gaviones

UNIDAD N 14

APUNTES DE CLASE

GEOTCNIA 2012

Gaviones, colchones, sacos. Tierra armada. Geotextiles. Geomembranas.

APUNTES DE GEOTECNIA 2012 Ministerio de Cultura y Educacin

Universidad Tecnolgica Nacional Ing. MsC. Juan Guillermo Daz

Facultad Regional San Rafael

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CONTENIDO

GAVIONES COLCHONES Y SACOS ................................................................................. 383

GAVIONES ......................................................................................................................... 383

Usos ................................................................................................................................. 383

COLCHONES ...................................................................................................................... 385

GAVIONES SACO .............................................................................................................. 385

TIERRA ARMADA ............................................................................................................. 386

GEOTEXTILES ................................................................................................................... 390

GEOMEMBRANAS ............................................................................................................ 397




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GAVIONES COLCHONES Y SACOS

GAVIONES

En ingeniera, los gaviones son contenedores de piedras retenidas

con malla de alambre. Se colocan a pie de obra desarmados y, una

vez en su sitio, se rellenan con piedras del lugar. Como las

operaciones de armado y relleno de piedras no requiere ninguna

pericia, utilizando gaviones se pueden ejecutar obras que de otro

modo requeriran mucho ms tiempo y operarios especializados.

Los gaviones se fabrican con mallas (de triple torsin y

escuadradas tipo 8x10) de alambre de acero (con bajo contenido

de carbono) de 2,7 mm, al que se le da tres capas de galvanizado,

con 270 gramos de cinc. Las aristas de los gaviones se refuerzan

tambin con alambre de 3,4 mm Tambin se utiliza alambre para

el amarre de las piezas de 2,2 mm.

Los gaviones pueden tener diferentes aspectos, es muy frecuente

encontrarlos con forma de cajas, que pueden tener largos de 1,5, 2, 3 y 4

metros, un ancho de 1 metro y una altura de 0,5 1,0 metros. USOS - Muros de contencin: los muros de Gaviones estn diseados para

mantener una diferencia en los niveles de suelo en sus dos lados

constituyendo un grupo importante de elementos de soporte y proteccin

cuando se localiza en lechos de ros.

- Conservacin de suelos: la erosin hdrica acelerada es considerada

sumamente perjudicial para los suelos, pues debido a este fenmeno,

grandes superficies de suelos frtiles se pierden; ya que el material slido

que se desprende en las partes media y alta de la cuenca provoca el azolvamiento de la

infraestructura hidrulica, elctrica, agrcola y de comunicaciones que existe en la parte baja.

- Control de Ros: en ros, el gavin acelera el estado de equilibrio del cauce. Evita erosiones,

transporte de materiales y derrumbamientos de mrgenes, adems el gavin controla crecientes

protegiendo valles y poblaciones contra inundaciones.

El grfico N 1 ilustra el procedimiento de armado, llenado y colocacin de los gaviones.




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COLCHONES

Los Colchones Reno son estructuras rectangulares caracterizadas por su gran rea y pequeo

espesor, fabricados con malla hexagonal de doble torsin producida con alambres de bajo

contenido de carbono revestidos con recubrimiento Galfan y protegidos, adicionalmente, por una

camada continua de material plstico (aplicada por extrusin).

Los Colchones Reno son subdivididos en clulas por diafragmas de pared doble, espaciados en

intervalos regulares. Sus bases, paredes laterales y de cerramiento (extremidades) son formadas a

partir de un nico pao continuo de malla, obtenindose un recipiente multicelular abierto.

Para fortalecer la estructura, todas las extremidades de los paos de malla son reforzadas con

alambre de mayor dimetro que el utilizado para la fabricacin de la malla.

Cuando los Colchones Reno son instalados y rellenados con piedras, se convierten en elementos

drenantes, armados que, debido a su flexibilidad y pequeo espesor, son especialmente indicados

en la construccin de revestimientos para canales, diques en tierra, escaleras disipadoras y otros.

GAVIONES SACO

Estos gaviones estn formados a partir de un nico panel

de malla hexagonal a doble torsin producida con

alambres de bajo tenor de carbono revestidos con Galfan

y adicionalmente protegidos por una camada continua de

material plstico (aplicada por extrusin).

Para el cierre de las extremidades del gavin tipo saco,

cada unidad es provista con alambres de acero insertados

alternadamente entre las penltimas mallas de los bordes

libres. Tales alambres refuerzan cada elemento y le

confieren mayor rapidez durante su instalacin.




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Debido al contacto constante con aguas de calidad en general desconocida, los gaviones tipo saco

son producidos en malla hexagonal a doble torsin fabricada con alambres protegidos con aleacin

Zinc/Aluminio y revestidos con material plstico, tornndolos eficientes para uso en marinas,

ambientes poludos y/o qumicamente agresivos.

El relleno de los gaviones tipo saco puede ser realizado por sus extremidades o por el lateral,

luego de esta operacin, ellos son aplicados utilizando equipamientos mecnicos (eslingas, gras,

etc.).

Los gaviones tipo saco son usados principalmente en obras de emergencia, en obras hidrulicas

donde las condiciones locales requieren una rpida intervencin o cuando el agua no permite un

fcil acceso al lugar (instalaciones subacuticas) o cuando el suelo de apoyo presenta baja

capacidad soporte.

TIERRA ARMADA

Los elementos del Terramesh System son fabricados con paneles

de malla hexagonal de doble torsin producida con alambres de

bajo contenido de carbono revestido con Galfan y

adicionalmente protegido por una camada continua de material

plstico (aplicada por extrusin).

La tapa, el frente y la base (panel de refuerzo) del sistema son

formados por un nico pao de malla, otro forma las paredes

laterales y posterior. El panel posterior es cosido a la base, durante

el proceso de fabricacin del elemento, a travs de un espiral.

El diafragma debe ser insertado durante la construccin en obra,

antes de proceder al llenado de las piedras.

Cuando el Terramesh System es rellenado con las piedras, se torna en un sistema ptimo para

contenciones debido a que es econmico, de fcil ejecucin y a que presenta importantes

caractersticas como monoliticidad, flexibilidad y permeabilidad.

El Terramesh System, debido su versatilidad, se puede adaptar a diferentes ambientes, pudiendo

ser empleado en contencin de taludes, canalizaciones, defensas ribereas, marinas y proteccin

de rellenos de encuentro de puentes.




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GEOTEXTILES

Los geotextiles son geosintticos desarrollados por el hombre y se utilizan en obras de ingeniera,

geotecnia e hidrulicas, especialmente cuando se trata de construcciones donde intervienen

diferentes tipos de suelo o roca mejorando sus cualidades, cumpliendo diversas funciones.

Dichas funciones son:

* Separacin:

Separar estratos diferentes (en granulometra, capacidad, densidad, etc.) evitando la mezcla y

contaminacin indeseada de los materiales.

Refuerzo: Por su proceso de fabricacin algunos geotextiles son resistentes a la tensin, lo cual

aumenta la resistencia del suelo al verse sometido a diferentes esfuerzos.

* Filtracin y Drenaje:

Otros geotextiles por su proceso de fabricacin poseen excelentes caractersticas hidrulicas y

sirven de filtro y plano drenante.

Estos geotextiles pueden ser fabricados a base de diferentes resinas polimricas, tales como:

* Polipropileno.

* Polister.

* Polietileno.

* Nylon.

Tipos segn su mtodo de fabricacin:

No Tejidos. Los geotextiles no tejidos se fabrican ya sea con fibras cortas (generalmente de 1 a 4

pulgadas de longitud) o con filamentos continuos distribuidos al azar en capas sobre una banda en

movimiento para formar una especie de panal, el cual se pasa a travs de un telar de agujas y/o por otro tipo de mquina para entrelazar o unir las fibras/filamentos. Los geotextiles no tejidos

son altamente recomendables para el drenaje de subsuelo y para el control de la erosin, as como

para la estabilizacin de caminos sobre suelos hmedos o saturados.

Tejidos. El tejido es un proceso de entrelazados de hilos para fabricar una tela. Los geotextiles

tejidos se hacen tejiendo monofilamentos, multifilamentos o fibras de pelculas cortas. Las fibras

de pelculas cortas posteriormente pueden subdividirse en cintas planas y tejidos fibrilados (o

tejidos como tela de araa). Hay dos pasos en este proceso de fabricacin de un geotextil tejido:

primero, la manufactura de los filamentos o el corte de la pelcula para obtener tejidos; y segundo

tejer los hilos para obtener el geotextil.

Las telas de pelculas cortas se usan generalmente para control de sedimentos, por ejemplo

cortinas de retencin, y para estabilizar caminos, pero es una alternativa poco recomendable para

usarse en drenaje de subsuelo y en control de erosin. Aunque los tejidos de cinta plana de

pelculas cortas son bastante resistentes, forman una tela que tiene una permeabilidad

relativamente baja (pobre). Por otra parte, las telas hechas con cintas fibriladas tienen una menor

permeabilidad y aberturas mas uniformes que los productos hechos con cintas planas.

Beneficios

Impide la contaminacin de los agregados del suelo, garantizando que las propiedades de los

materiales permanezcan durante la vida til del proyecto

Evita el deterioro del medio ambiente por la explotacin excesiva de recursos naturales no

renovables

Proporcionan una mayor estabilidad a la obras




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Alta relacin beneficio costo en sus proyectos debido a la disminucin de materiales, tiempos de

ejecucin y mano de obra.

Aplicaciones

Se utilizan con xito en una amplia gama de proyectos y soluciones de geotecnia tales como:

Construccin de Vas frreas y carreteras

Repavimentaciones

Subdrenes

Muros de contencin

Terraplenes

Espaldones de Gaviones

Muelles y puentes

Presas, diques y canales

Tneles

Proteccin de las Geomembranas

Entre la subrasante y la base de piedra de caminos y pistas de aterrizaje pavimentadas y no

pavimentadas.

Entre los suelos de cimentacin y pilas de almacenamiento

Como proteccin contra los sedimentos.




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Ventajas en el uso de los Geotextiles

-Presentan una alternativa ms econmica comparada con mtodos constructivos tradicionales.

-Son verstiles, flexibles, resistentes y se adaptan a las irregularidades de las superficies y

condiciones donde se colocan.

-Son de fcil y rpido manejo y aplicacin, y no requieren equipo especializado.

-Tienen una amplia variedad de aplicaciones en la construccin y aumentan la vida til de las

instalaciones.

Aplicaciones de Geotextiles no tejidos en caminos.

Superficies Pavimentadas:

-Entre el subsuelo y capas de estructura del pavimento de carreteras, estacionamientos y

aereopuertos.

-Sobre superficies deterioradas de concreto hidrulico carpetas asflticas en colocacin de sobre

carpetas de asfalto

Superficies no Pavimentadas:

-Entre el subsuelo y base de caminos no pavimentados

General

- Filtro envolvente en subdrenes (dren ciego dren francs) para eliminacin de presencia de agua

en las capas de caminos.

- Capa de rompimiento de capilaridad entre el terreno y capas de caminos para evitar

humedecimiento de la estructura del pavimento.

-Proteccin de socavacin en puentes.




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Aplicaciones de Geotextiles no tejidos en los suelos base de caminos.

Separacin

- Evita la migracin indeseable de los finos del terreno hacia la base, y tambin evita la

incrustacin de los agregados de la base en la subrasante. Mantiene integra la base con lo cual se

asegura su buen funcionamiento prolongando la vida til del camino.

Refuerzo (suelos blandos)

- Los geotextiles proveen refuerzo por medio de posibles mecanismos como:

-Restriccin al desplazamiento lateral y confinamiento del material de la base y subrasante a

travs de friccin y amarre entre el agregado, el suelo y el geotextil, proporcionando rigidez y

distribuyendo mejor las cargas. Aumento en la capacidad portante del sistema al causar que la

superficie de falla por capacidad carga se extienda ms y se desarrolle en un plano mayor

resistencia al cortante.

Filtracin

- El geotextil previene que los finos migren hacia el agregado debido a las altas presiones de poro

inducidas por las cargas dinmicas de las ruedas y al mismo tiempo permite el paso del agua para

disipar presiones hidrostticas.

Uso de Geotextil no tejido para estabilizacin y separacin de caminos sobre suelos blandos.

-Separacin y filtracin de suelos.

-Refuerzo.

-Restriccin desplazamiento lateral.

-Aumento capacidad portante, disminucin de deformaciones.




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Beneficios

- Reducir la sustitucin de suelos blandos que se consideran inadecuados para la construccin

tradicional de un camino.

- Reducir el espesor y mantener la integridad de la base necesaria para el camino.

- Reducir el asentamiento diferencial del camino, lo cual permite mantener la integridad,

uniformidad y servicio del pavimento.

- Prolongar el costo de mantenimiento y prolongar la vida til del pavimento.

Uso de Geotextil no tejido para estabilizacin y separacin de caminos Materiales aplicables comnmente:

No tejidos medianos robustos.

Pasos de diseo de caminos no pavimentados y pavimentados usando Geotextil.

- Determinar la capacidad de carga del suelo

- Estimar la intensidad de trnsito y cargas por rueda esperadas en la vida til del camino.

- Establecer profundidad de deformacin aceptable para diseo de caminos no pavimentados.

- Disear espesor de pavimento. Para mtodo AASHTO aplicar factor apropiado para tipo y

calidad de capas de pavimento, y factor de contribucin del geotextil.

- Checar criterio de filtracin del geotextil.

- Determinar requerimientos de sobrevivencia del geotextil:

o Tabla de valores mnimos establecidos por AASHTO M288

- Especificar lineamientos y requerimientos de construccin.

Lineamientos de instalacin del geotextil no tejido

-Aplicar el Geotextil no tejido sobre superficies lisas, libres de

objetos que puedan daar al geotextil.




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- El Geotextil puede desenrollarse a mano o utilizando algn

equipo adaptado para esta funcin, evitando en lo posible las

arrugas.

- La unin o traslape no debe ser menos de 30 cms. o la indicada

por especificaciones de diseo, tambin pueden usar uniones

cosidas o grapadas

- El Geotextil no se puede fijar al suelo por medio de anclas o

broches, piedras lisas.

- El material no debe ser pisado directamente por equipos de

construccin. Debe existir una capa de 20 30 cms. de relleno

para proteger el material de estos equipos y proporcionar

confinamiento.

- Es recomendable no tener expuesto el material geotextil al sol

por ms de quince das.

Lineamientos de instalacin del geotextil no tejido

- El Geotextil no se puede fijar al suelo por medio de anclas o broches, piedras lisas.

- El material no debe ser pisado directamente por equipos de construccin. Debe existir una capa

de 20 30 cms. de relleno para proteger el material de estos equipos y proporcionar

confinamiento.

- Es recomendable no tener expuesto el material geotextil al sol por ms de quince das.

Filtracin

El funcionamiento equilibrado del sistema geotextil-suelo que

permita el flujo del lquido a travs del plano del geotextil y que a la

vez retenga las partculas de grano fino del suelo de acuerdo a los

requerimientos del diseo.




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Sustitucin de filtro granular por Geotextil no tejido

Factores a considerar para aplicaciones de filtracin.

-Definir tipo de obra, identificar si la naturaleza del proyecto es crtica severa.

-Analizar condiciones de flujo. Determinar propiedades del suelo con el que se interacta.

-Aplicar criterio de diseo adecuado para la filtracin: retencin, taponamiento, permeabilidad.

- Considerar para condiciones extremas llevar a cabo pruebas que simulen condiciones reales de

filtracin.

-Resistencia adecuada a la sobrevivencia al procedimiento de construccin (Tabla AASHTO

M288).

- Definir procedimiento de construccin apropiado.




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Ejemplos de usos de Filtros Geotextiles no tejidos en caminos

Geotextiles no tejidos usados en sobrecarpetas asflticas

Los Geotextiles no tejidos pueden aplicarse sobre pavimentos deteriorados de concreto asfltico o

hidrulico en colocacin de sobrecarpetas asflticas

Funciones del Geotextil.

-Impermeabilizacin: al ser impregnado con asfalto forma una barrera impermeable que protege

de la humedad a la estructura del pavimento subyacente evitando as el ablandamiento de la base

portante y posterior degradacin del pavimento.

-Capa disipadora de esfuerzos: con lo que se retarda la reflexin de grietas existentes en el

pavimento deteriorado hacia la sobrecarpeta.

Ventajas

- Aumenta la vida til del pavimento

- Disminuye los costos de mantenimiento

- Incrementa el tiempo con condiciones satisfactorias de servicio del pavimento.

GEOMEMBRANAS

Las Geomembranas se definen como un revestimiento o barrera de lquidos y vapores.

Las cuales por lo general, son fabricadas a partir de combinaciones de polmeros termoestables o

termoplsticos.

Aunque las Geomembranas no son totalmente impermeables, se comportan casi de esta manera

cuando se les compara con los otros materiales y con algunos suelos, incluso suelos arcillosos,

considerndose el material ms impermeable que se consigue en la actualidad.

La principal funcin de las Geomembranas es servir como aislante entre diferentes medios para

impedir que se presenten filtraciones no deseadas. Por esta razn las obras en las cuales se




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encuentra aplicacin a las Geomembranas va creciendo da a da, gracias al estimulo brindado por

regulaciones gubernamentales.

El crecimiento en la conciencia ambiental, as como el desarrollo de nuevas tecnologas es

claramente unos de los medios que ayudan a controlar agentes contaminantes, no solo los

producidos en el manejo de basuras, sino tambin en el manejo de residuos generados por las

grandes industrias. Es as como las Geomembranas ayudan al desarrollo ambiental y a la

proteccin del ecosistema.

Algunas de las Geomembranas ms comerciales son de:

* Polietileno de alta densidad (HDPE)

* Polivinil Cloruro (PVC)

* Etileno inter polimrico Modificado (EIA)

* Caucho (EPDM)

* Haypalon

* Polipropileno (PP)

Su principal funcin es ser una barrera IMPERMEABLE

gaviones

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