Estabilización de taludes por medios no convencionales

Por admin

agosto 17, 2018

Generalidades

Desde la antigüedad, se han colocado materiales naturales como pieles de animales, o fibras vegetales sobre los suelos blandos o incrustados dentro de éstos con el objetivo de construir estructuras de suelo reforzado. Por ejemplo, en las vías de las civilizaciones romanas se han encontrado vestigios de telas y pieles utilizados para propósitos de refuerzo; en la década de los años 60´s se inicia la utilización de los primeros textiles para fines ingenieriles, pero fue hasta los años 70´s en donde se inició la fabricación y aplicación de materiales sintéticos especiales para la ingeniería y es entonces donde adoptan el nombre de Geosintéticos.

En general, los geosintéticos complementan las falencias que presentan los materiales térreos, permitiendo obtener excelentes ventajas técnicas y económicas en la construcción de muros mecánicamente estabilizados, taludes reforzados, terraplenes sobre suelos blandos, sistemas de subdrenaje, entre otros. Los suelos al igual que el concreto, presentan una buena resistencia a la compresión, pero son deficientes cuando se trata de asumir esfuerzos de tensión, por tal motivo cuando los suelos son combinados con elementos que sean capaces de absorber esfuerzos a tensión, como son los Geotextiles o las Geomallas se pueden lograr estructuras de suelo reforzadas.

La metodología de diseño de estructuras reforzadas considera tres etapas: la primera de ellas es el diseño a la estabilidad interna en donde se establecen los espesores de capa, longitud de refuerzo para la resistencia de diseño con base en las especificaciones técnicas del geosintético en consideración. La segunda etapa del diseño es la revisión a la estabilidad externa, en donde por medio de un análisis de equilibrio límite se obtiene el factor de seguridad al deslizamiento, volteo y capacidad portante el cual se compara con los factores de seguridad establecidos en la metodología. La tercera parte en el diseño es establecer el tipo de fachada del muro y las condiciones de drenaje y subdrenaje.

Metodología de diseño
La metodología de diseño empleada para los muros mecánicamente estabilizados con geosintéticos está fundamentada en la metodología integrada en la publicación técnica No. 382 del Instituto Mexicano del Transporte, ya que es la metodología más sencilla de manejar. Se asume que en la estructura no se presentan presiones hidrostáticas y que la superficie de falla activa es una superficie plana definida por la metodología Rankine. El principio de diseño consiste en obtener unas capas de refuerzo con geosintéticos de cierta resistencia mediante un análisis de equilibrio límite, de tal forma que se obtenga una masa de suelo internamente estabilizada. Esta masa de suelo estabilizada por la acción de su propio peso soporta empujes laterales, definiéndose como el cálculo de la estabilidad interna.

•Estabilidad interna

En la estabilidad interna, se determina:

»La cantidad de refuerzo que permita soportar mediante tensión y anclaje los empujes de tierra

»Determinación de la separación entre capas

»Determinación de las diferentes longitudes (Le, Lr, Lo y Lt).

Datos que se debe conocer y cálculos a realizar para llegar a los datos finales:

»Determinar las dimensiones preliminares del muro.

»Dimensionar la base del muro. En la mayoría de los casos se asume inicialmente como > 0.85 * altura máxima. Esta dimensión deberá ser revisada durante el análisis de estabilidad externa.

»Desarrollar los diagramas de presión lateral de tierras para la sección reforzada. Éstos se componen por la sumatoria de los valores obtenidos para el empuje lateral de tierras por cargas muertas, vivas y sísmicas.

»Calcular los máximos esfuerzos horizontales en cada capa de refuerzo.

•Estabilidad externa

Teniendo en cuenta que las condiciones establecidas por la masa de suelo reforzada integran una zona estabilizada por las inclusiones de materiales geosintéticos, esta zona reforzada es contemplada como una masa rígida, por lo tanto, se revisa esta masa de suelo para conocer los factores de seguridad por deslizamiento, volteo y capacidad portante de la superficie de desplante. Integrando un factor de seguridad global para toda la estructura.

Por: M.I. Jesús Alberto Gómez Rivera

Consultoría en Obra Civil, AMCORA

 

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