Muros de suelo reforzado

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Muros de Suelo Reforzado

Las estructuras de tierra reforzada o estructuras de tierra mecánicamente estabilizada (Muros MSE o taludes RSS), son terraplenes donde el suelo es su principal componente y dentro de este, en el proceso de compactación de dichos terraplenes con taludes de alta pendiente (pero no mayores a 70º), se colocan elementos de refuerzo para aumentar su resistencia a latensión y al cortante.

Estas estructuras, internamente deben su resistencia principalmente al refuerzo y externamente actúan como estructuras masivas por gravedad. Son fáciles de construir. Utilizan el suelo como su principal componente y pueden adaptarse fácilmente a la topografía.

Todo suelo (en estado confinado) resiste adecuadamente esfuerzos de compresión pero no así a tracción. Laresistencia a tracción en el suelo, que naturalmente se obtiene por efecto cohesivo y por fricción interna de los granos, puede entonces ser incrementada mediante la incorporación de algún material de refuerzo, que interactúe con el mismo.

Los materiales geosintéticos más comúnmente utilizados como refuerzo de suelos son los geotextiles, que interactúan por fricción con el suelo, y las geogrillas,que lo hacen por intertrabado. En esas condiciones la deformación del refuerzo y la del suelo será la misma. El concepto de deformación compatible es fundamental.

Un geotextil es una manta flexible, de poco peso y espesor, constituida por fibras poliméricas (poliéster, polietileno), fabricada por procesos de origen textil (tejidos o no tejidos), de alta resistencia a tracción, al desgarro y alpunzonado.

Las geogrillas son estructuras de bandas de polímero de alta tenacidad a la tracción, entrecruzadas uni o bi direccionalmente, conectadas por extrusión, amarre o entrelazado, que forman aberturas de suficiente tamaño que permiten la trabazón con el suelo y los agregados del terreno con el que interactúan.

Para el diseño de una estructura de suelo reforzado se consideran lossiguientes parámetros significativos:

* Altura del muro (vertical, >80º) o talud inclinado.
* Pendiente del talud
* Propiedades mecánicas del suelo
* Resistencia de la interfase suelo-refuerzo (entre 70 y 100% del ángulo de fricción interna)
* Resistencia, largo y separación del geosintético
* Grado de compactación del suelo
* Cargas externas
* Factoresde seguridad y estabilidad.

El dimensionado se divide generalmente en dos etapas de análisis:

1. Estabilidad externa

2. Estabilidad interna

La estabilidad externa se verifica en forma convencional, como si fuera un muro de gravedad. Se verifican las condiciones de seguridad al deslizamiento, vuelco, capacidad de carga de la fundación y falla global.

DeslizamientoVuelco

Capacidad de Carga Falla Global

El otro aspecto particular del dimensionado de una estructura de suelo reforzado es el análisis de la estabilidad interna.

La falla interna se verifica ante la posible ocurrencia de:

a) solicitaciones en el refuerzo superiores a su resistencia traccional

b) deslizamiento del refuerzo

c) desprendimiento del sistema derevestimiento de la cara del muro

d) inestabilidad local del macizo

Existen variadas metodologías de dimensionado para definir la resistencia necesaria del refuerzo, la longitud de anclaje y la separación de los mismos. La casi totalidad de los métodos son iterativos, fijándose o bien el tipo de refuerzo o la separación entre estos.

A continuación, se muestra un ejemplo de formulación paradeterminar la resistencia a tracción del refuerzo y su separación – por el Método de Steward et al.

Y mediante un ejemplo, se indica el diseño del muro por uno de los métodos mencionados anteriormente.

Ejemplo de diseño de un muro de tierra reforzada

El método elegido para el diseño del muro de contención armado es el del U.S. Forest Service, basado en la teoría de esfuerzos de Rankine....
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