliza el P AE reducido porque es poco probable que estas dos fuerzas lleguen a su máximo en forma simultánea.
Se evalúa la estabilidad de vuelco, deslizamiento, excentricidad y capacidad
de soporte como se detalló en las secciones anteriores.
Se verifica que los factores de seguridad calculados sean iguales o mayores al 75% de los factores de seguridad estáticos mínimos y que la excentricidad este dentro de U3 tanto para suelo como para roca.
La FHWA sostiene que el uso del valor total de Am reemplazando a Kh en el método de "Mononobe-Okabe" asume que no se presentará ningún
MUROS DE CONTENCIÓN DE SUELO REFORZADO CON GEOTEXTIL DISEÑO ESTRUCTURAL TELLO IRRIBARREN, MIGUEL ANGEL
65
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENJERIA Facultad de ingenierfa Civil CAPITULO 3: METODOLOG!A DE DfSEÑO
desplazamiento lateral en el muro. Tal suposición puede resultar en un diseño
excesivamente conservador, por tal motivo, para proveer una estructura más
económica, el muro se puede diseñar para tolerar pequeños desplazamientos en
lugar de una estructura excesivamente reforzada que no permita desplazamiento
alguno.
1996 AASHTO Specifications for Highway Bridges, en su artículo 5.2.2.4, en
combinación con la División 1A, Artículos 6.4.3 y 7.4.3 permite reducir la presión
lateral de suelo en el método "Mononobe-Okabe" a una "presión sísmica
reducida" detrás del muro a causa de un desplazamiento lateral del muro de
contención. Esta presión sísmica reducida se calcula a través del uso de un
coeficiente reducido de aceleración para Kh . Este Kh reducido puede ser
empleado para muros de gravedad y semigravedad si se cumplen las siguientes
condiciones:
El muro de contención y cualquier estructura soportada por éste pueden
aceptar pequeños movimientos laterales resultantes del deslizamiento de la
estructura.
El muro no debe tener restricciones al deslizamiento, mas alla de la que le
confiere la fricción del suelo a lo largo de su base y la resistencia pasiva
mínima del suelo.
Si el muro va a ser empleado como estribo de puente, la parte superior del
muro debe estar libre de restricciones al deslizamiento. Por ejemplo: la
superestructura descanza sobre soportes moviles.
1996 AASHTO Specifications for Highway Bridges, en su artículo 5.2.2.4, en
combinación con la División 1A, Artículos 6.4.3 y 7.4.3 provee una aproximación
de esta reducción para considerar el desplazamiento lateral del muro. El Kh
usado para el análisis de "Mononobe-Okabe" puede ser reducido a 0.5A,
aceptando desplazamientos laterales de 250Amm como máximo.
Kavazanjian et al. desarrolló una relación para calcular el coeficiente máximo de
aceleración del muro en el centroide de la masa reforzada Kh, calculado como:
MUROS DE CONTENCIÓN DE SUELO REFORZADO CON GEOTEXTIL DISEÑO ESTRUCTURAL TELLO IRRIBARREN, MIGUEL ANGEL
66
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de ingenierfa Civil
(A )o.2s K" = 1.66A
m ;1
CAPITULO 3: METODOLOGIA DE DISEÑO
(32)
Donde "d' es el desplazamiento lateral del muro en mm. Debe tenerse presente
que esta ecuación no debe ser usada con desplazamientos menores a 25mm ni
mayores a 200mm.
Según esto, AASHTO y posteriormente la FHWA recomiendan que la reducción
solo sea aplicada a los cálculos de Estabilidad Externa, para estar consistentes
con el concepto de que el muro de suelo reforzado se comporta como un bloque
rígido. Internamente, la respuesta a la deformación lateral de los muros de suelo
reforzado es mucho mas compleja y actualmente no es clara en cuánto el
coeficiente de aceleración podría disminuir debido a la concesión de alguna
deformación lateral durante la carga sísmica.
3.2.2 ESTABILIDAD INTERNA
El proceso de diseñar para la estabilidad interna, consiste en determinar las
máximas fuerzas de tensión desarrolladas, su ubicación a lo largo de una
superficie de deslizamiento crítico y la resistencia proporcionada por los
refuerzos tanto en capacidad de extracción ("pullout") como en resistencia a la
tensión. De acuerdo a esto, la Federal Highway Administration (FHWA) sostiene
que la falla interna de un muro MSE puede ocurrir de dos formas diferentes:
Las fuerzas de tensión (y en el caso de refuerzos rígidos, las fuerzas de
corte) en las mallas llegan a ser tan grandes que éstas se expanden
excesivamente o se rompen, ocasionando desplazamientos considerables
y/o el posible colapso de la estructura. Este modo de falla es llamado "Falla
por elongación o rotura de los refuerzos" y es empleado para calcular el
espaciamiento vertical entre refuerzos.
Las fuerzas de tensión en los refuerzos llegan a ser tan grandes que vencen
la resistencia por "Pullout", es decir, la fuerza de tensión es tal que "jala" al
refuerzo fuera de la masa de suelo. Esto, a su vez, aumenta los esfuerzos al
corte en el suelo circundante, ocasionando grandes desplazamientos y el
MUROS DE CONTENCIÓN DE SUELO REFORZADO CON GEOTEXTIL DISEÑO ESTRUCTURAL TELLO fRRfBARREN, MIGUEL ANGEL
67
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de ingeniería Civil CAPITULO 3: METODOLOGIA DE DISEÑO
posible colapso de la estructura. Este modo de falla es llamado por "Falla por
Pullout" y es empleado para calcular la longitud mínima de los refuerzos.
-$
�
1 ,,. -- -
,J / i 1 - - . : r r 1
-
.lí - - -
,.-,,, ,- -- t:;,:;;..
FALLA POR ARRAJ\'CAJ\UEi"l,··ro.
EX.TRACCI01' O P LLLOLT
FALLA POR RCfl"LRA DE
REFLERZC)S
Figura 34: Mecanismos de falla para el análisis de la estabilidad interna
Para lograr determinar el largo, espaciamiento vertical y resistencia mínima de
los refuerzos se asume, a favor de la seguridad, que una línea recta separa el
macizo reforzado en dos zonas claramente definidas: la zona "activa" y la zona
"resistente" (Ver Figura 35), la cual se inicia en el extremo inferior interno del
paramento, con una inclinación de 45+ <j>/2, realizando el análisis precisamente
en los puntos en los que dicha línea corta los refuerzos.
Zona de 11uáxi11110 esflllerzo o
superficie de falla potencial
l[
e
Zona
Resistente
-----------· l ..-- Relleno Reforzado
L
V/' = 45 + ef; . ,..., .
Figura 35: Localización de la superficie de falla potencial para el análisis de estabilidad interna. Fuente: FHWA - Publication No FHWA-NHl-00-043.
MUROS DE CONTENCIÓN DE SUELO REFORZADO CON GEOTEXTIL DISEÑO ESTRUCTURAL TELLO IRRIBARREN, MIGUEL ANGEL
68
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de ingenierfa Civil CAPITULO 3: METODOLOGIA DE DISEÑO
La secuencia de cálculo de estabilidad interna es la siguiente:
Definición de la Capacidad Admisible del Refuerzo
Se calcula en base a la siguiente ecuación:
Ta= TuuRFCR * RFD * RF¡D * FS
Donde:
(33)
Ta= T Diseño, tensión de diseño a largo plazo para el estado límite expresado
en fuerza de tensión por unidad de ancho de refuerzo.
T ULT, fuerza de tensión última del refuerzo geosintético, obtenida del ensayo
de muestra ancha (ASTM D4595). Basado en el valor mínimo promedio de
rollo (MARV) del producto.
RFcR, factor de reducción por creep en función del esfuerzo límite por creep
obtenido en pruebas de laboratorio para cada producto (ASTM D5262).
RFo, factor de reducción por durabilidad que está bajo la dependencia de la
susceptibilidad del geosintético al ataque de microorganismos, productos
químicos, oxidación térmica, hidrólisis, etc.
RF,o, factor de reducción por daños de instalación, basado en ASTM D 4595,
Cálculo de las Fuerzas de Tensión Máxima en las Capas de Refuerzo.
El coeficiente lateral "Ka" se determina utilizando la relación de Coulomb de
presión de tierras, suponiendo que no existe fricción en el muro y que el ángulo
"13" es igual a cero. Por lo tanto, para un muro vertical la presión de la tierra se
reduce a:
Ka= tan 2 ( 45- �) (34)
Para inclinaciones en la fachada, se emplea la forma simple de la ecuación de
Coulomb, suponiendo que en la ecuación 5 no existe fricción en el muro y que el
ángulo "8" es igual a cero:
Ka= sen2 (0+</>)sen3e[1 + sen</>] 2
sene
MUROS DE CONTENCIÓN DE SUELO REFORZADO CON GEOTEXTIL DISEÑO ESTRUCTURAL TELLO IRRIBARREN, MIGUEL ANGEL
(35)
69
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERfA Facultad de ingeniería Civil CAPITULO 3: METODOLOGIA DE DISEÑO
Donde "0" es la inclinación de la parte posterior de la fachada medida desde la
horizontal partiendo de la parte frontal del muro.
Los pasos para el cálculo, son los siguientes:
Calcular las alturas "dn" para cada nivel de geotextil (Ver figura 36) y
posteriormente las alturas tributarias "Sv" para cada refuerzo mediante las
siguientes formulas:
Fórmula para la capa de geotextil superior:
1 svl = d¡ +-(d2 -d¡)
2 (36)
Configuración general para la segunda capa y las demás intermedias
1 1 sv2 =-(d2 -d¡)+-(d3 -d2)
2 2
Fórmula para la capa de geotextil inferior
1 1 Svn =
2 (dn-1 -dn-2)+
2 (H -dn-1)
' T dr
d2T
1 drT
.
.
(37)
(38)
.· .
. .. . . .. ·
. . .·
,· .
.· .
:
.
± '\ A '<' �
1 .... � �
>-····' ..... 45¡+
q,72 .................................... 1
14 L
Figura 36: Definición de propiedades "dn" Fuente: FHWA - Publication No FHWA-NH/-00-043.
MUROS DE CONTENCIÓN DE SUELO REFORZADO CON GEOTEXTIL DISEÑO ESTRUCTURAL TELLO IRRIBARREN, MIGUEL ANGEL
�
70
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de ingenierfa Civil CAPITULO 3: METODOLOG/A DE DISEÑO
Calcular en cada nivel de refuerzo las tensiones horizontales "aH" a lo largo
de la línea posible de falla, considerando para esto la sumatoria de las
fuerzas gravitacionales (tensión vertical) como el peso propio del suelo, el
peso del material inmediatamente encima del relleno reforzado (de presentar
talud superior), la sobrecarga uniforme SIC y hasta las cargas concentradas
60v y 6CJh si las hubieran.
a,, =y*dn
+S/C+�a,,
a =a * Ka+�aH V /¡
(39)
(40)
6<rv, es el incremento de la tensión vertical debido a las cargas verticales.
6<rh, es el incremento de la tensión horizontal debido a sobrecargas
concentradas horizontales, si existen.
dn , es la profundidad a la que se encuentra la capa de refuerzo a ser
analizado.
SIC, es la sobrecarga aplicada directamente sobre el muro.
y, peso unitario del relleno reforzado.
Calcular la tensión máxima T max en cada capa de refuerzo por el ancho
unitario del muro basado en el espaciamiento vertical Sv, de:
T -*S
max -0-H V (41)
Calcular la estabilidad interna con respecto al rompimiento del refuerzo. La
estabilidad con respecto al rompimiento de los refuerzos requiere que:
Ta*Rc T < --
max -
FS (42)
Donde Re es la cobertura parcial del refuerzo, Ta es la capacidad a la
tracción admisible del refuerzo, FS es el factor de seguridad.
MUROS DE CONTENCIÓN DE SUELO REFORZADO CON GEOTEXTIL DISEÑO ESTRUCTURAL TELLO IRRIBARREN, MIGUEL ANGEL
71
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de ingenierla Civil CAPITULO 3: METODOLOG/A DE DISEÑO
Estabilidad Interna con respecto a la capacidad de Extracción
La estabilidad con respecto a la extracción de los refuerzos requiere que se
satisfaga el siguiente criterio:
2 Pr � --- * y* d n *Le* tan(<;b) * ci *Re* a
FSPO
FSpo = Factor de seguridad contra el extracción (>= 1.5).
P r =T max = Tensión máxima del refuerzo por arrancamiento.
Tan<!>*Ci = Factor de resistencia de extracción
a= Factor de corrección por efecto de escala.
(43)
Nota: Las cargas por tráfico u otra carga viva NO deberán ser incluidas en los
cálculos de arrancamiento.
La longitud del refuerzo "L", requerido por el análisis de estabilidad interna es
determinado de la siguiente manera:
(44)
La es el resultado de resolver la siguiente formula:
(45)
Cálculo de las Cargas Sísmicas
La carga sísmica produce una fuerza de inercia "Pi" que actúa en forma
horizontal, además de las fuerzas estáticas existentes. Esta fuerza conducirá a
aumentos dinámicos en las fuerzas de tensión máxima en los refuerzos. Se
supone que la ubicación y la pendiente de la línea de fuerza de tensión máxima
no cambian durante la carga sísmica. Ver figura 37.
Los pasos para el cálculo del análisis de estabilidad interna con respecto a la
carga sísmica, son los siguientes:
MUROS DE CONTENCIÓN DE SUELO REFORZADO CON GEOTEXTIL DISEÑO ESTRUCTURAL TELLO IRRIBARREN, MIGUEL ANGEL
72
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de ingenierla Civil CAP{TULO 3: METODOLOGIA DE DISE/'Í/0
Calcular la aceleración máxima en el muro y la fuerza "Pi", por el ancho
unitario que actúa sobre la base:
P¡ =Am*Wa (46)
Am = (1.45-A)A (47)
"A" es el coeficiente de aceleración y "Wa" es el peso de la zona activa
calculado, de la siguiente manera, para muros con paramento vertical y
sin sobrecarga de talud:
Wa = 0.5 * H2 * tan( 45 - f/Jref )
* Yref2
Zona Activa
p
e
...... ._.._ -- -- -- -- -- -- __ ¡:
Figura 37: Análisis sísmico de la estabilidad interna Fuente: FHWA - Publication No FHWA-NHl-00-043.
(48)
Calcular el incremento dinámico "T md" inducido directamente por la fuerza de
inercia "Pi" en los refuerzos por medio de la distribución de "Pi" en los
MUROS DE CONTENCIÓN DE SUELO REFORZADO CON GEOTEXTIL DISE/'Í/0 ESTRUCTURAL TELLO IRRIBARREN. MIGUEL ANGEL
73
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de ingeniería Civil CAPITULO 3: METODOLOG{A DE DISEÑO
diferentes refuerzos en forma proporcional a su "área de resistencia" (Le)
sobre una base de carga por ancho unitario del muro.
Tmd = P¡ *Lei
(49)
¿(Lei) i=l
La fuerza de tensión máxima es:
J;0101 = T max + Tmd (50)
Donde Tmax se calcula de:
Tmax = 0-H *Sv (51)
Verifique la estabilidad con respecto al rompimiento y extracción del refuerzo con
factores de seguridad sísmicos de 75% del factor de seguridad estático mínimo.
El refuerzo debe ser diseñado para resistir el componente estático y dinámico de
la carga, de la siguiente manera: Para el componente estático tenemos:
FS =T,,,c * Re
RFcR * RFD * RF¡D * 1' max
(52)
Para el componente dinámico, donde la carga es aplicada por un corto tiempo,
no es necesaria la reducción por creep:
(53)
Para la extracción bajo carga sísmica, para todos los refuerzos, se debe
reducir el coeficiente de fricción (tan<j>*Ci) a un 80% del valor estático:
MUROS DE CONTENCIÓN DE SUELO REFORZADO CON GEOTEXTIL DISEÑO ESTRUCTURAL TELLO IRRIBARREN, MIGUEL ANGEL
(54)
74
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Resistencia de Conexión
CAPITULO 3: METODOLOGIA DE DISEÑO
El procedimiento recomendado para desarrollar una resistencia de conexión
adecuada, requiere que su resistencia sea la menor de:
La resistencia de diseño permitida para el refuerzo "Ta".
Ta*Rc Tmax :s;----FS
(55)
La resistencia de la extracción y ruptura de la conexión basada en pruebas.
(Ruptura de la conexión)
'T' T;,1c * CRu * Re
1 ac = ---- - --
s RFCR
* RFD
T *CRu* Re T < _ _ 111_c _ __ __ _
max RFCR
* RFD
* FS
(56)
(57)
Donde, el valor de "CRu" es un factor de reducción por rotura de la conexión,
obtenido del ensayo ASTM D-4884 (long term pullout testing).
(Extracción de la conexión)
Tac = Tult * CRs * Re PO
T < T,,11 * CRs * Remax - FS
(58)
(59)
Donde, el valor de "CRS" es un factor de reducción por arrancamiento de la
conexión, obtenido de ensayos descritos en el apéndice A.3 de la Publication
No FHWA-NHl-00-043. Para el análisis sísmico de las conexiones con
geosintéticos, la resistencia a largo plazo de la conexión debe ser mayor que
Tmax + Tmd. Siendo el componente dinámico "Tmd" reducido en un 80% de
su valor estático. Luego tenemos:
MUROS DE CONTENCIÓN DE SUELO REFORZADO CON GEOTEXTIL DISEÑO ESTRUCTURAL TELLO IRRIBARREN, MIGUEL ANGEL
75
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de ingenierfa Civil
(Resistencia del refuerzo)
FS ::;; T,,,1 * Re
RFD * RF¡D * (RFCR * Tmax + Tmd)
Espaciamiento del refuerzo
CAPITULO 3: METODOLOGIA DE DISEÑO
(60)
El uso de una sección de refuerzo constante y el espaciamiento para la altura
total del muro normalmente otorga más refuerzo cerca de la parte superior del
muro que la que se necesita para su estabilidad. Por lo tanto, puede ser posible
un diseño más económico variando la densidad del refuerzo con la profundidad.
Sin embargo, la FHWA para proporcionar una masa de suelo reforzado
coherente, recomienda un espaciamiento vertical del refuerzo primario máximo
de 800mm (32 pulgadas), mientras que la NCMA recomienda que la separación
máxima entre refuerzos debe estar limitada a 2 veces el ancho (profundidad
desde la cara a la espalda) del bloque que conforma el paramento de la
estructura, es decir 600mm aproximadamente para asegurar su correcta
construcción y estabilidad a largo plazo. Además, la fila máxima de refuerzo
debería quedar a la mitad el espaciamiento vertical o 2 veces la altura del bloque
como máximo.
MUROS DE CONTENCIÓN DE SUELO REFORZADO CON GEOTEXTIL DISEÑO ESTRUCTURAL TELLO IRRIBARREN, MIGUEL ANGEL
76
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de ingenierla Civil
3.2.3 EJEMPLO DE DISEÑO
CAPITULO 3: METODOLOGIA DE DISEÑO
' Como ejemplo de diseño se tiene al muro de suelo reforzado que se ha
construido como parte del trabajo de campo.
La altura de este muro de contención es de 4m, la base que se obtiene del
cálculo es de 3m, el espaciamiento del geotextil tejido Frotes BX 90 es a cada
0.50m, no se ha considerado drenaje, el suelo de fundación es una roca de
buenas características, el material de relleno es material granular con ángulo de
fricción de 32° y un peso unitario de 2.05gr/cm3. En el anexo 2 se adjunto la
memoria de cálculo. En las siguientes fotos se puede apreciar la construcción del
muro de suelo reforzado
Foto 01: Construcción del muro de suelo reforzado
MUROS DE CONTENCIÓN DE SUELO REFORZADO CON GEOTEXTIL DISEÑO ESTRUCTURAL TELLO IRRIBARREN, MIGUEL ANGEL
77
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERfA Facultad de ingeniería Cwil CAPITULO 3: METODOLOGIA DE DISEÑO
Foto 02: Detalle del encofrado (formaletas)
Foto 03: Compactación
MUROS DE CONTENCIÓN DE SUELO REFORZADO CON GEOTEXTIL DISEÑO ESTRUCTURAL TELLO IRRIBARREN, MIGUEL ANGEL
78
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de ingenierla Civil CAPITULO 3: METODOLOGIA DE DISEÑO
Foto 04: Muro de suelo reforzado con geotextil
MUROS DE CONTENCIÓN DE SUELO REFORZADO CON GEOTEXTIL DISEÑO ESTRUCTURAL TELLO IRRJBARREN, MIGUEL ANGEL
79
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de ingenierfa Civil CAPITULO 4: NORMAS Y ESPECIFICACIONES T�CNICAS
CAPÍTUL04
NORMAS Y ESPECIFICACIONES TÉCNICAS
La norma que se deben cumplir al respecto del uso de geotextiles en el Perú es
la norma Ministerio de Transportes y Comunicaciones: Especificaciones
Técnicas Generales para Construcción de Carreteras (EG-2000), en su sección
650: Geotextiles (Tablas de especificaciones mínimas para cada aplicación). De
igual forma se debe tener presente lo indicado en el Reglamento Nacional de
Construcciones (Norma E.030, Norma E.050, Norma E.060)
En nuestro país no existe una norma sobre la forma de diseño que se debe
adoptar ni que criterios son mínimos para decir si un proyecto cumple ciertos
requerimientos o no. Ante esta situación se recomienda revisar manuales de
' diseño de los proveedores de geotextiles, códigos y distintas normas
internacionales. Dentro de las cuales se pueden resaltar las siguientes:
"Standard Specification for Highway Bridges", AAHSTO (complementado por
la Federal Highway Administration - Publication No FHWA-NHl-00-043
(2001 ))
British Standard BS8006 (1995): Code of practice for Strengthened reinforced
soils and other fills.
"Design manual of Segmenta! Retaining Wall", NCMA (National Concrete
Masonry Association).
"Geisynthetic Design and Construction Guidelines", Federal Highway
Administration - Publication No FHWA-Hl-95-038 (1998)
"Engineering Use of Geotextiles", U.S. Army Corps of Engineers (1995)
Designación AASHTO M288-00. "NORMA PARA LA ESPECIFICACIÓN DE
GEOTEXTILES PARA APLICACIONES EN VÍAS.
MUROS DE CONTENCIÓN DE SUELO REFORZADO CON GEOTEXTIL DISEÑO ESTRUCTURAL TELLO IRRIBARREN, MIGUEL ANGEL
80
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de ingeniería Civil CAPITULO 4: NORMAS Y ESPECIFICACIONES TÉCNICAS
Los geotextiles tienen una gran variedad de proveedores y continúan en
constante evolución. Las normas aceptadas a nivel internacional para la
' obtención de sus propiedades mecánicas y físicas son las ASTM, ISO y las GRI.
· a) Propiedades Físicas
Masa por unidad de área. Norma: ASTM D 5261-92
Este método de ensayo es utilizado para determinar si un geotextil cumple
con la masa por unidad de área establecida por las especificaciones técnicas
de un proyecto. Este método también puede ser utilizado para establecer la
conformidad de un material dentro de las actividades de control de calidad
durante el proceso industrial de producción.
Espesor Nominal. Norma: ASTM D 5199-91
Para el cálculo de algunos parámetros de geotextiles se requiere calcular el
valor del espesor, como en el caso de los coeficientes de permeabilidad,
esfuerzo a tensión (índice), ya que el espesor no es un indicador del
desempeño en campo y por lo tanto no se recomienda para especificación.
b) Propiedades Mecánicas
Resistencia a la Tensión.
Quizás una de las propiedades simples más importantes de los geotextiles
es su resistencia a la tensión. Invariablemente todas las aplicaciones de los
geotextiles se relacionan con esta propiedad tanto como función principal
(como en las aplicaciones de refuerzo) o como función secundaria (como
separación, filtración, drenaje).
El ensayo básico consiste en colocar el geotextil dentro de un conjunto de
ganchos, para después de colocar este arreglo en una maquina de ensayo
mecánico y tensar al geotextil hasta que ocurra la falla. La falla de la tela es
generalmente fácil de identificar y a menudo incluso es audible. Durante el
proceso de extensión, se acostumbra a medir la carga y la deformación, de
tal forma que se pueda generar la curva esfuerzo versus deformación. (El
esfuerzo es usualmente dado como una carga por unidad de ancho).
MUROS DE CONTENCIÓN DE SUELO REFORZADO CON GEOTEXTIL DISEÑO ESTRUCTURAL TELLO IRRIBARREN, MIGUEL ANGEL
81
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA Facultad de ingeniería Civil CAPÍTULO 4: NORMAS Y ESPECIFICACIONES TÉCNICAS
De la curva esfuerzo versus deformación (la deformación se calcula como la
deformación, dividida entre la longitud original del espécimen), se obtiene
cuatro valores:
• El esfuerzo de tensión máximo (resistencia del geotextil)
• Deformación en la falla (elongación máxima)
• Tenacidad (es el trabajo hecho por unidad de volumen antes de ia falla,
usualmente tomado como área bajo la curva esfuerzo - deformación).
• Modulo de elasticidad (la pendiente de la porción inicial de la curva
esfuerzo - deformación)
Respecto del tamaño del espécimen de ensayo se han escrito mucho. Los
estándares ASTM D1682, D751, D4632 Y D4595, permiten un número de
variaciones.
Resistencia a la Costura. Norma: ASTM D4884
A menudo deben unirse los extremos o lados de los rollos de geotextiles con
el objeto de transferir esfuerzos de tensión. De lejos el método más común
es por cocido. El tipo de costura debe evaluarse en el laboratorio para
determinar su capacidad de transferencia de carga, del geotextil de un rollo
al de otro.
Resistencia al Punzonamiento. Norma: IV E - 902, ASTM D D4833,
ICONTEC 3299 (C16.168/91)
Esta norma establece el método para determinar el índice de resistencia al
punzonamiento de geotextiles y consiste en colocar un espécimen sin
tensión, entre las placas circulares del dispositivo anular de sujeción de la
máquina de ensayo. Se aplica una fuerza en la parte central, mediante una
barra de acero sólido, conectada al indicador de carga, hasta que se rompa
el espécimen. La máxima fuerza registrada corresponde a la resistencia al
punzonamiento.
MUROS DE CONTENCIÓN DE SUELO REFORZADO CON GEOTEXTIL DISEÑO ESTRUCTURAL TELLO IRRIBARREN, MIGUEL ANGEL
82
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA Facultad de ingeniería Civil CAPÍTULO 4: NORMAS Y ESPECIFICACIONES TÉCNICAS
Resistencia al Rasgado Trapezoidal. Norma: ASTM O 4533, ICONTEC 2003
(C16.113/84)
Este método de ensayo es un índice que permite determinar la fuerza
requerida para continuar o propagar un rasgado en geotextiles tejidos, no
tejidos, tejidos de punto y telas estratificadas, por el método trapezoidal. Esta
norma describe el procedimiento para la determinación de la resistencia al
rasgado trapezoidal de geotextiles.
Este método corresponde a una propiedad índice y no ofrece la información
suficiente para considerarse un criterio de diseño en todas las aplicaciones
de geotextiles.
Resistencia al Estallido. Normas: ASTM O 3786-87, ICONTEC 2 678
(C31.051/87)
Esta norma tiene por objeto determinar la resistencia de los geotextiles
tejidos y no tejidos al estallido, empleando el método de ensayo de diafragma
hidráulico (Mullen Burst). Esta norma determina una propiedad índice y
consiste en prensar un espécimen de geotextil sobre un diafragma
expandible. El diafragma es expandido por presión de fluido hasta el punto
de rotura del espécimen. La diferencia entre la presión total requerida para
romper el espécimen y la presión requerida para inflar el diafragma se
reporta como la resistencia al estallido.
e) Propiedades Hidráulicas
Permeabilidad - Permitividad. Normas: ASTM 04491 o ISO/OIS 11058.
Este método de ensayo proporciona procedimientos para determinar la
conductividad hidráulica (permeabilidad al agua) de los geotextiles en
términos de permitividad bajo condiciones de ensayo estandarizadas, sin
someter el espécimen a carga normal.
Tamaño de la Abertura Aparente. Norma: ASTM 04751 - 95, ICONTEC
Este método de ensayo consiste en colocar un espécimen de geotextil en un
marco de tamiz y sobre él se colocan unas partículas de cristal graduadas. El
conjunto se agita enérgicamente para inducir el paso de las partículas a
través del geotextil (Ver Figura Nº 2.31). El procedimiento se repite para el
MUROS DE CONTENCIÓN DE SUELO REFORZADO CON GEOTEXTIL DISEÑO ESTRUCTURAL TELLO IRRIBARREN, MIGUEL ANGEL
83
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de ingeniería Civil CAPITULO 4: NORMAS Y ESPECIFICACIONES Tf=CNICAS
mismo espécimen con varios tamaños de partículas de cristal hasta
determinar el Tamaño de Abertura Aparente (TAA). Esta propiedad también
se conoce como AOS (Apparent Opening Size).
MUROS DE CONTENCIÓN DE SUELO REFORZADO CON GEOTEXTIL DISEÑO ESTRUCTURAL TELLO IRRIBARREN, MIGUEL ANGEL
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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de ingenierla Civil
CONCLUSIONES
CONCLUSIONES
1. Los muros de suelo reforzado son una gran opción frente a las soluciones
convencionales de concreto armado.
2. Este sistema es más económico que los sistemas convencionales a partir de
alturas mayores a 6m.
3. El procedimiento de diseño desarrollado es bastante conservador porque no
considera desplazamientos laterales de la estructura.
4. Uno de los factores más importantes en el chequeo de la estabilidad al
deslizamiento es el ángulo de fricción interna. Mientras mayor sea el ángulo
de fricción interna mayor será la capacidad de la masa de suelo a resistir las
fuerzas actuantes horizontales.
5. El diseño desarrollado propone que el material de relleno sea granular y que
cumpla una determinada granulometría. Pero por lo revisado se puede llegar
a la conclusión que materiales de relleno que no estén dentro de estos husos
granulométricos recomendados también podrían ser usados. En estos casos
se deberá evaluar el ángulo de fricción entre el suelo de relleno y el geotextil
a través de un ensayo de corte directo. Igualmente se tendrá que revisar las
deformaciones elásticas que pueda tener el suelo con el paso del tiempo.
6. En el caso de muros de suelo reforzado con geometrías distintas a las
desarrolladas se deberá analizar el problema específicamente.
7. Los geotextiles tejidos de alta tenacidad brindan un mejor desempeño que
los geotextiles de otros polímeros porque presentan mayores resistencias a
la tensión y desarrollan un mayor esfuerzo a la tensión para niveles de
deformación similares con otros polímeros.
MUROS DE CONTENCIÓN DE SUELO REFORZADO CON GEOTEXTIL DISEÑO ESTRUCTURAL TELLO IRRIBARREN, MIGUEL ANGEL
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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de ingeniería Civil
RECOMENDACIONES
RECOMENDACIONES
1. Se recomienda realizar un ensayo de corte directo según la norma ASTM
D5321 para poder determinar con mayor precisión cual es el coeficiente de
fricción entre el suelo de relleno y el geotextil.
2. Contemplar obras de drenaje es muy importante para el desempeño a largo
tiempo del muro de suelo reforzado ya que en su diseño se asume que no
hay presión de poros.
3. Se deberá de tener mucho cuidado en la elección de los factores de
reducción a usar para los daños por instalación y creep. El uso de un factor
de reducción por creep inadecuado podría resultar un peligro para la
estructura con el paso del tiempo.
4. Se recomienda que el espaciamiento de las capas de geotextil en el muro de
suelo reforzado no exceda de 0.50m porque a partir de esa medida lograr la
compactación adecuada se vuelve más complicado.
5. Se deberá escoger con mucho criterio el tipo de paramento a usar según la
ubicación y uso del muro de suelo reforzado.
MUROS DE CONTENCIÓN DE SUELO REFORZADO CON GEOTEXTIL DISEÑO ESTRUCTURAL MIGUEL ANGEL TELL O IRRIBARREN
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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de ingeniería Civil BIBL/OGRAFIA
BIBLIOGRAFÍA
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CIMENTACIONES". Edamsa Impresiones S.A. de C.V.
2. Designación AASHTO M288-00. "NORMA PARA LA ESPECIFICACIÓN DE
GEOTEXTILES PARA APLICACIONES EN VÍAS".
3. Dr. Koerner Robert. 4th edition. "DESIGNING WITH GEOSYNTHETICS".
4. FHWA-NHl-00-043, March 2001. "MECHANICALL Y STABILIZED EARTH
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6. MINISTERIO DE TRANSPORTE Y COMUNICACIONES, Especificaciones
Técnicas Generales para Construcción de Carreteras (EG-2000)., PERU;
2000.
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8. PAVCO S.A., Manual de Diseño, Edición Nº 07, 2006, Bogotá o.e. -
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9. Peck, Hanson, Thornburn. "INGENIERÍA DE CIMENTACIONES". Editorial
Limusa S.A.; México; 2002
10. Terram Ud. Design Service, 3rd edition. (1994)."DESIGNING FOR SOIL
REINFORCEMENT TERRAM MANUAL"
11. UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA, Curso de Titulación por
Actualización de Conocimientos, Aplicación de Geosintéticos en Obras de
Ingeniería Civil, 2006 - 2007, Lima - Perú.
MUROS DE CONTENCIÓN DE SUELO REFORZADO CON GEOTEXTIL DISEÑO ESTRUCTURAL MIGUEL ANGEL TELLO IRRIBARREN
87
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA Facultad de ingenierfa Civil
ANEXOS
MUROS DE CONTENCIÓN DE SUELO REFORZADO CON GEOTEXTIL DISEÑO ESTRUCTURAL MIGUEL ANGEL TELLO IRRIBARREN
ANEXOS
88
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA Facultad de ingenierla Civil
ANEXO 1
Resumen de Expediente Técnico - Trabajo de Campo
MUROS DE CONTENCIÓN DE SUELO REFORZADO CON GEOTEXTIL DISEÑO ESTRUCTURAL MIGUEL ANGEL TELLO IRRIBARREN
ANEXOS
89
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TRABAJO DE CAMPO - GRUPO 7
MURO DE CONTENCIÓN DE SUELO
REFORZADO CON GEOTEXTILES
1. INTRODUCCION
ANEXOS
La Universidad Nacional de Ingeniería, a través del Curso de titulación:
"Aplicación de geosintéticos en la Ingeniería Civil" encargó a los suscritos
la elaboración de un proyecto consistente en la ejecución de un Muro de
Contención de Suelo Reforzado con Geotextil.
El presente informe es producto del mencionado proyecto, abarcando los
diferentes aspectos del Expediente Técnico del Muro de Contención de
Suelo Reforzado con Geotextil.
Los muros en suelo reforzado son estructuras de contención flexibles,
internamente estabilizadas por la acción de la colocación de refuerzos con
geosintéticos.
Estas estructuras reforzadas permiten conformar áreas planas y soportar
empujes laterales, el principio de funcionamiento es el de las estructuras
de contención por gravedad.
El área de trabajo se ubica a espaldas del campo deportivo de la facultad
de lng. De Minas dentro del campus de la Universidad Nacional de
Ingeniería.
Par lograr los objetivos de la ejecución de obra del modelo experimental
del muro se contó con la colaboración de la Empresa Andex por medio de
la donación del Geotextil de refuerzo.
MUROS DE CONTENCIÓN DE SUELO REFORZADO CON GEOTEXTIL DISEÑO ESTRUCTURAL MIGUEL ANGEL TELLO IRRIBARREN
90
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de ingeniería Civil
2. OBJETIVO
ANEXOS
El objetivo principal del Expediente Técnico es establecer las
consideraciones necesarias para la ejecución de obra del modelo
experimental del Muro de Contención de Suelo Reforzado con Geotextil,
documento previamente revisado y aprobado por los especialistas y el
asesor del proyecto.
3. UBICACIÓN Y CARACTERÍSTICAS DEL ÁREA
3.1 Ubicación
La zona de trabajo del modelo experimental se ubica en la parte posterior
de la losa deportiva de la Facultad de Ingeniería Geológica, Minas y
Metalurgia (FIGMM) dentro del campus de la Universidad Nacional de
Ingeniería, en el Distrito de San Martín de Porras que conforma el área
integrada de la Metrópoli de Lima.
3.2 Topografía
La topografía de la zona en estudio constituye una topografía semi plana,
los planos topográficos de la zona fueron proporcionados por la
Universidad, lo cual no implica que debamos llevar a partir de ellos un
control respecto a los niveles de excavaciones y rellenos.
3.3 Estudio de Suelos
Se realizaron tres calicatas de aproximadamente 0.50m. de profundidad a
lo largo del eje del muro, siendo el propósito original llegar a profundidades
de 2.00m., lo cuál no se pudo realizar porque se encontró roca en los
niveles superiores.
De acuerdo con los estudios realizados especificados en el Anexo Nº 1, se
encontró que el suelo de fundación está formado por rocas.
3.4 Clima
Según el sistema de clasificación THORNWAITE, a Lima le corresponde el
clima árido de tipo desértico, cálido y húmedo. La temperatura varía de
MUROS DE CONTENCIÓN DE SUELO REFORZADO CON GEOTEXTIL DISEÑO ESTRUCTURAL MIGUEL ANGEL TELLO IRRIBARREN
91
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de ingenierla Civil ANEXOS
acuerdo con las estaciones, presentando la temperatura media anual de 18
ºC; 10 ºC en invierno y 28 ºC en verano.
La humedad relativa varía entre 80 y 100%, registrándose en la temporada
de invierno neblinas por la mañana.
3.5 Sismicidad
El Perú está ubicado en una de las áreas de actividad sísmica más activas
del mundo, formando parte del cinturón circumpacífico. De acuerdo al
estudio de micro zonificación, el valor del coeficiente sísmico se toma
como un porcentaje de la máxima aceleración sísmica, aproximadamente
entre 1/3 y ½ de la aceleración máxima de la zona, determinada de un
estudio de peligro sísmico o del registro de aceleraciones en tiempo
historia.
4. DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO
Muro de Suelo Reforzado con Geotextil
La técnica del suelo reforzado con geotextil consiste en la inclusión de
estos materiales obteniendo un material compuesto más resistente y
menos deformable que el suelo solo. La combinación de las propiedades
de los materiales y la interacción entre ellas puede resultar un material con
propiedades de ingeniería suficientes para un buen desempeño en
diversos tipos de obras.
La utilización de geotextiles como refuerzo en los suelos para la
construcción de Muros ofrece ventajas técnicas y económicas, permitiendo
así considerables ahorros en volumen de material y menor área para la
construcción, menor uso de mano de obra calificada, ya que los
procedimientos constructivos son sencillos y menor tiempo de
construcción, por lo tanto si hacemos un análisis individual observamos
que como partida los geotextiles resultan económicamente altos en costos,
pero como partida global y por su desarrollo técnico en la construcción
resultan mucho más económicos que los métodos convencionales.
MUROS DE CONTENCIÓN DE SUELO REFORZADO CON GEOTEXTIL DISEÑO ESTRUCTURAL MIGUEL ANGEL TELLO IRRIBARREN
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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de ingenierfa Civil
Diagnostico y Planteamiento del Problema
ANEXOS
De acuerdo a la evaluación realizada en campo, se determinó que el
mayor problema es el sobre dimensionamiento del muro, y el tipo de suelo
donde se ejecutará el proyecto.
Solución Propuesta
Ante esta situación se planteó la alternativa de muros de tierra reforzada
con geotextiles, solución técnicamente mas adecuada, debido a poseer
propiedades de flexibilidad a diferencia de un muro rígido, descartándose
además el tendido de talud por ser los rellenos demasiado altos y con
pendiente pronunciada, lo que originaria mucho movimiento de tierras
Información Existente
La información existente consistió en las características geométricas del
muro, las propiedades geotécnicas tanto del suelo de fundación como del
suelo de relleno y los criterios de seguridad. A continuación relacionamos
los datos entregados y que se adoptaron para la elaboración de la
presente propuesta.
Suelo de Fundación:
Según el anexo Nº1 se encontró que el suelo era roca por lo que se hizo el
estudio respectivo de suelos y se encontraron los siguientes datos:
e= 35º
c =310KPa
O lo que es su equivalente para Rocas: RMR: 62
p = 2.46 TI m3
Contenido de Humedad: 1.57%
Suelo de Relleno:
Para el Suelo de Relleno se realizó los ensayos de cono de arena, de
Compactación, Granulometría y de Corte Directo todos ellos durante el
proceso constructivo.
e= 32.5°
MUROS DE CONTENCIÓN DE SUELO REFORZADO CON GEOTEXTIL DISEÑO ESTRUCTURAL MIGUEL ANGEL TELLO IRRIBARREN
93
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA Facultad de ingenierfa Civil
c = O T / m2
p = 2.05 T/ m3
Características Mecánicas del Geotextil Utilizado
ANEXOS
El material de refuerzo utilizado para el diseño del muro corresponde al
tipo de Geotextiles Tejidos FORTEX BX90, cuyas características se
indican en las especificaciones técnicas correspondientes y adjuntas al
presente informe (Anexo NºS).
Cargas de Tránsito Vehicular de Diseño
No se considera cargas de tránsito vehicular para la verificación del
análisis de estabilidad de los muros de suelo reforzado; solo se está
considerando una sobrecarga repartida de 1.00 ton/m2 por el material que
va encima del muro y que actúa en distintos lugares de el.
. Criterios de seguridad
Para los taludes en relleno se han tomado los siguientes factores de
seguridad:
• Factor de Seguridad por Daños de instalación: FRdi = 1, 1 O
• Factor de Seguridad por Fluencia del Material: FRn = 1,62
• Factor de Seguridad por Degradación Química: FRdq = 1,05
• Factor de Seguridad por Degradación Biológica: FRdb = 1,0
• Factor de Seguridad Global: FS = 1,3
Coeficientes Sísmicos
Se considera entre el 10 y 20% de la aceleración de la gravedad.
Para nuestro proyecto consideramos el 20%.
MUROS DE CONTENCIÓN DE SUELO REFORZADO CON GEOTEXTIL DISEÑO ESTRUCTURAL MIGUEL ANGEL TELLO IRRIBARREN
94
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de ingeniería Civil
5. PROCEDIMIENTO CONSTRUCTIVO
5.1 Preparación de la Fundación:
Excavar de 20 cm. por debajo del nivel inicial de la primera capa
Rellenar con material granular seleccionado, compactar y nivelar
5.2 Colocación del Geotextil:
ANEXOS
El rollo de Geotextil deberá colocarse con el sentido a partir del cual se
realizó el diseño, perpendicular al alineamiento horizontal del muro. Debe
asegurarse en el sitio de tal manera que se prevenga cualquier movimiento
durante la colocación del material de relleno.
Se debe garantizar como mínimo un traslapo de 30 cm a lo largo de
todos los bordes.
Si se prevén unos asentamientos grandes en la fundación que puedan
originar una separación entre rollos traslapados.
5.3 Colocación del material de relleno:
El material deberá colocarse directamente sobre el Geotextil, compactando
en capas de 20 cm de espesor con compactadota de plancha.
Se deberá verificar la compactación mediante el ensayo de proctor, el cual
deberá ser del 95% de la densidad máxima obtenida en laboratorio para el
ensayo de Proctor modificado. Esto se controlará en tres diferentes capas
del relleno, se recomienda en la primera, una del medio y en la última.
Para obtener un buen ensayo de Proctor se deberá humedecer el material
cada cierto tiempo para que el tenga un buen contenido de humedad.
Evitar al máximo cualquier movimiento o arrugamiento del Geotextil
durante la colocación del material de relleno.
MUROS DE CONTENCIÓN DE SUELO REFORZADO CON GEOTEXTIL DISEÑO ESTRUCTURAL MIGUEL ANGEL TELLO IRRIBARREN
95
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA Facultad de ingenierfa Civil ANEXOS
Se recomienda que en todos los casos, al trabajarse los primeros 60 cm.
más cercanos al borde del muro se trabaje con compactadores manuales.
5.4 Construcción de las capas:
Colocar el rollo de Geotextil directamente sobre el suelo de fundación.
Para conformar la cara del muro se utilizará un encofrado de madera.
Se debe prever que al menos 1 m de Geotextil esté por fuera del
encofrado, para luego poder conformar el pliegue superior de cada una de
las capas de refuerzo.
Colocar el material de relleno, según el proceso mencionado en el punto
anterior.
El extremo del Geotextil que se había dejado suelto anteriormente para
realizar el pliegue superior, se coloca sobre la siguiente capa de material
de relleno.
Se retira el encofrado, procediendo primero con los tablones y
posteriormente con las ménsulas. Este mismo encofrado se usa para
continuar con las capas superiores.
MUROS DE CONTENCIÓN DE SUELO REFORZADO CON GEOTEXTIL DISEÑO ESTRUCTURAL MIGUEL ANGEL TELLO IRRIBARREN
96
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ANEXO 2
Memoria de Cálculo - Trabajo de Campo
MUROS DE CONTENCIÓN DE SUELO REFORZADO CON GEOTEXTIL DISEÑO ESTRUCTURAL MIGUEL ANGEL TELLO IRRIBARREN
ANEXOS
97
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DISEÑO MURO DE SUELO REFORZADO CON GEOTEXTIL - GRUPO 7
1. 00 GEOMETRÍA DEL MURO
Datos del Proyecto
Altura del muro
Longitud
Inclinación de la cara
2.00 PARAMETROS GEOTÉCNICOS
MATERIAL DE RELLENO
(Ver anexo Nº Ensayos de suelos de Relleno)
Cohesión
Ángulo de fricción interna
Límite Líquido
Límite Plástico
Pasa Tamiz Nº 200
Contenido humedad natural
Máxima densidad seca
Densidad de control (95% MDS)
Contenido humedad óptimo
SUELO DE FUNDACIÓN
(Ver Anexo de Ensayo de Suelo de Fundación)
Cohesión
Ángulo de fricción interna
Límite Líquido Límite Plástico
Pasa Tamiz Nº 200
Densidad (Peso especifico)
H
L
13
c <!>
LL
LP
%finos
wn
q>dmax
q>t
wopt
c
<!>
LL
LP
%finos
q>t
4.00 m
20.00 m
90 °
0.00 T/m2
32. S º
25
15
13.09
0.3 \
2.25 T/m3
2.14 T/m3
5.9 .,,
31.00 T/m2
36 º
2.59 T/m3
(Se calcula el promedio de las tres muestras Ver Anexo de Ensayos de Suelo de Fundación)
Nota: No se determina limite liquido ni limite plástico, ya que el suelo de fundación es roca
3.00 EVALUACIÓN DE CARGAS
Carga uniforme O.SS T/m2
(No se esta considerando carga vehicular, solo una sic por et material que va encima del
muro y que actúa en distintos puntos de et)
4.00 ANÁLISIS DE ESTABILIDAD INTERNA
Estimación de la base
(Se estima et 70% de ta altura del muro)
DATOS DEL MATERIAL DE REFUERZO
Geotextil FORTEX BX90
Resistencia a la tracción (método
de la tira ancha) ASTM D4595
FACTORES DE REDUCCIÓN
Por Creep
B�O.?xH� 2.80 m
Tult 106.30 KN/m
FR creep 1.62
Es un factor de reducción por esfuerzo constante, como et material es
sensible al flujo plástico {polímero). Tiempo de vida utit de 75 años.
Se toma como referencia ta Hoja Técnica de Geotextites FORTEX (ver anexo)
Por Daños durante la instalación FR id 1. 1 O
Es un factor de reducción por daños causados en et geotextit al momento de instalar
MUROS DE CONTENCIÓN DE SUELO REFORZADO CON GEOTEXTIL DISEÑO ESTRUCTURAL MIGUEL ANGEL TELLO IRRIBARREN
ANEXOS
98
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de ingenierla Civil
CALCULO DE Tadmisible
Tadm Tu/tima
que equivale a: Tadm Tadm
FRcreep * FRid * FRqb
56.81 KN/m 5.68 T/m
(ver hoja 2 con tabla de espesores y longitudes de capa)
5.00 ANÁLISIS DE ESTABILIDAD EXTERNA
5.1 O ESTABILIDAD AL DESLIZAMIENTO
FUERZAS HORIZONTALES RESISTENTES:
Base final
Esfuerzo vertical
Esfuerzo cortante
3.00 m
CM + yd * H I
ov= 9.10 T/m2
Angulo de fricción entre el geotextil y el suelo de relleno. Se considerará el 80% del angulo de fricción interna del suelo de relleno.
lb = o. 8 * 32 5 = 26 o 1
Fuerza cortante � X B;
FUERZAS HORIZONTALES ACTUANTES:
Coeficiente de Presión Activa
Relleno de confinamiento
Carga muerta
Factor de seguridad al deslizamiento
Según la FHWA DEMO 82 el FS >; 1.5 Es mayor que 1. 50, entonces OKI
Ka
� = 4.44 T/m2
13.32 T/m
0.301
1Pa =½*Ka* yd *(H)2 I
Pcm
Pcm
Pa=
yd,. Ka "'H
5.15 T/m
0 .66 T/m
resisten es FS=�----LFactuantes
FS= 2.29
MUROS DE CONTENCIÓN DE SUELO REFORZADO CON GEOTEXTIL DISEÑO ESTRUCTURAL MIGUEL ANGEL TELLO IRRIBARREN
ANEXOS
99
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de ingenierla Civil ANEXOS
5. 20 ESTABILIDAD AL VOLCAMIENTO
MOMENTOS RESISTENTES:
Momento generado por carga muerta
Momento generado por el peso propio
MOMENTOS ACTUANTES:
Momento por la presión de tierras
Momento por carga muerta extra
Según la FHWA DEMO 82 el FS >= 2.00
Es mayor que 2.00, entonces OK!
5. 30 CALCULO DE EXCENTRICIDAD
FUERZAS HORIZONTALES ACTUANTES
Coeficiente de Pres ión Activa
Empuje estático
Carga muerta
FUERZAS VERTICALES ACTUANTES
Peso de Suelo reforzado
Peso de carga muerta
jMcm = CM " 8 " 8 l 2 \
M cm 2.48 T.m/m
!Mpm = yd * H * B * B / 21
M pp 38.49 T.m/m
\.Mpt Pa *�I
M pt 6.87 T.m/m
rcm CM *r� 1
M cm 1.32 T.m/m
FS 5.00
\Ka= Tan\45º-½) 1
Ka= 0.301
Pa = .!_* Ka*yd*(H)2 2
Pa= 5.15 T/m Pcm = yd * Ka * H
Pcm = 0.66 T/m
¡v y X B X H
V1= 25.66 T/m
¡v 2 = CM X B
V2= 1.65 T/m
FS _ ¿Mresistentes- ¿Jvfactuanres
Según FHWA DEMO 82, la excentricidad ··e"' debe ser menor de B/6
MUROS DE CONTENCIÓN DE SUELO REFORZADO CON GEOTEXTIL DISEÑO ESTRUCTURAL MIGUEL ANGEL TELLO IRRIBARREN
100
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIER{A Facultad de ingenierfa Civil
5.40 CALCULO DE PRESION ADMISIBLE
MÁXIMA PRESIÓN VERTICAL APLICADA EN LA BASE DEL MURO
ANEXOS
Según la Sección 4.2d - FHWA DEMO 82, el esfuerzo vertical transmitido en la base del muro es jercida sobre un ancho menor al del muro, el cual se calcula de la siguiente manera:
IL' B 2 e
Entonces:
Lº= 2.40 m
Luego el esfuerzo vertical que le ejerce el muro en su base es:
Entonces:
V 1 + V 2
L'
abase=
CAPACIDAD DE CARGA ÚLTIMA DEL SUELO DE FUNDACIÓN
Se expresa de la siguiente manera:
Donde:
- c: cohesión del suelo de fundación
11.38 T/m2
yNfqc:M!Jr,e!51 de capacidad de carga (función del ángulo de fricción interna del suelo)
y: peso especifico del suelo de fundacióny�profundidad de la cimentación. En nuestro caso q = 2.59T/m2 x 0.00m = 0.00 T/m2
�1"832.5° se tienen los sigiuentes:
La cohesión del suelo de fundación es
Entonces la capacidad de carga última es:
Entonces el factor de seguridad será:
Según la FHWA DEMO 82 el FS >= 2.5
Es mayor que 2. 50, entonces OK!
MUROS DE CONTENCIÓN DE SUELO REFORZADO CON GEOTEXTIL DISEÑO ESTRUCTURAL MIGUEL ANGEL TELLO IRRIBARREN
Ne=
Nq=
C=
qu=
IF F.S =
37.07
24.64
32.71
31.00 T /m2
1276.25 T/m2
.S q "
basa
112.16
101
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de ingenierla Civil ANEXOS
5.50 ANALISIS CON CARGAS DINÁMICAS
Coeficientes sismicos
Según el mapa de zonificación sísmica y de acuerdo a las Normas Sismo · Resistente E-030 del Reglamento Nacional de Edificaciones, al Departamento de Lima se encuentra en la zona 3 y le corresponde una sismicidad alta de intensidad de VIII a IX en la Escala Mercalli Modificado. Adicionalmente se presentan distribuciones de aceleraciones sísmicas en el Perú, para 50 y 100 años de vida útil (Alva Hurtado, 1993), con una excedencia del 10%. Estos valores de aceleraciones máximas deben considerarse como valores medios esperados en suelo firme, donde no esta considerado la influencia de las condiciones locales del suelo, ni los efectos de la interacción suelo-estructura. Por lo que se considerara para la zona en estudio una aceleración a=0.44g, para el Análisis Dinámico (Pseudo estático).
Según la FHWA-DEMO 82 podemos usar el 50% de la aceleración y podemos asumir Av =0
Ah 0.22
Av 0.00
Coeficiente de Presión Activa K as 0.47
(Ver Anexo· cálculo de presiones según Mononobe-Okabe)
ESTABILIDAD AL DESLIZAMIENTO CON CARGAS DINÁMICAS
Fuerzas Resistentes:
Fuerza cortante
Fuerzas Actuantes:
Relleno de confinamiento
Sobrecarga
Factor de seguridad
( X B)
FS
Pa
P se
2_ Fresistent es ¿ Factuantes
FS
13.321 T/m
7.99 T /m
1.03T/m
1.477
Según la Federal Highway Administracion (FHW A) se debe considerar un FS >= 1. 125
Es mayor que 1.125, entonces OKI
ESTABILIDAD AL VOLCAMIENTO CON CARGAS DINÁMICAS
Momentos resistentes:
Por la carga muerta
Por peso propio del muro
Momentos actuantes:
Por la presión lateral de tierras
Por la carga muerta
M cm
M pm
M pt
M cm
FS
2.48 T.m/m
38.49 T.m/m
10.65 T.m/m
2.05 T.m/m
3.22 resisten es FS
¿ /Vi actuantes
Factor de seguridad
Según la Federal Highway Administracion (FHWA) se debe considerar un FS >= 1.50
Es mayor que 1.5, entonces OKI
MUROS DE CONTENCIÓN DE SUELO REFORZADO CON GEOTEXTIL DISEÑO ESTRUCTURAL MIGUEL ANGEL TELLO IRRIBARREN
102
g � s: (j)�� ��º ,-oc,,
�m� (j) � (')
¡ne:� "1� � i::�
<'.
�r--g 1 � � � a? � � o
o (,)
o
(')
CALCULO DE ESPESORES Y LONGITUDES DE CAPA
e (º
) (T/m2) Nº
(1) tan RO e 8 32.5 0.488 0.00 7 32.5 0.488 0.00 6 32.5 0.488 0.00 5 32.5 0.488 0.00 4 32.5 0.488 0.00 3 32.5 0.488 0.00 2 32.5 0.488 0.00 1 32.5 0.488 0.00
e (m) (m) (m)Nº Sv Sv a usar Lg8 8.97 0.50 1.927 5.40 0.50 1.656 3.86 0.50 1.375 3.01 0.50 1.104 2.46 0.50 0.823 2.08 0.50 0.552 1.81 0.50 0.271 1.59 0.50 0.00
1 tan Ro = tan(0.8 * � * 7l' /180) 1
(m) H
4.00 4.00 4.00 4.00 4.00 4.00 4.00 4.00
(m) Le
0.30 0.25 0.23 0.23 0.22 0.22 0.22 0.21
(T/m) (T /m3) (T/m2) Tadm q>t S/C 5.68 2.14 0.55 5.68 2.14 0.55 5.68 2.14 0.55 5.68 2.14 0.55 5.68 2.14 0.55 5.68 2.14 0.55 5.68 2.14 0.55 5.68 2.14 0.55
(m) (m) (m) Lemim L L (obra)
1.00 2.92 3.00 1.00 2.65 3.00 1.00 2.37 3.00 1.00 2.10 3.00 1.00 1.82 3.00 1.00 1.55 3.00 1.00 1.27 3.00 1.00 1.00 3.00
(m) Ka z
0.301 o.so0.301 1.00 0.301 1.50 0.301 2.00 0.301 2.50 0.301 3.00 0.301 3.50 0.301 4.00
(m) (m)Lo Lt (a usar)
1.00 4.50 1.00 4.50 1.00 4.50 1.00 4.50 1.00 4.50 1.00 4.50 1.00 4.50 1.00 4.50
(T/m2) sh
0.49 0.81 1.13 1.45 1.77 2.10 2.42 2.74
FS 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3
¡ic:(') e:i� �"' (b 6
5-�'8 ::, � i' ... a}g (')� �r--
� � �ñi::o :t.'
g S2 � C)�� ��.o r-o(/) :i:. rn e::, � (/) rn C):il (")I!! e:: o
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r-o :ii � :o e::, iii rn
t (/)
� � � o
o
o
�
... i
Cálculo de Presiones Activas según Mononobe-Okabe
Aceleraciones de Sismo
ah 1 0.22 av 1 0.000
4' (rad) 1 0.217 4'(grados) 1 12.41
Geometría
Fricción Suelo - Muro, o' 26.0 (grados) Angulo de Inclinación del 90.0 Espaldón, a (grados) Angulo de Inclinación del 0.00 Talud, p (Grados)
Altura del Muro 4.00 (m)
Datos del Suelo
Peso Unitario (T/m ) 2.14 Angulo de Fricción Interna 32.5
1
Valor del Factor (1 - av)sen\a+�-ql)/(cos4'sen2asen(a-o-4')) 1 - av 1.000
senL(a+�-4') 0.882 cos(4') 0.977 1.15senLa 1.000
sen(a-8-4') 0.784
Valor del Factor Fa= [1+(sen(.1. · �'---ª 0 ""1'---1-· �, ___ , __ . 0,,,�
sen(�+o) 0.853 sen(�-P-4') 0.344 1 2.47 sen(a-8) 0.899 1 sen(a+P) 1.000
Valor del Coeficiente de 1 0.47 _ Presión.ActivaJ_Ka)
Valor de la Presión Activa 1 7.99 Pa (T/m)
JC::g� ¡¡f �Q,� Q, (/) CD 0 s· :i:. � e::, ::, � �- l:,
�Q(")o<'�:::: ,-
���
�>'
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de ingenierla Civil
ANEXO 3
Planos de Trabajo de Campo
MUROS DE CONTENCIÓN DE SUELO REFORZADO CON GEOTEXTIL DISEÑO ESTRUCTURAL MIGUEL ANGEL TELLO IRRIBARREN
ANEXOS
105
UNIVERSIDAD NACIONAL DE JNGENIERIA Facultad de ingenierfa Civil
ANEX04 Hoja Técnica del Geotextil Tejido Fortex BX90
MUROS DE CONTENCIÓN DE SUELO REFORZADO CON GEOTEXTIL DISEÑO ESTRUCTURAL MIGUEL ANGEL TELLO IRRIBARREN
ANEXOS
115
Fürte;¿. DESCRIPCION
Resistencia -(deformación) a la tensión método Grab (MD)1
Resistencia -(deformación) a la tensión método Grab (TD)2
Resistencia al punzonamiento Resistencia al rasgado trapezoidal
(MD)1 (TD)2 Resistencia al estallido Müllen Burst Método tira ancha Resistencia (elongación) MD Resistencia (elongación) TD Resistencia@ 2% deformación (MD/TD)
Resistencia@ 5% deformación (MD/TD)
Tamaño de abertura aparente
Permeabilidad
Permitividad
Tasa de flujo 1 Tipo de polímero
Resistencia a altas temperaturas (punto de ablandamiento)
Resistencia a UV (% Retención a 500 horas) 1 ancho x largo (área
' .
ancho x largo área
ancho x largo
Protección
Filtro
Separación
Estabilización
Refuerzo
Notas:
NORMA
ASTM D 4632
ASTM D 4833
ASTM D 4533
ASTM D 3786
ASTM D 4595
ASTM D 4751
ASTM D 4491
ASTM D 276
ASTM D 4355
medido
INV art 673-02 AASHTO M 288 INV art 67 4-02
AASHTO M288 INV art 676-02
AASHTO M 288
UNIDAD BX 30
1380 • (35,6) N-(%)
1350 -(30,4)
N 420
N 450 450
kPa 3920
32,6 -(26,0)
kN/m-(%) 31,9 -(25,9)
NA(4)
NA(4)
mm 0.21
cm/s 0.06 ---
s-1 0.62 --
l/min/m2 1879 ---
PET ---
ºC 240
% 75
m 3.50 X 120 !!.ll 420 m 3.85 X 120
!!.ll (462) m 6.14 xBO m2 (491)
(1) MD Dlrecaón oe la maquina, a lo largo de los rollos. (2) TO Dirección transversal al largo de los ro::os. (3) Poliéstar alta tenacidad. (4) N.A.: No Aplica
BX 40
1460 -(18,0)
1480 -(16,2)
510
550 540
4343
40,8-(13,1) 41,3 -(12,9)
7,8 / 9,5
11,5 / 13,2
0.43
0.06
0.79
2390
PE-f
240
75
3.80 X 120 (456)
6.14xBO (491)
¡5) Los resultados corresponden a Valores Mln,mo Promedio por Rollo de ensayos estadlstlcos, que representan el 87.7 % de confianza en el comportamiento de las variables indicadas.
Creat���tffljl\t��!&t�1f]Jf�1��N/�.f.b�t.ef1aªlilJ,Q�Jh� line, click here to buy Virtual PDF Printer Estos productos son fabricados bajo los lineamientos de un sistema de gesbón de calidad que se aJusta a las normas y especificaciones AASHTO M-288. ASTM O 4354 e I.N.V. E 908. Pera mavor tnformactón consultar el sitio web www.oeos1meticosla1'avette.com
·¡ :¡: · Hoja Técnica
t,�¡ 1¡':''
lf1ti , 'valores VMPR ¡s; �.!' l.!
BX 60 BX 90
2545 - (14,5) 3380 -(14,5)
2595 -(14,0) 3450 • (14,0)
765 1025
720 1070 645 1060
5660 > 9000
79, 7 -(11,8) 106,3 -(13,0) 80,5 -(11,3) 113,6-(12,1) 12,9 / 12,0 17,3 / 17,2
21,9 / 18,0 29,8 / 29,9
0.43 0.43
0.23 0.21
3.16 2.04
6200
PE-f PE-f
240 240
80 80
3.85 X 120 3.85 X 120 (462) (462)
6.20 X 80 6.20 X 80 (496) (496)
� tt
Notas:
(1) MD Dirección de la maquina, a lo largo de los rollos. (2) TO Dirección transversal al largo de los rollos. (3) Poliéster alta tenacidad. (4) N.A.: No Aplica
(5) Los resultados corresponden a Valores Mínimo Promedio por Rollo de ensayos estadísticos, que representan el 97.7 % de confianza en el comportamiento de las variables Indicadas.
LDs valores de esta hoja técnica son los vigentes con la fecha de la úWma revisión,
(6) El ancho puede variar an un rango de +/-1% para fortex BX 30 y 40 y +l-0, 5% para Fortex BX 60 y 90
Estos productos son fabricados bajo los lineamientos de un sistema de gestión de calidad que se ajusta a las normas y especificaciones AASHTO M-288, ASTM D 4354 e I.N.V. E 906.
Para mayor Información consultar el sitio web www.geoslntettcoslafayette.com.
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UNIVERSIDAD NACIONAL DE JNGEN/ERIA Facultad de ingenierla Civil
ANEXO 5
Plano con Distribución de lsoaceleraciones
MUROS DE CONTENCIÓN DE SUELO REFORZADO CON GEOTEXTIL DISEÑO ESTRUCTURAL MIGUEL ANGEL TELLO IRRJBARREN
ANEXOS
118
. - - - - - -
- - -
-7\º 6F
: O'
COLOMBIA \ ':\.. ! / Í/ f(lf \ ,,. ' '·,>�"--�',r ¡ ·, '\'. \ ¡ . . : • ,-. , •• " ; ' ·,... ' Js ' "\ • ' '
l. ,�--' re' ,ii!ri.AR' : '"' --.,--, " 'f.. f' \ \ "'\ ¡ ¡ / ¡ :
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( }�¡;!;;/::,:,¡.,\�' / / ; i i:i: ¡; ! l: .r. ; ; ;
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C.�(>ii;;·f.lURA )\l �
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