tierra armada

Tierra armada

Indice

• GeneralidadesEsquema generalPuesta en obraUsos principales

• Principio

• DimensionamientoCriterios generales Estabilidad interna

criterios para el rellenocriterios para las armaduras

Extensiones (Tierra Reforzada)

Bibliografía básica

Jimenez Salas, J. A., Justo Alpañez, J. L. & Serrano Gonzalez. 1981. Geotecnia y Cimientos II. Cápitulo 12. Editorial Rueda.

Rodriguez Ortiz, J.M. & Hinojosa Cabrera, J.A. J. 1989. Manual para el proyecto y ejecución de estructuras de suelo reforzado. MOPU, España.

Tierra armadaGeneralidades

Esquema generalRelleno

Escamas de hormigón

Armadura metálica

Material de rellenode buena calidad

Juntas horizontales

Arranque de los flejes

Niveles horizontales de flejes


Puesta en obra

Ventajas

Estructura flexible (se adapta a asientos importantes en cimentación)

Ejecución rápida con material ligeroCoste competitivoSe pueden alcanzar alturas altas

Limitaciones

Relleno debe ser de calidadCuidar el problema de durabilidad (corosión de armaduras)


Puesta en obra

Contención de tierras

Estribos de puente


Principales usos

Cimentaciones

Refuerzo de terraplenes o taludes

Cimentación de terraplenes

Mejora de explanadas o refuerzo de subases


Principales usos

Clasificación de la obras de T.A.

Tiempo de vida de servicioprovisoria ≤ 5 añostemporaria ≤ 30 añospermanente:

ordinaria 70 añosestribo de puente y obras de alta seguridad (terraplen de via férrea) 100años

Agresividad del sitioObras secas (arriba del nivel freático)Obras submergidas en agua dulce

(potencialmente potables, Cl- < 250 mg/l, SO4

-- < 250 mg/l)Obras en sitios marítimosObras peculiares (sometidas a

condiciones de agresividad especial o corrientes sueltos)

Tierra armadaTipo de obras

En caso de obras de alta seguridad, se suelen poner testigos de corrosión

Analogia con una viga de celosía (Oteo, 1996)

Bajo solicitación

Armaduras entran en tracción

Relleno trabaja a compresión

Rozamiento armadura-relleno actua como “unión”

Activación del rozamiento

2dT bdl

τ=

En un fleje

b

Mecanismo fundamental de la T.A.

Tierra armadaPrincipio

Zona activa

Zona resistente

Línea de las tracciones maximales TM

Línea esquematizada de las tracciones maximales

El esfuerzo de tracción en las armaduras alcanza un máximo TM a una cierta distancia del paramento, que disminuye con la profundidad

De acuerdo con la relación existen 2 zonas:

la zona activa (τ < 0) donde el suelo empuja sobre los flejesla zona resistente (τ > 0) donde el suelo detiene los flejes

2dT bdl

τ=

Constataciones experimentales

Consecuencias• Paramento no recibe empuje significante (su función esencial consiste en prevenir la erosión interna)• La estabilidad interna se asegura cuando la zona resistente equilibra la zona activa y cuando la armadura puede resistir a la tracción máxima


Simplificaciones de la línea de tracción máxima


En un muro de contención

En un estribo de puente

Objetivo: obtener longitud, espesor y espaciamiento de

la armadurasverificar la calidad del relleno

Tierra armadaDimensionamiento

Criterios generales

El conjunto se dimensiona como una estructura de gravedad

• estabilidad al deslizamiento• estabilidad al vuelco• estabilidad de la cimentación• estabilidad global

Nuevo aspecto: estabilidad estructural2 elementos (las escamas no juegan un papel estructural)

rellenoarmaduras

Los criterios se refieren a asegurar un rozamiento suficiente con la armadurala no corrosión de la armadura una puesta en obra factible

Criterio de rozamiento:proporción de finos (< 80mm) (< 15%)ángulo de rozamiento suelo armadura (> 22º si lisa, > 25º

si de alta adherencia, medido en caja de corte directo) ángulo de fricción interna (> 35º)

Criterio de no corrosión de la armadura (ver MOPU, 1989, tabla 3-2)

resistividad (≥ 1000 Ω.cm si relleno seco, ≥ 2000 W.cm en agua dulce)

pH (5-10)Sales solubles (Cl- ≤ 200 mg/kg si relleno seco, ≤ 100

mg/kg en agua dulce; , SO4-- ≤ 1000 mg/kg si terreno seco, ≤500 mg/kg en agua dulce)

Contenido en sulfatos (≤ 300 mg/kg si terreno seco, ≤ 100 mg/kg en agua dulce

Ojo: no se puede actuar sobre el fenómeno de corrosión una vez la obra terminada

Criterio de puesta en obratamaño de las partículas más gruesas (< 250 mm)


Propiedades del relleno

Criterio contra la rotura en tracción de la armadura:

1

1M rT be

Fσ≤

2 posibles modos de falla: por rotura en tracción de la armadurapor falta de adherencia armadura-relleno en la

zona resistente

TM: tracción máxima en la armaduraF1: coeficiente de seguridadσr: resistencia a la tracción del material de la armadurab: ancho de la armadurae: espesor de la armadura

F2: coeficiente de seguridadla: longitud de la zona resistenteμ*: coeficiente de rozamiento aparente suelo-armadura (incluye efecto 3D, dilatancia, ...)σv: tensión verticalF2: coeficiente de seguridad

Criterio contra la falta de adherencia

02

1 * ( ) 2al

M vT x b dxF

μ σ≤ ∫

Dimensionamiento de las armaduras


Cálculo de la tracción máxima:

n: número de armaduras por metro lineal en el lecho de armadura consideradoσh: tensión horizontalΔH: espaciamiento entre lechos de armaduras (constante)

1M vT K H

nσ= Δ



Valores de μ*

Hn

T hM Δ= σ1

Valor de la tensión horizontalDimensionamiento de las armaduras


Δσh

hvh K σσσ Δ+=

Debido a fuerza horizontal añadida

Valores de K

Valor de la tensión verticalDimensionamiento de las armaduras


Se calcula en cada profundidad considerando el equilibrio de fuerza

0v v vσ σ σ= + Δ

Debido a fuerza vertical concentradaDebido a peso proprio y fuerza repartida

σ’v0

( ) ( )( )( )

0

2

vv

v

Q zz

M zL

Q z

σ =−



Δσ’v0

La presencia de las armaduras favorece la difusión de las cargas

Superposición



Longitud de la zona resistente la

Valores de F1 y F2

Obras ordinarias: F1 = 1,5, F2 = 1,35Obras de alta seguridad: F1 = 1,65 F2 = 1,5

Armadura remplazada por bandas de polietireno reinforzadas con fibras de poliester de alta resistencia

Tierra armadaExtensiones

Muros con bandas de Polietileno

Armadura remplazada por geotextiles (geomallas o mantas)


Tierra reforzada de cara envuelta

Geotextil sensible a los UV:

gunitadomalla adicional de protecciónprotección vegetal (muros vegetalizados)


Tierra reforzada de cara envuelta

Cuidado con el PH del medio (geomallas de polipropileno o poliester no toleran medios básicos)

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