Capítulo 10 Muros - Productos de...
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103 Manual Técnico PC - Muros de retención Los mampuestos y prefabricados encuentran una de sus mejores aplicaciones en la rápida construcción de muros de retención. El presente capítulo agrupa las características, recomen- daciones de diseño y construcción, y ayudas de diseño y de selección de sistemas para la construcción de muros de retención. Comprende la construcción de: • Muros de retención de mampostería en voladizo de hasta 2.60 m de altura. • Muros de retención de gravedad o mecánicamente estabilizados con el sistema Keystone. • Muros de retención de concreto prefabricado, en voladizo, simplemente apoyados o continuos. La construcción de muros de mampostería y Keystone permiten la construcción manual de muros de retención. El muro de mampostería es una solución económica para alturas de retención de hasta 2.60 m y el muro Keystone encuentra especial aplicación en la retención de suelos en zonas de relleno o relleno y corte. En ambos casos pueden emplearse bloques con acabado escarpado y con color, que mejoran la estética del muro. La construcción prefabricada de muros de retención permite reducciones significativas del plazo de construcción, pues pueden estabilizarse los taludes sumamente rápido. Productos de Concreto puede suministrar los planos de montaje de los muros para cada caso particular, con Muros de retención Capítulo 10 de retención Muros identificación de todos los elementos de la obra e instrucciones de instalación y conexión. Los sistemas prefabricados para muros de retención se basan en la prefabricación independiente y ensamble en sitio de componentes, tales como: paneles de retención, columnas y contrafuertes, vigas de fundación, placas de fundación y pilotes. Para muros de gran altura pueden emplearse muros prefabricados con anclajes al terreno de tipo pasivo o activo (postensado), que pueden ser provisionales o permanentes. Para detalles acerca de los subsistemas de pilotes, refiérase al capítulo 5. Concreto: El concreto utilizado en la planta de Productos de Concreto tiene una resistencia mínima a la 2 compresión a los 28 días de 280 kg/cm para 2 fundaciones reforzadas y de 350 kg/cm para otros elementos reforzados. En el caso de los elementos pretensados (con excepción de la Losa Lex) la resistencia 2 a los 28 días es de 700 kg/cm . En el caso de la Losa Lex 2 la resistencia mínima a la compresión es de 420 kg/cm . Cemento: El cemento está conforme a la especificación Reglamento técnico de Cementos de Costa Rica RTCR 383:2004. Agregados: Los agregados están conforme a la especificación INTE 06-01-02:2011 (ASTM C 33). Refuerzo: El acero de preesfuerzo está conforme a la especificación ASTM A-416 (Grado 270) y el acero de 10.1 Materiales Produtos de Concreto S.A.
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Manual Técnico PC - Muros de retención
Los mampuestos y prefabricados encuentran una de sus mejores aplicaciones en la rápida construcción de muros de retención.
El presente capítulo agrupa las características, recomen-daciones de diseño y construcción, y ayudas de diseño y de selección de sistemas para la construcción de muros de retención.
Comprende la construcción de:
• Muros de retención de mampostería en voladizo de hasta 2.60 m de altura.
• Muros de retención de gravedad o mecánicamente estabilizados con el sistema Keystone.
• Muros de retención de concreto prefabricado, en voladizo, simplemente apoyados o continuos.
La construcción de muros de mampostería y Keystone permiten la construcción manual de muros de retención. El muro de mampostería es una solución económica para alturas de retención de hasta 2.60 m y el muro Keystone encuentra especial aplicación en la retención de suelos en zonas de relleno o relleno y corte. En ambos casos pueden emplearse bloques con acabado escarpado y con color, que mejoran la estética del muro.
La construcción prefabricada de muros de retención permite reducciones significativas del plazo de construcción, pues pueden estabilizarse los taludes sumamente rápido. Productos de Concreto puede suministrar los planos de montaje de los muros para cada caso particular, con
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Capítulo 10
de retenciónMuros
identificación de todos los elementos de la obra e instrucciones de instalación y conexión.
Los sistemas prefabricados para muros de retención se basan en la prefabricación independiente y ensamble en sitio de componentes, tales como: paneles de retención, columnas y contrafuertes, vigas de fundación, placas de fundación y pilotes. Para muros de gran altura pueden emplearse muros prefabricados con anclajes al terreno de tipo pasivo o activo (postensado), que pueden ser provisionales o permanentes.
Para detalles acerca de los subsistemas de pilotes, refiérase al capítulo 5.
Concreto: El concreto utilizado en la planta de Productos de Concreto tiene una resistencia mínima a la
2compresión a los 28 días de 280 kg/cm para 2fundaciones reforzadas y de 350 kg/cm para otros
elementos reforzados. En el caso de los elementos pretensados (con excepción de la Losa Lex) la resistencia
2a los 28 días es de 700 kg/cm . En el caso de la Losa Lex 2la resistencia mínima a la compresión es de 420 kg/cm .
Cemento: El cemento está conforme a la especificación Reglamento técnico de Cementos de Costa Rica RTCR 383:2004.
Agregados: Los agregados están conforme a la especificación INTE 06-01-02:2011 (ASTM C 33).
Refuerzo: El acero de preesfuerzo está conforme a la especificación ASTM A-416 (Grado 270) y el acero de
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refuerzo de acuerdo con ASTM A-706 y ASTM A-615 y sus equivalentes en las normas nacionales INTECO.
Bloques de mampostería: ver capítulo 1.
Unidades Keystone: resistencia a la compresión de 210 2kg/cm
• Código de Cimentaciones de Costa Rica, Editorial aTecnológica de Costa Rica, 2 edición: Establece los
requisitos de diseño geotécnico de cimentaciones superficiales, cimentaciones profundas y muros de retención.
• Código Sísmico de Costa Rica 2010 (CSCR-2010): Establece las cargas vivas mínimas, los requisitos sísmicos de diseño de componentes prefabricados y fundaciones.
• AASHTO Standard Specifications for Highway Bridges: Establece los requisitos para el diseño estructural y geotécnico de muros de retención para subestructuras de puentes, según la metodología estándar de diseño.
a• AASHTO LRFD Bridge Design Specifications, 5 edición: Establece los requisitos para el diseño estructural y geotécnico de muros de retención para subestructuras de puentes, según la metodología LRFD de diseño.
10.2 Normativa vigente
• ACI 318-08 Building Code Requirements for Structural Concrete and Commentary: Establece los requisitos mínimos para el diseño estructural de elementos de concreto reforzado y preesforzado sujetos a cargas de flexocompresión, torsión, tensión y cortante.
• Normas de la Sociedad Americana de Ingenieros Civiles (ASCE 37-02).
• Normas de la Sociedad Americana de Prueba de Materiales (ASTM).
• Manual de Diseño del Instituto del Concreto Prefabricado (PCI Handbook).
Normas aplicables al sistema de muros Keystone
ASTM C1372 Especificación estándar para unidades de concreto de bajo revenimiento de muros de retención segmentados.
ASTM C140 Método de prueba estándar para muestreo y ensayo de unidades de mampostería de concreto y similares.
ASTM D422 Método de prueba estándar para el análisis del tamaño de partículas de suelos.
ASTM D698 Método de prueba estándar para determinar la característica de compactación de laboratorio de un suelo usando esfuerzo estándar.
ASTM D4318 Método de prueba estándar para determinar el límite líquido, el límite plástico y el índice plástico de suelos.
ASTM D4595 Método de prueba estándar para determinar las propiedades de tensión de geotextiles por el método de banda amplia.
ASTM D5262 Método de prueba estándar para evaluar el comportamiento de flujo plástico por tensión inconfinada y ruptura por flujo plástico de geosintéticos.
ASTM D4475 Método de prueba estándar para determinar la resistencia aparente del cortante horizontal de pines reforzados de plástico pultrusionado mediante el método de viga corta.
Normas de la Asociación Nacional de Mampostería de Concreto (NCMA por sus siglas en inglés).
NCMA SRWU-1 Método de prueba para determinar la resistencia de la conexión de muros de retención segmentados.
NCMA SRWU-2 Método de prueba para determinar la resistencia al cortante de muros de retención segmentados.
GRI-GGA Determinación de la resistencia a largo plazo de geomallas.
a. Muros Keystone: muros de gravedad y estabilizados mecánicamente
El sistema Keystone está diseñado para contener y resistir taludes. Para alturas menores a los 60-80 cm trabaja como un muro de gravedad simple sin refuerzo geosintético de ningún tipo.
Para alturas superiores, hasta los 10 m de altura, actúa como un muro de gravedad estabilizado mecánicamente y requiere el uso de geomallas para reforzar el material de relleno.
El suelo reforzado actúa como una extensión del muro de gravedad y es parte esencial del sistema resistente.
10.3 Criterios para uso y especificación
El resultado final es una eficiente y elegante solución estructural, fácil de construir, y con una atractiva apariencia que crea espacios exteriores aún más bellos, con sus elegantes curvas, líneas clásicas, diseños geométricos, sombras y texturas. Es la opción ideal para arquitectos, ingenieros y contratistas. Las unidades Keystone también pueden combinarse con otras soluciones estructurales especiales.
Las ventajas del sistema Keystone son:
• Durabilidad: La pared está conformada por bloques de concreto de baja absorción y materiales no corrosivos.
• Estética: Múltiples opciones de colores y caras angulares con texturas escarpadas
• Flexibilidad en el diseño: curvas y otras formas.
• Fácil instalación: colocación manual, en tesón y soga y sin mortero de pega, uso de pines de fibra de vidrio para conectar los bloques entre sí. No requiere equipo pesado para su instalación.
• Bajo costo: reducción del plazo constructivo en un 25% vs otros sistemas.
• Solución amigable con el ambiente: No requiere formaleta ni acero de refuerzo.
20 cm mín de suelo impermeable Tapa
Unidad Keystone
Pendiente terminadaRelleno de drenaje
Límite aproximadode la excavación
Tubo perforadode PVC de 10 cm
Plantilla base
Suelo de fundación
Fig. 10.1 Sección típica de muro de gravedad
Suelo retenido
Fig. 10.2 Sección típica de muro mecánicamente estabilizada
20 cm mín. de suelo impermeable Tapa
Unidades Keystone
Límite aproximadode la excavación
Relleno de drenaje60 cm (30 cm mín)
Tubo perforadode PVC de 10 cm
Longitud de malla
Suelo reforzado
Suelo de fundación
Sueloretenido
Pendiente terminada
Plantilla base
Componentes del sistema
Para muros de menos de 60-80 cm (que funcionan por gravedad) el sistema está conformado por las unidades Keystone Standard o Compac, tapas y pines de conexión. Para muros de más de 80 cm también forman parte del sistema el refuerzo mediante geomallas y el material de relleno.
Geomallade refuerzo
Materialde relleno:- Lastre fino- Piedra Pines de
fibra de vidrio
BloqueKeystone PC
Bloqueestándar
BloqueCompac
Pernosde fibrade vidrio
TapasKeystone
Fig. 10.3 Componentes del Sistema Keystone
Fuente: Manual Keystone, Contech
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refuerzo de acuerdo con ASTM A-706 y ASTM A-615 y sus equivalentes en las normas nacionales INTECO.
Bloques de mampostería: ver capítulo 1.
Unidades Keystone: resistencia a la compresión de 210 2kg/cm
• Código de Cimentaciones de Costa Rica, Editorial aTecnológica de Costa Rica, 2 edición: Establece los
requisitos de diseño geotécnico de cimentaciones superficiales, cimentaciones profundas y muros de retención.
• Código Sísmico de Costa Rica 2010 (CSCR-2010): Establece las cargas vivas mínimas, los requisitos sísmicos de diseño de componentes prefabricados y fundaciones.
• AASHTO Standard Specifications for Highway Bridges: Establece los requisitos para el diseño estructural y geotécnico de muros de retención para subestructuras de puentes, según la metodología estándar de diseño.
a• AASHTO LRFD Bridge Design Specifications, 5 edición: Establece los requisitos para el diseño estructural y geotécnico de muros de retención para subestructuras de puentes, según la metodología LRFD de diseño.
10.2 Normativa vigente
• ACI 318-08 Building Code Requirements for Structural Concrete and Commentary: Establece los requisitos mínimos para el diseño estructural de elementos de concreto reforzado y preesforzado sujetos a cargas de flexocompresión, torsión, tensión y cortante.
• Normas de la Sociedad Americana de Ingenieros Civiles (ASCE 37-02).
• Normas de la Sociedad Americana de Prueba de Materiales (ASTM).
• Manual de Diseño del Instituto del Concreto Prefabricado (PCI Handbook).
Normas aplicables al sistema de muros Keystone
ASTM C1372 Especificación estándar para unidades de concreto de bajo revenimiento de muros de retención segmentados.
ASTM C140 Método de prueba estándar para muestreo y ensayo de unidades de mampostería de concreto y similares.
ASTM D422 Método de prueba estándar para el análisis del tamaño de partículas de suelos.
ASTM D698 Método de prueba estándar para determinar la característica de compactación de laboratorio de un suelo usando esfuerzo estándar.
ASTM D4318 Método de prueba estándar para determinar el límite líquido, el límite plástico y el índice plástico de suelos.
ASTM D4595 Método de prueba estándar para determinar las propiedades de tensión de geotextiles por el método de banda amplia.
ASTM D5262 Método de prueba estándar para evaluar el comportamiento de flujo plástico por tensión inconfinada y ruptura por flujo plástico de geosintéticos.
ASTM D4475 Método de prueba estándar para determinar la resistencia aparente del cortante horizontal de pines reforzados de plástico pultrusionado mediante el método de viga corta.
Normas de la Asociación Nacional de Mampostería de Concreto (NCMA por sus siglas en inglés).
NCMA SRWU-1 Método de prueba para determinar la resistencia de la conexión de muros de retención segmentados.
NCMA SRWU-2 Método de prueba para determinar la resistencia al cortante de muros de retención segmentados.
GRI-GGA Determinación de la resistencia a largo plazo de geomallas.
a. Muros Keystone: muros de gravedad y estabilizados mecánicamente
El sistema Keystone está diseñado para contener y resistir taludes. Para alturas menores a los 60-80 cm trabaja como un muro de gravedad simple sin refuerzo geosintético de ningún tipo.
Para alturas superiores, hasta los 10 m de altura, actúa como un muro de gravedad estabilizado mecánicamente y requiere el uso de geomallas para reforzar el material de relleno.
El suelo reforzado actúa como una extensión del muro de gravedad y es parte esencial del sistema resistente.
10.3 Criterios para uso y especificación
El resultado final es una eficiente y elegante solución estructural, fácil de construir, y con una atractiva apariencia que crea espacios exteriores aún más bellos, con sus elegantes curvas, líneas clásicas, diseños geométricos, sombras y texturas. Es la opción ideal para arquitectos, ingenieros y contratistas. Las unidades Keystone también pueden combinarse con otras soluciones estructurales especiales.
Las ventajas del sistema Keystone son:
• Durabilidad: La pared está conformada por bloques de concreto de baja absorción y materiales no corrosivos.
• Estética: Múltiples opciones de colores y caras angulares con texturas escarpadas
• Flexibilidad en el diseño: curvas y otras formas.
• Fácil instalación: colocación manual, en tesón y soga y sin mortero de pega, uso de pines de fibra de vidrio para conectar los bloques entre sí. No requiere equipo pesado para su instalación.
• Bajo costo: reducción del plazo constructivo en un 25% vs otros sistemas.
• Solución amigable con el ambiente: No requiere formaleta ni acero de refuerzo.
20 cm mín de suelo impermeable Tapa
Unidad Keystone
Pendiente terminadaRelleno de drenaje
Límite aproximadode la excavación
Tubo perforadode PVC de 10 cm
Plantilla base
Suelo de fundación
Fig. 10.1 Sección típica de muro de gravedad
Suelo retenido
Fig. 10.2 Sección típica de muro mecánicamente estabilizada
20 cm mín. de suelo impermeable Tapa
Unidades Keystone
Límite aproximadode la excavación
Relleno de drenaje60 cm (30 cm mín)
Tubo perforadode PVC de 10 cm
Longitud de malla
Suelo reforzado
Suelo de fundación
Sueloretenido
Pendiente terminada
Plantilla base
Componentes del sistema
Para muros de menos de 60-80 cm (que funcionan por gravedad) el sistema está conformado por las unidades Keystone Standard o Compac, tapas y pines de conexión. Para muros de más de 80 cm también forman parte del sistema el refuerzo mediante geomallas y el material de relleno.
Geomallade refuerzo
Materialde relleno:- Lastre fino- Piedra Pines de
fibra de vidrio
BloqueKeystone PC
Bloqueestándar
BloqueCompac
Pernosde fibrade vidrio
TapasKeystone
Fig. 10.3 Componentes del Sistema Keystone
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Keystone Estándar Keystone Compac
20,3
4,1
13,3
12,73,5
11,4
10,8
Corte A-A
133
13,3 11,4
17,8
45738
6,8
203 403457
A
B
A
Vistasuperior
B
Vista frontal Vista lateral457 457
203
20,3
203
4,1
13,3
12,73,5 Sección A-A
Vista frontal Vista lateral457 305
Vistasuperior
305
457 203 403
3868
133
133
178
A
A
Keystone Tapa
Vistasuperior
267
457 203 352
68
102
Vista frontal Vista lateral457 267
Medidas en milímetros
Tipo de bloque
Bloque estándar
Bloque Compac
Bloque tapa
Colores disponibles básicos: Gris, Amarillo, Terracota
Dimensiones nominalesancho x alto x largo (cm)
Dimensiones realesancho x alto x largo (cm)
Peso seco(kg)
Unidades2por m
45,7 x 20,3 x 45,7
30,5 x 20,3 x 45,7
26,7 x 10,2 x 45,7
45,7 x 20,3 x 45,7
30,5 x 20,3 x 45,7
26,7 x 10,2 x 45,7
50
34
22
11
11
2.2
a) Pines de fibra de vidrio
Proporcionan una conexión mecánica a la geomalla.Longitud: 13.00 cm.Unidades por bloque: 2
2Resistencia a cortante: Mínimo 44 MPa (448 kg/cm )2Resistencia a flexión: Mínimo 880 MPa (8970 kg/cm )
Tolerancias: +/- 1mm (1/32”)
b) Geomalla de refuerzoSon materiales poliméricos de alto módulo, tales como polipropileno y el polietileno, y son preparados por estirado.
c) Material granular de rellenoŸ Incrementa la resistencia de la conexión.Ÿ Debe ser limpio y de buen drenado, tamaño entre 12 y 20
mm.Ÿ No se debe usar material de canto rodado (piedra bola).Ÿ Provee una zona de drenaje y de resistencia mecánica.Ÿ Incrementa el entrelazamiento de los bloques, y por lo
tanto la resistencia al cortante.
30 cm Muros Keystone por gravedad (sin refuerzo)
Dependiendo del tipo de unidad Keystone que se emplee así será la altura máxima para la que se puede emplear el sistema Keystone sin refuerzo geosintético:
Tanto el peso como la resistencia a la fricción (basado en la forma del material), resisten la presión lateral de la tierra.
Las unidades Keystone PC se acoplan entre sí, sin tener que usar morteros de pega, en una línea estructural fuertemente entrelazada por medio de los pines de fibra de vidrio.
Las unidades también permiten el libre drenado de las cargas hidrostáticas.
Tabla 10.2 Altura máxima paramuros simples (sin refuerzo del terraplén)
Unidad “Estándar”
Unidad “Compac”
0.80 m
0.60 m
Muros Keystone estabilizados mecánicamente
Se combinan las unidades de concreto Keystone PC con la resistencia de la interacción de la malla geotextil y el relleno compactado. El resultado es un volumen de relleno reforzado que resiste la presión del terreno y el sobrepeso. Esta combinación forma un sistema estructural resistente y estable debido a su gran peso y acción combinada como muro de gravedad.
Ilustración de la estabilización mecánica de rellenos: a) componentes, b) falla de una columna de grava sin estabilizar, c) estabilización de una columna de grava, d) prueba de carga de la columna de grava estabilizada con geomalla.
Geomalla
Bloque Keystone PC
El procedimiento general de diseño de cualquier muro de contención mecánicamente estabilizado se divide en dos partes:
• La revisión de la estabilidad externa del muro.
• La satisfacción de los requerimientos de estabilidad interna.
a) Estabilidad externa
La estabilidad externa consiste en la verificación de cuatro posibles modos de falla externos al muro estabilizado mecánicamente, a saber: a) deslizamiento del muro, b) volcamiento del muro, c) capacidad de soporte y d) estabilidad global.
Para verificar la estabilidad externa se hace un diagrama de cuerpo libre de una sección de ancho unitario del muro y se identifican y calculan las fuerzas
externas que actúan sobre este. Con referencia en la figura 10.7, estas incluyen: las sobrecargas (q), las presiones laterales debidas al empuje del suelo retenido (Pa) y la presión dinámica ocasionada por el sismo de diseño (Pah). También se identifica el peso de los componentes del muro, tales como las unidades Keystone (Wf), el bloque de suelo estabilizado (W1) y la cuña de suelo sobre el muro (W2), si hay un talud a un ángulo estable sobre este.a b
c d
Deslizamiento
Resistencia al deslizamiento
Momento de volcamiento
Estabilidad global interna
Estabilidad global externa
Fig. 10.6 Estabilidad externa
a) b)
c) d)
La presión del suelo puede calcularse por los métodos de Rankine o Coulomb según sea apropiado. La presión sísmica se puede calcular por el método de Mononobe-Okabe.
b) Resistencia al deslizamiento
Se revisa a en dos planos críticos: a) en la interfase conformada por el suelo reforzado y el suelo de fundación y b) a través del suelo reforzado a lo largo de una capa de geomalla.
Se calcula la razón entre las fuerzas resistentes y las fuerzas laterales desestabilizadoras. Las fuerzas desestabilizadoras son las componentes horizontales de los empujes laterales y las fuerzas resistentes son proporcionadas por la fricción que se desarrolla entre los suelos:
(Wf+W1+W2)tan( f)
Fig. 10.4 Tipos de unidades Keystone PC
Tabla 10.1 Especificaciones de los bloques Keystone
Fig. 10.5 Estabilización mecánica de rellenos
Fig. 10.7 Diagrama de cuerpo libre del muro Keystone
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Keystone Estándar Keystone Compac
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13,3
12,73,5
11,4
10,8
Corte A-A
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13,3 11,4
17,8
45738
6,8
203 403457
A
B
A
Vistasuperior
B
Vista frontal Vista lateral457 457
203
20,3
203
4,1
13,3
12,73,5 Sección A-A
Vista frontal Vista lateral457 305
Vistasuperior
305
457 203 403
3868
133
133
178
A
A
Keystone Tapa
Vistasuperior
267
457 203 352
68
102
Vista frontal Vista lateral457 267
Medidas en milímetros
Tipo de bloque
Bloque estándar
Bloque Compac
Bloque tapa
Colores disponibles básicos: Gris, Amarillo, Terracota
Dimensiones nominalesancho x alto x largo (cm)
Dimensiones realesancho x alto x largo (cm)
Peso seco(kg)
Unidades2por m
45,7 x 20,3 x 45,7
30,5 x 20,3 x 45,7
26,7 x 10,2 x 45,7
45,7 x 20,3 x 45,7
30,5 x 20,3 x 45,7
26,7 x 10,2 x 45,7
50
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2.2
a) Pines de fibra de vidrio
Proporcionan una conexión mecánica a la geomalla.Longitud: 13.00 cm.Unidades por bloque: 2
2Resistencia a cortante: Mínimo 44 MPa (448 kg/cm )2Resistencia a flexión: Mínimo 880 MPa (8970 kg/cm )
Tolerancias: +/- 1mm (1/32”)
b) Geomalla de refuerzoSon materiales poliméricos de alto módulo, tales como polipropileno y el polietileno, y son preparados por estirado.
c) Material granular de rellenoŸ Incrementa la resistencia de la conexión.Ÿ Debe ser limpio y de buen drenado, tamaño entre 12 y 20
mm.Ÿ No se debe usar material de canto rodado (piedra bola).Ÿ Provee una zona de drenaje y de resistencia mecánica.Ÿ Incrementa el entrelazamiento de los bloques, y por lo
tanto la resistencia al cortante.
30 cm Muros Keystone por gravedad (sin refuerzo)
Dependiendo del tipo de unidad Keystone que se emplee así será la altura máxima para la que se puede emplear el sistema Keystone sin refuerzo geosintético:
Tanto el peso como la resistencia a la fricción (basado en la forma del material), resisten la presión lateral de la tierra.
Las unidades Keystone PC se acoplan entre sí, sin tener que usar morteros de pega, en una línea estructural fuertemente entrelazada por medio de los pines de fibra de vidrio.
Las unidades también permiten el libre drenado de las cargas hidrostáticas.
Tabla 10.2 Altura máxima paramuros simples (sin refuerzo del terraplén)
Unidad “Estándar”
Unidad “Compac”
0.80 m
0.60 m
Muros Keystone estabilizados mecánicamente
Se combinan las unidades de concreto Keystone PC con la resistencia de la interacción de la malla geotextil y el relleno compactado. El resultado es un volumen de relleno reforzado que resiste la presión del terreno y el sobrepeso. Esta combinación forma un sistema estructural resistente y estable debido a su gran peso y acción combinada como muro de gravedad.
Ilustración de la estabilización mecánica de rellenos: a) componentes, b) falla de una columna de grava sin estabilizar, c) estabilización de una columna de grava, d) prueba de carga de la columna de grava estabilizada con geomalla.
Geomalla
Bloque Keystone PC
El procedimiento general de diseño de cualquier muro de contención mecánicamente estabilizado se divide en dos partes:
• La revisión de la estabilidad externa del muro.
• La satisfacción de los requerimientos de estabilidad interna.
a) Estabilidad externa
La estabilidad externa consiste en la verificación de cuatro posibles modos de falla externos al muro estabilizado mecánicamente, a saber: a) deslizamiento del muro, b) volcamiento del muro, c) capacidad de soporte y d) estabilidad global.
Para verificar la estabilidad externa se hace un diagrama de cuerpo libre de una sección de ancho unitario del muro y se identifican y calculan las fuerzas
externas que actúan sobre este. Con referencia en la figura 10.7, estas incluyen: las sobrecargas (q), las presiones laterales debidas al empuje del suelo retenido (Pa) y la presión dinámica ocasionada por el sismo de diseño (Pah). También se identifica el peso de los componentes del muro, tales como las unidades Keystone (Wf), el bloque de suelo estabilizado (W1) y la cuña de suelo sobre el muro (W2), si hay un talud a un ángulo estable sobre este.a b
c d
Deslizamiento
Resistencia al deslizamiento
Momento de volcamiento
Estabilidad global interna
Estabilidad global externa
Fig. 10.6 Estabilidad externa
a) b)
c) d)
La presión del suelo puede calcularse por los métodos de Rankine o Coulomb según sea apropiado. La presión sísmica se puede calcular por el método de Mononobe-Okabe.
b) Resistencia al deslizamiento
Se revisa a en dos planos críticos: a) en la interfase conformada por el suelo reforzado y el suelo de fundación y b) a través del suelo reforzado a lo largo de una capa de geomalla.
Se calcula la razón entre las fuerzas resistentes y las fuerzas laterales desestabilizadoras. Las fuerzas desestabilizadoras son las componentes horizontales de los empujes laterales y las fuerzas resistentes son proporcionadas por la fricción que se desarrolla entre los suelos:
(Wf+W1+W2)tan( f)
Fig. 10.4 Tipos de unidades Keystone PC
Tabla 10.1 Especificaciones de los bloques Keystone
Fig. 10.5 Estabilización mecánica de rellenos
Fig. 10.7 Diagrama de cuerpo libre del muro Keystone
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Dependiendo del método de cálculo de las presiones y de la norma de diseño, pueden incluirse también entre las fuerzas resistentes las componentes verticales de las presiones (por ejemplo AASHTO/Rankine). Se requiere un factor de seguridad mínimo al deslizamiento de 1.5. Este criterio usualmente controla el dimensionamiento de los muros estabilizados mecánicamente.
c. Resistencia al volteo
Se calcula la razón entre los momentos producidos por las fuerzas resistentes (pesos) y los momentos producidos por las fuerzas desestabilizadoras (presiones) en la punta del muro. Se requiere un factor de seguridad mínimo al volteo de 2.
d. Capacidad de soporte
La distribución de presiones de soporte o reacción en la base del muro se calcula por el método de Meyerhof para presiones de soporte en fundaciones flexibles. Básicamente se calcula una presión de reacción de magnitud constante que se extiende en una distancia igual B-2e desde la punta del muro, donde B es el ancho del muro de suelo estabilizado mecánicamente y e es la excentricidad de la resultante de carga en el muro (véase figura 10.7). Esta presión se compara contra la presión admisible calculada según el criterio de capacidad de soporte de Meyerhof. Se recomienda un factor de seguridad mínimo de 2 (NCMA) y 2.5 (AASHTO).
e. Estabilidad global
Debe investigarse al menos cuando ocurre alguna de las siguientes situaciones: a) taludes con altas pendientes debajo de la punta del muro, b) taludes con altas pendientes sobre el muro, c) muros escalonados y c) suelos de fundación muy malos. La verificación de la estabilidad global es un análisis complejo que se recomienda sea realizado por un geotecnista calificado. NCMA y AASHTO requieren de factores de seguridad entre 1.3 y 1.5.
f. Estabilidad interna
La estabilidad interna es la habilidad de la masa de suelo reforzado para mantener su estructura y resistir las cargas aplicadas sin deformación significativa o falla. Los aspectos de la estabilidad interna a revisar son:
• La cara del muro debe ser estable ante posible volcamiento local, momento por abultamiento local o cortante horizontal.
• Los elementos en tensión no deben exceder su esfuerzo admisible de trabajo. Se verifica que la presión tributaria de cada geomalla no exceda su resistencia admisible (Tal), que se determina aplicando un factor de seguridad sobre la resistencia de diseño a largo plazo de la geomalla (LTDS, por sus siglas en inglés).
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Fig. 10.8 Estabilidad interna
Volcamiento
Unidades Cuña activaZona
pasiva
Conexión Tensión Extracción
Momento porabultamiento
Cortante
• Los elementos en tensión deben tener una capacidad adecuada de conexión a las unidades Keystone.
• Los elementos en tensión deben anclarse apropiadamente detrás del plano de falla potencial.
• No deben existir potenciales superficies en las cuales la masa reforzada pueda experimentar cortantes internamente.
g. Resistencia a cortante de las unidades Keystone
Hay dos áreas en las que la resistencia a cortante es importante: a) el cortante en la placa de nivelación y b) el cortante entre unidades. Ambos son importantes para evitar desplazamientos laterales durante el proceso de construcción y para mantener el suelo retenido en su lugar. La capacidad a cortante y momento de la pared de bloques previene el abultamiento de la cara del muro.
h. Resistencia a cortante de la placa de nivelación
Se requiere una placa de nivelación para proveer una superficie plana y firme sobre la cual colocar las unidades de la pared y para transmitir el peso propio de las unidades al terreno. La placa de nivelación puede construirse con grava o piedra bien compactada o concreto sin reforzar. Para muros de más de 5 m de altura se recomienda el uso de concreto.
i. Drenaje
Los muros Keystone se diseñan para la acción de los empujes de suelo y sobrecargas. Las presiones hidrostáticas se deben aliviar a través de sistemas de drenaje. Un muro bien construido debe contar con los siguientes tipos de drenaje:
1. Drenaje básico: ocurre naturalmente a través de las unidades Keystone.
2. Drenaje superficial: en el caso de taludes hacia el muro.
3. Flujo del terraplén: drenaje en la base de suelo natural retenido, detrás de un geotextil.
4. Flujo de agua del subsuelo: drenaje en la base del muro.
Fig. 10.9 Diagrama de cuerpo libre de la geomalla
Para las aplicaciones en las que la pendiente sea mayor de 1:1, consulte a un ingeniero calificado para determinar la solución correcta de diseño.
Espaciamiento mínimo en los muros de terrazas para permitir su diseño como muros individuales de gravedad.
j. Muros escalonados
Una aplicación frecuente consiste en la construcción de muros escalonados. En estos casos la presencia de muros superiores puede agregar presión sobre muros inferiores si estos no se separan lo suficiente. Como regla general empírica, es recomendable separarlos una distancia horizontal igual al doble de la altura del muro inferior, como se ilustra en la figura 10.11. Esto permite realizar un diseño de los muros en forma individual.
Nota: esta regla empírica no asegura la estabilidad global cuando los muros están construidos con altas pendientes o en suelos pobres con baja resistencia a la fricción.
Si no se cumplen estas condiciones el muro deberá diseñarse de tal forma que los sub-muros inferiores tengan suficiente refuerzo para resistir las presiones debidas a la masa de suelo contenida en submuros superiores, como se ilustra en la figura 10.11.
k. Aplicaciones especiales
Keystone puede ser utilizado en aplicaciones especiales cuando las condiciones del terreno o del proyecto lo ameriten. Pueden realizarse anclajes a roca, soil nailing, anclajes mecánicos a suelos granulares o anclajes en pantallas de pilotes. La unidad Keystone también ha sido utilizada como unidad de mampostería integral con acero de refuerzo en sus celdas en combinación con anclajes al terreno en algunos niveles, de modo que trabaje como un muro de mampostería anclado.
Fig. 10.12 Muros escalonados
Fig. 10.11: Consideraciones de diseño de muros escalonados
Diseño típico de muros con terrazascercanas con refuerzo de geomalla
Diseño de la geomembrana para cumplircon los requerimientos solamente paralas necesidades de los muros superiores
H2Si el remetimientoes <H1
Longitud de diseño de lageomalla = H1 + H2
Diseño de la geomalla para soportarcargas debidas a las condiciones de los murosde arriba y abajo
H1
Fig. 10.13: EJemplos de aplicaciones especiales: a) anclaje en roca, b) Soil nailingc) anclaje en suelos granulares, d) anclaje en pantallas de pilotes
Fig. 10.10 Muros escalonados
Produto
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to S.A.
Dependiendo del método de cálculo de las presiones y de la norma de diseño, pueden incluirse también entre las fuerzas resistentes las componentes verticales de las presiones (por ejemplo AASHTO/Rankine). Se requiere un factor de seguridad mínimo al deslizamiento de 1.5. Este criterio usualmente controla el dimensionamiento de los muros estabilizados mecánicamente.
c. Resistencia al volteo
Se calcula la razón entre los momentos producidos por las fuerzas resistentes (pesos) y los momentos producidos por las fuerzas desestabilizadoras (presiones) en la punta del muro. Se requiere un factor de seguridad mínimo al volteo de 2.
d. Capacidad de soporte
La distribución de presiones de soporte o reacción en la base del muro se calcula por el método de Meyerhof para presiones de soporte en fundaciones flexibles. Básicamente se calcula una presión de reacción de magnitud constante que se extiende en una distancia igual B-2e desde la punta del muro, donde B es el ancho del muro de suelo estabilizado mecánicamente y e es la excentricidad de la resultante de carga en el muro (véase figura 10.7). Esta presión se compara contra la presión admisible calculada según el criterio de capacidad de soporte de Meyerhof. Se recomienda un factor de seguridad mínimo de 2 (NCMA) y 2.5 (AASHTO).
e. Estabilidad global
Debe investigarse al menos cuando ocurre alguna de las siguientes situaciones: a) taludes con altas pendientes debajo de la punta del muro, b) taludes con altas pendientes sobre el muro, c) muros escalonados y c) suelos de fundación muy malos. La verificación de la estabilidad global es un análisis complejo que se recomienda sea realizado por un geotecnista calificado. NCMA y AASHTO requieren de factores de seguridad entre 1.3 y 1.5.
f. Estabilidad interna
La estabilidad interna es la habilidad de la masa de suelo reforzado para mantener su estructura y resistir las cargas aplicadas sin deformación significativa o falla. Los aspectos de la estabilidad interna a revisar son:
• La cara del muro debe ser estable ante posible volcamiento local, momento por abultamiento local o cortante horizontal.
• Los elementos en tensión no deben exceder su esfuerzo admisible de trabajo. Se verifica que la presión tributaria de cada geomalla no exceda su resistencia admisible (Tal), que se determina aplicando un factor de seguridad sobre la resistencia de diseño a largo plazo de la geomalla (LTDS, por sus siglas en inglés).
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Fig. 10.8 Estabilidad interna
Volcamiento
Unidades Cuña activaZona
pasiva
Conexión Tensión Extracción
Momento porabultamiento
Cortante
• Los elementos en tensión deben tener una capacidad adecuada de conexión a las unidades Keystone.
• Los elementos en tensión deben anclarse apropiadamente detrás del plano de falla potencial.
• No deben existir potenciales superficies en las cuales la masa reforzada pueda experimentar cortantes internamente.
g. Resistencia a cortante de las unidades Keystone
Hay dos áreas en las que la resistencia a cortante es importante: a) el cortante en la placa de nivelación y b) el cortante entre unidades. Ambos son importantes para evitar desplazamientos laterales durante el proceso de construcción y para mantener el suelo retenido en su lugar. La capacidad a cortante y momento de la pared de bloques previene el abultamiento de la cara del muro.
h. Resistencia a cortante de la placa de nivelación
Se requiere una placa de nivelación para proveer una superficie plana y firme sobre la cual colocar las unidades de la pared y para transmitir el peso propio de las unidades al terreno. La placa de nivelación puede construirse con grava o piedra bien compactada o concreto sin reforzar. Para muros de más de 5 m de altura se recomienda el uso de concreto.
i. Drenaje
Los muros Keystone se diseñan para la acción de los empujes de suelo y sobrecargas. Las presiones hidrostáticas se deben aliviar a través de sistemas de drenaje. Un muro bien construido debe contar con los siguientes tipos de drenaje:
1. Drenaje básico: ocurre naturalmente a través de las unidades Keystone.
2. Drenaje superficial: en el caso de taludes hacia el muro.
3. Flujo del terraplén: drenaje en la base de suelo natural retenido, detrás de un geotextil.
4. Flujo de agua del subsuelo: drenaje en la base del muro.
Fig. 10.9 Diagrama de cuerpo libre de la geomalla
Para las aplicaciones en las que la pendiente sea mayor de 1:1, consulte a un ingeniero calificado para determinar la solución correcta de diseño.
Espaciamiento mínimo en los muros de terrazas para permitir su diseño como muros individuales de gravedad.
j. Muros escalonados
Una aplicación frecuente consiste en la construcción de muros escalonados. En estos casos la presencia de muros superiores puede agregar presión sobre muros inferiores si estos no se separan lo suficiente. Como regla general empírica, es recomendable separarlos una distancia horizontal igual al doble de la altura del muro inferior, como se ilustra en la figura 10.11. Esto permite realizar un diseño de los muros en forma individual.
Nota: esta regla empírica no asegura la estabilidad global cuando los muros están construidos con altas pendientes o en suelos pobres con baja resistencia a la fricción.
Si no se cumplen estas condiciones el muro deberá diseñarse de tal forma que los sub-muros inferiores tengan suficiente refuerzo para resistir las presiones debidas a la masa de suelo contenida en submuros superiores, como se ilustra en la figura 10.11.
k. Aplicaciones especiales
Keystone puede ser utilizado en aplicaciones especiales cuando las condiciones del terreno o del proyecto lo ameriten. Pueden realizarse anclajes a roca, soil nailing, anclajes mecánicos a suelos granulares o anclajes en pantallas de pilotes. La unidad Keystone también ha sido utilizada como unidad de mampostería integral con acero de refuerzo en sus celdas en combinación con anclajes al terreno en algunos niveles, de modo que trabaje como un muro de mampostería anclado.
Fig. 10.12 Muros escalonados
Fig. 10.11: Consideraciones de diseño de muros escalonados
Diseño típico de muros con terrazascercanas con refuerzo de geomalla
Diseño de la geomembrana para cumplircon los requerimientos solamente paralas necesidades de los muros superiores
H2Si el remetimientoes <H1
Longitud de diseño de lageomalla = H1 + H2
Diseño de la geomalla para soportarcargas debidas a las condiciones de los murosde arriba y abajo
H1
Fig. 10.13: EJemplos de aplicaciones especiales: a) anclaje en roca, b) Soil nailingc) anclaje en suelos granulares, d) anclaje en pantallas de pilotes
Fig. 10.10 Muros escalonados
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Revisión F. S. estático F. S. dinámico
Deslizamiento 1.50 1.15
Volcamiento 1.50 1.50
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b. Muros prefabricados y de mampostería: sistemas en voladizo y o con apoyos múltiples
Los muros de mampostería y los muros con elementos prefabricados pueden diseñarse como muros en voladizo. También pueden diseñarse como muros simplemente apoyados cuando es posible anclarlos al terreno o a otra estructura en su extremo superior o cuando trabajan en forma horizontal entre otros sistemas resistentes.
Los sistemas para muros de retención prefabricados tienen todas las ventajas que ofrece la prefabricación:
• Ahorro de formaleta en sitio.
• Reducción de mano de obra en sitio.
• Reducción del plazo constructivo, así como de los costos financieros y administrativos asociados.
• Altos controles y estándares de calidad que además posibilitan el uso rutinario de concretos de alto desempeño, tales como: concretos de alta
2resistencia (CAD) de hasta f´c= 700 kg/cm para la reducción de las secciones o incremento de la rigidez; concretos autocompactantes (CAC), para la mejora de los acabados, etc.
• Uso rutinario del concreto preesforzado para la económica solución de problemas difíciles de resolver con concreto reforzado: reducción de secciones, incremento de la capacidad a cortante, control de agrietamiento, control de rigidez y anclaje activo de los muros.
Aspectos generales de diseño
Aunque se pueden construir muchas variantes, usualmente se emplean cinco tipos principales de sistemas constructivos para la pared del muro:
1. Paredes de poca altura constituidas por losa Lex en colocación vertical, con conexión a la fundación en su base y viga corona, sin conexión entre paneles. Es particularmente útil en andenes de carga simples para instalaciones industriales.
2. Paredes constituidas por paneles verticales de sección constante o sección variable, reforzados o preesforzados, con conexiones panel-panel continuas en toda la altura a través de acero de refuerzo y concreto colados en sitio. Pueden cumplir la función de muros de corte en edificios.
3. Paredes constituidas por tes o doble tes con colocación vertical, con conexión panel-panel continuas en toda la altura a través de acero de refuerzo y concreto colados en sitio. Pueden cumplir la función de muros de corte en edificios.
4. Sistemas basados en columnas o contrafuertes de sección constante o variable y paneles horizontales colocados entre esos contrafuertes.
5. Sistemas especiales, tales como: a) muros móviles autoportantes para almacenamiento de materiales u otras aplicaciones b) muros para bastiones de puentes.
En los cuatro primeros casos los muros pueden ser construidos como sistemas en voladizo. Los muros con base en losa Lex, paneles sólidos, tes o doble tes se anclan mediante acero de refuerzo a una placa de fundación corrida colada en sitio o prefabricada en secciones. Los muros de paneles horizontales con contrafuertes se pueden anclar mediante acero de refuerzo a placas de fundación aisladas, ya sean prefabricadas o coladas en sitio.
En el caso particular de los paneles sólidos, tes o doble-tes, son comunes otros sistemas estructurales, tales como:
• Muros anclados al terreno en uno o más niveles, con placa de fundación capaz o no de resistir momentos de volteo.
• Muros simplemente apoyados o continuos verticalmente a través de apoyos horizontales constituidos por entrepisos. Usualmente no se requiere que la placa de fundación sea capaz de resistir momentos, pero es imprescindible que existan mecanismos apropiados para la transmisión y soporte de los altos cortantes en la base del muro.
• Tablestacas de concreto, hincadas o mediante excavación o relleno, en voladizo o ancladas al terreno mediante anclajes pasivos o activos.
Todas estas combinaciones han sido empleadas con éxito en el país en múltiples ocasiones. El diseñador debe tener en consideración que en aquellos muros en los que se inhiba el desplazamiento del suelo, es recomendable trabajar con la presión de reposo en el cálculo de los empujes debidos al terreno. En el caso de sistemas en voladizo bastará usar la presión activa para el cálculo de los empujes.
Fig. 10.18: Muros móviles autoportantes
Aspectos específicos de diseño
En general los muros de retención de estos tipos deben cumplir con criterios de estabilidad externa y estabilidad interna.
Estabilidad externa
Deben existir factores de seguridad apropiados al deslizamiento del muro, volcamiento del muro, estabilidad global y revisión de la capacidad de soporte. Estos criterios son similares a los expuestos para los muros mecánicamente estabilizados y se establecen en el Código de cimentaciones de Costa Rica, para el caso de muros de retención en obras distintas a infra-estructura vial y en la normativa AASHTO para el caso de intraestructura vial.
La revisión de la capacidad soportante hoy en día se hace de rutina por el método de capacidad última. Una vez que se ha verificado que la fundación tiene la rigidez apropiada, pueden calcularse las presiones de suelo bajo el supuesto de placa rígida para cada combinación de carga y comparar estas presiones contra la capacidad soportante del suelo reducida por un factor Ø apropiado.
La tabla 10.3 muestra los factores de seguridad recomendados por el Código de Cimentaciones de Costa Rica para los criterios de deslizamiento del muro y volcamiento del muro.
Tabla 10.3 Factores de seguridad para estabilidad externa, CCCR
Estabilidad interna
Se logra a través del diseño estructural del muro, dimensionamiento, acero de refuerzo longitudinal para tomar las flexiones, capacidad a cortante, anclaje apropiado del refuerzo longitudinal en la placa de fundación, refuerzo de la placa de fundación y diseño y detallado de anclajes al terreno cuando estos existan.
En la sección de ayudas de diseño se presentan guías para la selección del tipo de sistema prefabricado a emplear en las paredes del muro, con base en las propiedades del suelo retenido y el tipo de sistema estructural.
Las conexiones entre los componentes prefabricados pueden realizarse de acuerdo con los cuatro tipos de conexiones que establece el Código Sísmico de Costa Rica en su capítulo 12: Estructuras y Componentes prefabricados de concreto. Los sistemas de PC usualmente emplean conexiones de tipo húmedo (para detalles acerca de los tipos de conexiones, véase el capítulo 13 sobre edificios prefabricados).
Fig. 10.15 Sistema de paredes constituidas por paneles verticales de sección constante
Fig. 10.16 Sistema de muros constituidos por tes y doble tes verticales
2.400 m0.130 m 0.130 m 0.300 m
5.020 m
0.200 m
1.500 m0.110 m 0.110 m
0.14
5 m
0.55
0 m
0.915 m
2 D 57 2 D 57
6.000 m
0.500 m
1.175 m
0.100 m
0.500 m0.350 m
0.020 m0.020 m
0.020 m
Fig. 10.17 Sistemas basados en columnas o contrafuertes
Columna prefabricada Columna prefabricada
Losa sólidaLosa sólida
0.01 m 0.01 m
2.4 m 2.4 m
0.58 m
Columnaprefabricada
Fig. 10.14 Sección Losa Lex
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Revisión F. S. estático F. S. dinámico
Deslizamiento 1.50 1.15
Volcamiento 1.50 1.50
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b. Muros prefabricados y de mampostería: sistemas en voladizo y o con apoyos múltiples
Los muros de mampostería y los muros con elementos prefabricados pueden diseñarse como muros en voladizo. También pueden diseñarse como muros simplemente apoyados cuando es posible anclarlos al terreno o a otra estructura en su extremo superior o cuando trabajan en forma horizontal entre otros sistemas resistentes.
Los sistemas para muros de retención prefabricados tienen todas las ventajas que ofrece la prefabricación:
• Ahorro de formaleta en sitio.
• Reducción de mano de obra en sitio.
• Reducción del plazo constructivo, así como de los costos financieros y administrativos asociados.
• Altos controles y estándares de calidad que además posibilitan el uso rutinario de concretos de alto desempeño, tales como: concretos de alta
2resistencia (CAD) de hasta f´c= 700 kg/cm para la reducción de las secciones o incremento de la rigidez; concretos autocompactantes (CAC), para la mejora de los acabados, etc.
• Uso rutinario del concreto preesforzado para la económica solución de problemas difíciles de resolver con concreto reforzado: reducción de secciones, incremento de la capacidad a cortante, control de agrietamiento, control de rigidez y anclaje activo de los muros.
Aspectos generales de diseño
Aunque se pueden construir muchas variantes, usualmente se emplean cinco tipos principales de sistemas constructivos para la pared del muro:
1. Paredes de poca altura constituidas por losa Lex en colocación vertical, con conexión a la fundación en su base y viga corona, sin conexión entre paneles. Es particularmente útil en andenes de carga simples para instalaciones industriales.
2. Paredes constituidas por paneles verticales de sección constante o sección variable, reforzados o preesforzados, con conexiones panel-panel continuas en toda la altura a través de acero de refuerzo y concreto colados en sitio. Pueden cumplir la función de muros de corte en edificios.
3. Paredes constituidas por tes o doble tes con colocación vertical, con conexión panel-panel continuas en toda la altura a través de acero de refuerzo y concreto colados en sitio. Pueden cumplir la función de muros de corte en edificios.
4. Sistemas basados en columnas o contrafuertes de sección constante o variable y paneles horizontales colocados entre esos contrafuertes.
5. Sistemas especiales, tales como: a) muros móviles autoportantes para almacenamiento de materiales u otras aplicaciones b) muros para bastiones de puentes.
En los cuatro primeros casos los muros pueden ser construidos como sistemas en voladizo. Los muros con base en losa Lex, paneles sólidos, tes o doble tes se anclan mediante acero de refuerzo a una placa de fundación corrida colada en sitio o prefabricada en secciones. Los muros de paneles horizontales con contrafuertes se pueden anclar mediante acero de refuerzo a placas de fundación aisladas, ya sean prefabricadas o coladas en sitio.
En el caso particular de los paneles sólidos, tes o doble-tes, son comunes otros sistemas estructurales, tales como:
• Muros anclados al terreno en uno o más niveles, con placa de fundación capaz o no de resistir momentos de volteo.
• Muros simplemente apoyados o continuos verticalmente a través de apoyos horizontales constituidos por entrepisos. Usualmente no se requiere que la placa de fundación sea capaz de resistir momentos, pero es imprescindible que existan mecanismos apropiados para la transmisión y soporte de los altos cortantes en la base del muro.
• Tablestacas de concreto, hincadas o mediante excavación o relleno, en voladizo o ancladas al terreno mediante anclajes pasivos o activos.
Todas estas combinaciones han sido empleadas con éxito en el país en múltiples ocasiones. El diseñador debe tener en consideración que en aquellos muros en los que se inhiba el desplazamiento del suelo, es recomendable trabajar con la presión de reposo en el cálculo de los empujes debidos al terreno. En el caso de sistemas en voladizo bastará usar la presión activa para el cálculo de los empujes.
Fig. 10.18: Muros móviles autoportantes
Aspectos específicos de diseño
En general los muros de retención de estos tipos deben cumplir con criterios de estabilidad externa y estabilidad interna.
Estabilidad externa
Deben existir factores de seguridad apropiados al deslizamiento del muro, volcamiento del muro, estabilidad global y revisión de la capacidad de soporte. Estos criterios son similares a los expuestos para los muros mecánicamente estabilizados y se establecen en el Código de cimentaciones de Costa Rica, para el caso de muros de retención en obras distintas a infra-estructura vial y en la normativa AASHTO para el caso de intraestructura vial.
La revisión de la capacidad soportante hoy en día se hace de rutina por el método de capacidad última. Una vez que se ha verificado que la fundación tiene la rigidez apropiada, pueden calcularse las presiones de suelo bajo el supuesto de placa rígida para cada combinación de carga y comparar estas presiones contra la capacidad soportante del suelo reducida por un factor Ø apropiado.
La tabla 10.3 muestra los factores de seguridad recomendados por el Código de Cimentaciones de Costa Rica para los criterios de deslizamiento del muro y volcamiento del muro.
Tabla 10.3 Factores de seguridad para estabilidad externa, CCCR
Estabilidad interna
Se logra a través del diseño estructural del muro, dimensionamiento, acero de refuerzo longitudinal para tomar las flexiones, capacidad a cortante, anclaje apropiado del refuerzo longitudinal en la placa de fundación, refuerzo de la placa de fundación y diseño y detallado de anclajes al terreno cuando estos existan.
En la sección de ayudas de diseño se presentan guías para la selección del tipo de sistema prefabricado a emplear en las paredes del muro, con base en las propiedades del suelo retenido y el tipo de sistema estructural.
Las conexiones entre los componentes prefabricados pueden realizarse de acuerdo con los cuatro tipos de conexiones que establece el Código Sísmico de Costa Rica en su capítulo 12: Estructuras y Componentes prefabricados de concreto. Los sistemas de PC usualmente emplean conexiones de tipo húmedo (para detalles acerca de los tipos de conexiones, véase el capítulo 13 sobre edificios prefabricados).
Fig. 10.15 Sistema de paredes constituidas por paneles verticales de sección constante
Fig. 10.16 Sistema de muros constituidos por tes y doble tes verticales
2.400 m0.130 m 0.130 m 0.300 m
5.020 m
0.200 m
1.500 m0.110 m 0.110 m
0.14
5 m
0.55
0 m
0.915 m
2 D 57 2 D 57
6.000 m
0.500 m
1.175 m
0.100 m
0.500 m0.350 m
0.020 m0.020 m
0.020 m
Fig. 10.17 Sistemas basados en columnas o contrafuertes
Columna prefabricada Columna prefabricada
Losa sólidaLosa sólida
0.01 m 0.01 m
2.4 m 2.4 m
0.58 m
Columnaprefabricada
Fig. 10.14 Sección Losa Lex
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10.4 Ayudas de diseño de muros de retención
a) Muros de mampostería
A continuación se muestran las tablas de diseño para muros de mampostería de 1 a 2.6 m de altura con paredes de bloques de mampostería de 20 cm de ancho (bloque 20x20x40 cm). Se han desarrollado para una capacidad soportante admisible del terreno de 10
2Ton/m (F.S.=3.0). Los diseños sugeridos en estas tablas se han calculado para un material de relleno granular o granular con visible contenido de arcilla. No deberán usarse para rellenos de arcilla suave, limos orgánicos o arcilla limosa.
Longitudinal (pared)
máx 30º
Barras VH
Barras X
A
B
Longitudinal (placa)
0.30
0.20 0.20
H(m)
A(m)
B(m)
T(m)
Barras V# (m)
Barras X# (m)
Longitudinal (pared)
# (m)
Longitudinal(placa)
# (m)
1.0 0.2 0.70 0.20 3 0.4 4 0.30 3 0.2 4 0.30
1.2 0.2 0.75 0.20 3 0.4 4 0.30 3 0.2 4 0.30
1.4 0.2 0.92 0.20 3 0.4 4 0.30 3 0.2 4 0.30
1.6 0.2 1.08 0.25 4 0.4 4 0.20 3 0.4 4 0.20
1.8 0.2 1.25 0.25 4 0.4 4 0.20 3 0.4 4 0.20
2.0 0.2 1.40 0.30 5 0.4 4 0.20 3 0.4 4 0.20
2.2 0.2 1.47 0.30 4 0.2 4 0.20 3 0.4 4 0.20
2.4 0.2 1.72 0.30 5 0.2 4 0.20 3 0.4 4 0.20
2.6 0.2 1.87 0.35 6 0.2 5 0.25 3 0.4 5 0.25
Tabla 10.4 Relleno con talud horizontal
H(m)
A(m)
B(m)
T(m)
Barras V# (m)
Barras X# (m)
Longitudinal (pared)
# (m)
Longitudinal(placa)
# (m)
1.0 0.2 1.10 0.20 3 0.4 4 0.30 3 0.2 4 0.30
1.2 0.2 1.33 0.25 4 0.4 4 0.20 3 0.4 4 0.20
1.4 0.2 1.57 0.30 5 0.4 4 0.20 3 0.4 4 0.20
1.6 0.2 1.80 0.35 4 0.2 5 0.25 3 0.4 5 0.25
1.8 0.2 2.05 0.35 5 0.2 5 0.25 3 0.4 5 0.25
2.0 0.2 2.27 0.35 6 0.2 5 0.25 3 0.4 5 0.25
Tabla 10.5 Relleno con talud a 30º máx.
Notas:
• Las dovelas deberán tener el mismo diámetro y separación de las barras "V" y deberán anclarse un mínimo de 30 diámetros en la pared del muro.
• El mortero empleado para pegar los bloques y el concreto de relleno deberán tener una resistencia
2mínima de 175 kg/cm a los 28 días.
• El suelo de fundación deberá tener una capacidad soportante permisible mínima de 10 Ton/m2 con factor de seguridad de 3.
• Los diseños sugeridos en estas tablas se han calculado para un material de relleno granular o granular con visible contenido de arcilla. No deberán usarse para rellenos de arcilla suave, limos orgánicos o arcilla limosa.
• Se debe proporcionar un sistema de drenaje que evite presiones de agua en el muro.
• La placa de fundación debe tener una resistencia 2mínima de 210 kg/cm a los 28 días.
b) Muros Keystone
A continuación se muestran tablas de diseño para muros Keystone mecánicamente estabilizados de 1.30 m a 3.30 m. Se han desarrollado para tres calidades de suelo retenido y de fundación.
Altura H’(sobre la pendiente)
Alturade diseño
Desplantetotal
1.2 m teóricoso la trinchera real
Refuerzo geosintético
Plantilla baseDesplante
Pendiente
Condición al pie Desplante Desplante total
Level 10% H’ 10% H’
4H:1V 10% H’ 1’ + 10% H’
3H:1V 10% H’ 1.33% + 10% H’
2H:1V 10% H’ 2’ + 10% H’
Tabla 10.6 Sección transversal típica
Empotramiento recomendado de muro
Fig. 10.19 Diseño de muros de mampostería
Fig. 10.20 Diseño de muros Keystone
Fig. 21 Tablas de diseño de muros Keystone mecánicamente estabilizados
Condición de Carga Sin sobrecarga
14
12
10 109
8AlturaTotal 6 6 6 6
Ø = 30° Ø = Variable
γ = 1.9 ton/m3 γ = Variable 4 4
3Posición 2 2 2
Geomalla 1 1 1
Ø = Variableγ = Variable 1.30 1.70 2.10 2.50 2.90 3.30
Tipo de Bloque
Tipo Suelo
B : Suelo bueno Ø = 30 ° g = 1.9 ton/m3 B 1.60 1.90 2.30 2.60 2.90 3.20
R : Suelo regular Ø = 25 ° g = 1.8 ton/m3 Estándar R 1.60 1.90 2.30 2.60 3.00 3.40
M : Suelo malo Ø = 20 ° g = 1.7 ton/m3 M 2.00 2.40 / 1.90 ** 3.00 / 2.30 ** 3.60 / 2.60 ** 4.10 / 3.00 ** 4.70 / 3.40 **
B 1.30 1.70 2.00 2.30 2.70 3.00
• * El tipo de suelo se refiere al suelo retenido y de fundación Compac R 1.40 1.70 2.20 2.60 3.00 3.40•
M 2.00 2.40 / 1.70 ** 3.00 / 2.20 ** 3.60 / 2.60 ** 4.10 / 3.00 ** 4.70 / 3.40 **
••
95% del Próctor Estándar)
Parámetros sísmicos (CSCR-10): Zona III y Suelo S3
Resistencia a tensión al 5% de deformación de Geomallas: 2.7 ton/m
Altura Total (m) =
Longitud de las Geomallas(m)
Tipo de Suelo*
Longitud de las Geomallas
SueloReforzado
SueloRetenido
SueloFundación
**Sustitución en la fundación: No / Sí (Relleno de sustitución
debe ser como mínimo de 1m de profundidad y compactado al
Condición de Carga Con talud
14
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109
8 8Altura 7Total 6 6
Ø = 30° Ø = Variable 5 5
γ = 1.9 ton/m3 γ = Variable 4 4
3 3Posición 2 2
Geomalla 1 1 1 1
Ø = Variableγ = Variable 1.30 1.70 2.10 2.50 2.90 3.30
Tipo de Bloque
Tipo Suelo
B : Suelo bueno Ø = 30 ° g = 1.9 ton/m3 B 1.60 2.00 2.50 3.10 3.60 4.20
R : Suelo regular Ø = 25 ° g = 1.8 ton/m3 Estándar R 3.00 / 1.80 ** 4.10 / 2.60 ** 5.20 / 3.20 ** 6.40 / 3.90 ** 7.50 / 4.60 ** 8.60 / 5.30 **
M : Suelo malo Ø = 20 ° g = 1.7 ton/m3 M X / 3.60 ** X / 5.00 ** X / 6.20 ** X / 7.70 ** X / 9.00 X / 10.40 **
B 1.50 2.10 2.70 3.30 3.70 ** 4.30
• * El tipo de suelo se refiere al suelo retenido y de fundación Compac R 3.30 / 2.00 ** 4.40 / 2.80 ** 5.50 / 3.40 ** 6.60 / 4.10 ** 7.70 / 4.80 ** 8.80 / 5.40 **
• M X / 4.00 ** X / 5.30 ** X / 6.50 ** X / 8.00 ** X / 9.30 ** x / 10.70 **
••
debe ser como mínimo de 1m de profundidad y compactado al
95% del Próctor Estándar)
**Sustitución en la fundación: No / Sí (Relleno de sustitución
Longitud de las Geomallas(m)
Reforzado Retenido
SueloFundación
Longitud de las Geomallas
Suelo Suelo
Altura Total (m) =
Tipo de Suelo*
Parámetros sísmicos (CSCR-10): Zona III y Suelo S3
Resistencia a tensión al 5% de deformación de Geomallas: 2.7 ton/m
1
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Manual Técnico PC - Muros de retención Mu
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10.4 Ayudas de diseño de muros de retención
a) Muros de mampostería
A continuación se muestran las tablas de diseño para muros de mampostería de 1 a 2.6 m de altura con paredes de bloques de mampostería de 20 cm de ancho (bloque 20x20x40 cm). Se han desarrollado para una capacidad soportante admisible del terreno de 10
2Ton/m (F.S.=3.0). Los diseños sugeridos en estas tablas se han calculado para un material de relleno granular o granular con visible contenido de arcilla. No deberán usarse para rellenos de arcilla suave, limos orgánicos o arcilla limosa.
Longitudinal (pared)
máx 30º
Barras VH
Barras X
A
B
Longitudinal (placa)
0.30
0.20 0.20
H(m)
A(m)
B(m)
T(m)
Barras V# (m)
Barras X# (m)
Longitudinal (pared)
# (m)
Longitudinal(placa)
# (m)
1.0 0.2 0.70 0.20 3 0.4 4 0.30 3 0.2 4 0.30
1.2 0.2 0.75 0.20 3 0.4 4 0.30 3 0.2 4 0.30
1.4 0.2 0.92 0.20 3 0.4 4 0.30 3 0.2 4 0.30
1.6 0.2 1.08 0.25 4 0.4 4 0.20 3 0.4 4 0.20
1.8 0.2 1.25 0.25 4 0.4 4 0.20 3 0.4 4 0.20
2.0 0.2 1.40 0.30 5 0.4 4 0.20 3 0.4 4 0.20
2.2 0.2 1.47 0.30 4 0.2 4 0.20 3 0.4 4 0.20
2.4 0.2 1.72 0.30 5 0.2 4 0.20 3 0.4 4 0.20
2.6 0.2 1.87 0.35 6 0.2 5 0.25 3 0.4 5 0.25
Tabla 10.4 Relleno con talud horizontal
H(m)
A(m)
B(m)
T(m)
Barras V# (m)
Barras X# (m)
Longitudinal (pared)
# (m)
Longitudinal(placa)
# (m)
1.0 0.2 1.10 0.20 3 0.4 4 0.30 3 0.2 4 0.30
1.2 0.2 1.33 0.25 4 0.4 4 0.20 3 0.4 4 0.20
1.4 0.2 1.57 0.30 5 0.4 4 0.20 3 0.4 4 0.20
1.6 0.2 1.80 0.35 4 0.2 5 0.25 3 0.4 5 0.25
1.8 0.2 2.05 0.35 5 0.2 5 0.25 3 0.4 5 0.25
2.0 0.2 2.27 0.35 6 0.2 5 0.25 3 0.4 5 0.25
Tabla 10.5 Relleno con talud a 30º máx.
Notas:
• Las dovelas deberán tener el mismo diámetro y separación de las barras "V" y deberán anclarse un mínimo de 30 diámetros en la pared del muro.
• El mortero empleado para pegar los bloques y el concreto de relleno deberán tener una resistencia
2mínima de 175 kg/cm a los 28 días.
• El suelo de fundación deberá tener una capacidad soportante permisible mínima de 10 Ton/m2 con factor de seguridad de 3.
• Los diseños sugeridos en estas tablas se han calculado para un material de relleno granular o granular con visible contenido de arcilla. No deberán usarse para rellenos de arcilla suave, limos orgánicos o arcilla limosa.
• Se debe proporcionar un sistema de drenaje que evite presiones de agua en el muro.
• La placa de fundación debe tener una resistencia 2mínima de 210 kg/cm a los 28 días.
b) Muros Keystone
A continuación se muestran tablas de diseño para muros Keystone mecánicamente estabilizados de 1.30 m a 3.30 m. Se han desarrollado para tres calidades de suelo retenido y de fundación.
Altura H’(sobre la pendiente)
Alturade diseño
Desplantetotal
1.2 m teóricoso la trinchera real
Refuerzo geosintético
Plantilla baseDesplante
Pendiente
Condición al pie Desplante Desplante total
Level 10% H’ 10% H’
4H:1V 10% H’ 1’ + 10% H’
3H:1V 10% H’ 1.33% + 10% H’
2H:1V 10% H’ 2’ + 10% H’
Tabla 10.6 Sección transversal típica
Empotramiento recomendado de muro
Fig. 10.19 Diseño de muros de mampostería
Fig. 10.20 Diseño de muros Keystone
Fig. 21 Tablas de diseño de muros Keystone mecánicamente estabilizados
Condición de Carga Sin sobrecarga
14
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10 109
8AlturaTotal 6 6 6 6
Ø = 30° Ø = Variable
γ = 1.9 ton/m3 γ = Variable 4 4
3Posición 2 2 2
Geomalla 1 1 1
Ø = Variableγ = Variable 1.30 1.70 2.10 2.50 2.90 3.30
Tipo de Bloque
Tipo Suelo
B : Suelo bueno Ø = 30 ° g = 1.9 ton/m3 B 1.60 1.90 2.30 2.60 2.90 3.20
R : Suelo regular Ø = 25 ° g = 1.8 ton/m3 Estándar R 1.60 1.90 2.30 2.60 3.00 3.40
M : Suelo malo Ø = 20 ° g = 1.7 ton/m3 M 2.00 2.40 / 1.90 ** 3.00 / 2.30 ** 3.60 / 2.60 ** 4.10 / 3.00 ** 4.70 / 3.40 **
B 1.30 1.70 2.00 2.30 2.70 3.00
• * El tipo de suelo se refiere al suelo retenido y de fundación Compac R 1.40 1.70 2.20 2.60 3.00 3.40•
M 2.00 2.40 / 1.70 ** 3.00 / 2.20 ** 3.60 / 2.60 ** 4.10 / 3.00 ** 4.70 / 3.40 **
••
95% del Próctor Estándar)
Parámetros sísmicos (CSCR-10): Zona III y Suelo S3
Resistencia a tensión al 5% de deformación de Geomallas: 2.7 ton/m
Altura Total (m) =
Longitud de las Geomallas(m)
Tipo de Suelo*
Longitud de las Geomallas
SueloReforzado
SueloRetenido
SueloFundación
**Sustitución en la fundación: No / Sí (Relleno de sustitución
debe ser como mínimo de 1m de profundidad y compactado al
Condición de Carga Con talud
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8 8Altura 7Total 6 6
Ø = 30° Ø = Variable 5 5
γ = 1.9 ton/m3 γ = Variable 4 4
3 3Posición 2 2
Geomalla 1 1 1 1
Ø = Variableγ = Variable 1.30 1.70 2.10 2.50 2.90 3.30
Tipo de Bloque
Tipo Suelo
B : Suelo bueno Ø = 30 ° g = 1.9 ton/m3 B 1.60 2.00 2.50 3.10 3.60 4.20
R : Suelo regular Ø = 25 ° g = 1.8 ton/m3 Estándar R 3.00 / 1.80 ** 4.10 / 2.60 ** 5.20 / 3.20 ** 6.40 / 3.90 ** 7.50 / 4.60 ** 8.60 / 5.30 **
M : Suelo malo Ø = 20 ° g = 1.7 ton/m3 M X / 3.60 ** X / 5.00 ** X / 6.20 ** X / 7.70 ** X / 9.00 X / 10.40 **
B 1.50 2.10 2.70 3.30 3.70 ** 4.30
• * El tipo de suelo se refiere al suelo retenido y de fundación Compac R 3.30 / 2.00 ** 4.40 / 2.80 ** 5.50 / 3.40 ** 6.60 / 4.10 ** 7.70 / 4.80 ** 8.80 / 5.40 **
• M X / 4.00 ** X / 5.30 ** X / 6.50 ** X / 8.00 ** X / 9.30 ** x / 10.70 **
••
debe ser como mínimo de 1m de profundidad y compactado al
95% del Próctor Estándar)
**Sustitución en la fundación: No / Sí (Relleno de sustitución
Longitud de las Geomallas(m)
Reforzado Retenido
SueloFundación
Longitud de las Geomallas
Suelo Suelo
Altura Total (m) =
Tipo de Suelo*
Parámetros sísmicos (CSCR-10): Zona III y Suelo S3
Resistencia a tensión al 5% de deformación de Geomallas: 2.7 ton/m
1
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En voladizoSimplemente
apoyadoContinuo en
dos claros*
0.3 2.95 3.64 -
0.4 2.58 3.15 -
0.5 2.30 2.82 -
0.6 2.10 2.58 -
0.3 3.37 4.16 -
0.4 2.94 3.60 -
0.5 2.63 3.22 -
0.6 2.40 2.94 -
0.3 3.73 5.62 4.33
0.4 3.56 5.12 3.88
0.5 3.41 4.76 3.47
0.6 3.26 4.48 3.16
0.3 4.14 6.23 4.70
0.4 3.95 5.69 4.15
0.5 3.78 5.28 3.71
0.6 3.61 4.97 3.39
0.3 4.53 6.82 5.26
0.4 4.32 6.22 4.87
0.5 4.14 5.78 4.41
0.6 3.95 5.44 4.03
0.3 5.03 7.57 5.83
0.4 4.79 6.91 5.40
0.5 4.59 6.41 5.02
0.6 4.39 6.03 4.72
0.3 5.54 8.34 6.43
0.4 5.28 7.61 5.95
0.5 5.06 7.06 5.53
0.6 4.84 6.65 5.20
Te presforzada
Lex panel de 20 cm de espesor
Lex panel de 25 cm de espesor
Muro de sección constante de 22.5 cm,
reforzado
Muro de sección constante de 25 cm,
presforzado
Doble te presforzada
Altura máxima de retención (m)Sección
Coeficiente de empuje (activo o
de reposo)Figura
Muro de sección constante de 20 cm,
reforzado
Manual Técnico PC - Muros de retención
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Manual Técnico PC - Muros de retención Mu
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Tabla 10.7 Selección de elementos de pared para muros de retención prefabricados. Sin sobrecarga.
"*En el caso de muros continuos en dos claros, la tabla muestra el claro máximo, la altura total de retención es dos veces lo indicado en la tablaEl coeficiente de empuje empleado debe ser el coeficiente de empuje activo para muros con alto desplazamiento o deformabilidad y el coeficiente de empuje de reposos para muros con bajo desplazamiento o deformabilidad. Se recomienda usar empuje de reposo para todos los casos excepto el muro en voladizo.Los muros se suponen totalmente verticales y la presión se ha calculado con la teoría de Rankine. No se considera carga de agua.La resistencia de los elementos según se indica al inicio del capítuloSe supone una sobrecarga nula y un coeficiente dinámico horizontal de 0.25"
Condición de Carga Carga vehicularq = 1260 kg/m2
(De acuerdo con AASHTO)q
q14
q q12
q10 10
q8 8
Altura q 7Total 6 6
Ø = 30° Ø = Variable 5 5
γ = 1.9 ton/m3 γ = Variable 4 4
3 3 3Posición 2
Geomalla 1 1 1 1 1
Ø = Variableγ = Variable 1.30 1.70 2.10 2.50 2.90 3.30
Tipo de Bloque
Tipo Suelo
B : Suelo bueno Ø = 30 ° g = 1.9 ton/m3 B 2.40 2.50 2.70 3.00 3.30 3.60
R : Suelo regular Ø = 25 ° g = 1.8 ton/m3 Estándar R 2.70 3.00 / 2.50 ** 3.40 / 2.80 ** 3.80 / 3.20 ** 4.20 / 3.50 ** 4.60 / 3.80 **
M : Suelo malo Ø = 20 ° g = 1.7 ton/m3 M 3.90 / 2.70 ** 4.50 / 3.00 ** 5.00 / 3.40 ** 5.60 / 3.80 ** 6.20 / 4.20 ** 6.80 / 4.60 **
B 2.40 2.40 2.50 2.70 3.10 3.40
• * El tipo de suelo se refiere al suelo retenido y de fundación Compac R 2.70 3.00 / 2.50 ** 3.40 / 2.80 ** 3.80 / 3.20 ** 4.20 / 3.50 ** 4.60 / 3.80 **
• M 3.90 / 2.70 ** 4.50 / 3.00 ** 5.00 / 3.40 ** 5.60 / 3.80 ** 6.20 / 4.20 ** 6.80 / 4.60 **
••
Longitud de las Geomallas(m)
Longitud de las Geomallas
Suelo SueloReforzado Retenido
SueloFundación
Tipo de Suelo*
Altura Total (m) =
debe ser como mínimo de 1m de profundidad y compactado al
95% del Próctor Estándar)
**Sustitución en la fundación: No / Sí (Relleno de sustitución
Parámetros sísmicos (CSCR-10): Zona III y Suelo S3
Resistencia a tensión al 5% de deformación de Geomallas: 2.7 ton/m
Condición de Carga Sobrecarga q = 500 kg/m2
q
q14
q q12
q10 10
q 98
Altura q 7Total 6 6 6
Ø = 30° Ø = Variable 5 5
γ = 1.9 ton/m3 γ = Variable 4
3 3Posición 2 2 2
Geomalla 1 1 1
Ø = Variableγ = Variable 1.30 1.70 2.10 2.50 2.90 3.30
Tipo de Bloque
Tipo Suelo
B : Suelo bueno Ø = 30 ° g = 1.9 ton/m3 B 1.80 2.10 2.40 2.80 3.10 3.40
R : Suelo regular Ø = 25 ° g = 1.8 ton/m3 Estándar R 1.80 2.20 2.60 3.00 3.40 3.80 / 3.40 **
M : Suelo malo Ø = 20 ° g = 1.7 ton/m3 M 2.70 / 1.80 ** 3.30 / 2.20 ** 3.80 / 2.60 ** 4.40 / 3.00 ** 5.00 / 3.40 ** 5.50 / 3.80 **
B 1.50 1.80 2.20 2.50 2.80 3.20
• * El tipo de suelo se refiere al suelo retenido y de fundación Compac R 1.80 / 1.50 ** 2.20 / 1.90 ** 2.60 3.00 / 2.60 ** 3.40 / 2.80 ** 3.80 / 3.20 **• M 2.70 / 1.80 ** 3.30 / 2.20 ** 3.80 / 2.60 ** 4.40 / 3.00 ** 5.00 / 3.40 ** 5.50 / 3.80 **
••
**Sustitución en la fundación: No / Sí (Relleno de sustitución
debe ser como mínimo de 1m de profundidad y compactado al
95% del Próctor Estándar)
Parámetros sísmicos (CSCR-10): Zona III y Suelo S3
Resistencia a tensión al 5% de deformación de Geomallas: 2.7 ton/m
Longitud de las Geomallas
Suelo Suelo
Altura Total (m) =
Longitud de las Geomallas(m)
Reforzado Retenido
SueloFundación
Tipo de Suelo*
c. Muros de retención prefabricados
Las siguientes tablas permiten una rápida selección de paneles, tes o doble tes para paredes de muros constituidas por estos elementos en colocación totalmente vertical, con juntas coladas entre paneles. Las tablas suponen que el suelo retenido es granular. Para el cálculo de las presiones se emplea la teoría de Rankine. Para la carga de sismo, se emplea un coeficiente de empuje dinámico kh de 0.25, tal y como se define en los Comentarios al Código sísmico de Costa Rica 2002, sección C13.8.
A las tablas se debe ingresar con el tipo estructural, la o las alturas y el coeficiente de empuje del suelo retenido. Dicho coeficiente debe ser
seleccionado apropiadamente como el coeficiente de empuje activo o el coeficiente de empuje de reposo de acuerdo con la deformabilidad del muro.
Alternativamente, el diseñador puede inclinar el muro hacia el suelo retenido y realizar el cálculo de presiones con la teoría de Coulomb para arribar a soluciones aún más económicas.
Fig. 21 Tablas de diseño de muros Keystone mecánicamente estabilizados (continuación)
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En voladizoSimplemente
apoyadoContinuo en
dos claros*
0.3 2.95 3.64 -
0.4 2.58 3.15 -
0.5 2.30 2.82 -
0.6 2.10 2.58 -
0.3 3.37 4.16 -
0.4 2.94 3.60 -
0.5 2.63 3.22 -
0.6 2.40 2.94 -
0.3 3.73 5.62 4.33
0.4 3.56 5.12 3.88
0.5 3.41 4.76 3.47
0.6 3.26 4.48 3.16
0.3 4.14 6.23 4.70
0.4 3.95 5.69 4.15
0.5 3.78 5.28 3.71
0.6 3.61 4.97 3.39
0.3 4.53 6.82 5.26
0.4 4.32 6.22 4.87
0.5 4.14 5.78 4.41
0.6 3.95 5.44 4.03
0.3 5.03 7.57 5.83
0.4 4.79 6.91 5.40
0.5 4.59 6.41 5.02
0.6 4.39 6.03 4.72
0.3 5.54 8.34 6.43
0.4 5.28 7.61 5.95
0.5 5.06 7.06 5.53
0.6 4.84 6.65 5.20
Te presforzada
Lex panel de 20 cm de espesor
Lex panel de 25 cm de espesor
Muro de sección constante de 22.5 cm,
reforzado
Muro de sección constante de 25 cm,
presforzado
Doble te presforzada
Altura máxima de retención (m)Sección
Coeficiente de empuje (activo o
de reposo)Figura
Muro de sección constante de 20 cm,
reforzado
Manual Técnico PC - Muros de retención
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ción
Tabla 10.7 Selección de elementos de pared para muros de retención prefabricados. Sin sobrecarga.
"*En el caso de muros continuos en dos claros, la tabla muestra el claro máximo, la altura total de retención es dos veces lo indicado en la tablaEl coeficiente de empuje empleado debe ser el coeficiente de empuje activo para muros con alto desplazamiento o deformabilidad y el coeficiente de empuje de reposos para muros con bajo desplazamiento o deformabilidad. Se recomienda usar empuje de reposo para todos los casos excepto el muro en voladizo.Los muros se suponen totalmente verticales y la presión se ha calculado con la teoría de Rankine. No se considera carga de agua.La resistencia de los elementos según se indica al inicio del capítuloSe supone una sobrecarga nula y un coeficiente dinámico horizontal de 0.25"
Condición de Carga Carga vehicularq = 1260 kg/m2
(De acuerdo con AASHTO)q
q14
q q12
q10 10
q8 8
Altura q 7Total 6 6
Ø = 30° Ø = Variable 5 5
γ = 1.9 ton/m3 γ = Variable 4 4
3 3 3Posición 2
Geomalla 1 1 1 1 1
Ø = Variableγ = Variable 1.30 1.70 2.10 2.50 2.90 3.30
Tipo de Bloque
Tipo Suelo
B : Suelo bueno Ø = 30 ° g = 1.9 ton/m3 B 2.40 2.50 2.70 3.00 3.30 3.60
R : Suelo regular Ø = 25 ° g = 1.8 ton/m3 Estándar R 2.70 3.00 / 2.50 ** 3.40 / 2.80 ** 3.80 / 3.20 ** 4.20 / 3.50 ** 4.60 / 3.80 **
M : Suelo malo Ø = 20 ° g = 1.7 ton/m3 M 3.90 / 2.70 ** 4.50 / 3.00 ** 5.00 / 3.40 ** 5.60 / 3.80 ** 6.20 / 4.20 ** 6.80 / 4.60 **
B 2.40 2.40 2.50 2.70 3.10 3.40
• * El tipo de suelo se refiere al suelo retenido y de fundación Compac R 2.70 3.00 / 2.50 ** 3.40 / 2.80 ** 3.80 / 3.20 ** 4.20 / 3.50 ** 4.60 / 3.80 **
• M 3.90 / 2.70 ** 4.50 / 3.00 ** 5.00 / 3.40 ** 5.60 / 3.80 ** 6.20 / 4.20 ** 6.80 / 4.60 **
••
Longitud de las Geomallas(m)
Longitud de las Geomallas
Suelo SueloReforzado Retenido
SueloFundación
Tipo de Suelo*
Altura Total (m) =
debe ser como mínimo de 1m de profundidad y compactado al
95% del Próctor Estándar)
**Sustitución en la fundación: No / Sí (Relleno de sustitución
Parámetros sísmicos (CSCR-10): Zona III y Suelo S3
Resistencia a tensión al 5% de deformación de Geomallas: 2.7 ton/m
Condición de Carga Sobrecarga q = 500 kg/m2
q
q14
q q12
q10 10
q 98
Altura q 7Total 6 6 6
Ø = 30° Ø = Variable 5 5
γ = 1.9 ton/m3 γ = Variable 4
3 3Posición 2 2 2
Geomalla 1 1 1
Ø = Variableγ = Variable 1.30 1.70 2.10 2.50 2.90 3.30
Tipo de Bloque
Tipo Suelo
B : Suelo bueno Ø = 30 ° g = 1.9 ton/m3 B 1.80 2.10 2.40 2.80 3.10 3.40
R : Suelo regular Ø = 25 ° g = 1.8 ton/m3 Estándar R 1.80 2.20 2.60 3.00 3.40 3.80 / 3.40 **
M : Suelo malo Ø = 20 ° g = 1.7 ton/m3 M 2.70 / 1.80 ** 3.30 / 2.20 ** 3.80 / 2.60 ** 4.40 / 3.00 ** 5.00 / 3.40 ** 5.50 / 3.80 **
B 1.50 1.80 2.20 2.50 2.80 3.20
• * El tipo de suelo se refiere al suelo retenido y de fundación Compac R 1.80 / 1.50 ** 2.20 / 1.90 ** 2.60 3.00 / 2.60 ** 3.40 / 2.80 ** 3.80 / 3.20 **• M 2.70 / 1.80 ** 3.30 / 2.20 ** 3.80 / 2.60 ** 4.40 / 3.00 ** 5.00 / 3.40 ** 5.50 / 3.80 **
••
**Sustitución en la fundación: No / Sí (Relleno de sustitución
debe ser como mínimo de 1m de profundidad y compactado al
95% del Próctor Estándar)
Parámetros sísmicos (CSCR-10): Zona III y Suelo S3
Resistencia a tensión al 5% de deformación de Geomallas: 2.7 ton/m
Longitud de las Geomallas
Suelo Suelo
Altura Total (m) =
Longitud de las Geomallas(m)
Reforzado Retenido
SueloFundación
Tipo de Suelo*
c. Muros de retención prefabricados
Las siguientes tablas permiten una rápida selección de paneles, tes o doble tes para paredes de muros constituidas por estos elementos en colocación totalmente vertical, con juntas coladas entre paneles. Las tablas suponen que el suelo retenido es granular. Para el cálculo de las presiones se emplea la teoría de Rankine. Para la carga de sismo, se emplea un coeficiente de empuje dinámico kh de 0.25, tal y como se define en los Comentarios al Código sísmico de Costa Rica 2002, sección C13.8.
A las tablas se debe ingresar con el tipo estructural, la o las alturas y el coeficiente de empuje del suelo retenido. Dicho coeficiente debe ser
seleccionado apropiadamente como el coeficiente de empuje activo o el coeficiente de empuje de reposo de acuerdo con la deformabilidad del muro.
Alternativamente, el diseñador puede inclinar el muro hacia el suelo retenido y realizar el cálculo de presiones con la teoría de Coulomb para arribar a soluciones aún más económicas.
Fig. 21 Tablas de diseño de muros Keystone mecánicamente estabilizados (continuación)
Produto
s de C
oncre
to S.A.
En voladizoSimplemente
apoyadoContinuo en
dos claros*
0.3 2.47 3.25 -
0.4 2.08 2.76 -
0.5 1.81 2.43 -
0.6 1.62 2.19 -
0.3 2.88 3.76 -
0.4 2.44 3.21 -
0.5 2.13 2.83 -
0.6 1.91 2.55 -
0.3 3.49 5.30 4.23
0.4 3.25 4.79 3.66
0.5 2.98 4.42 3.25
0.6 2.78 4.14 2.95
0.3 3.90 5.92 4.57
0.4 3.65 5.35 3.93
0.5 3.36 4.94 3.50
0.6 3.13 4.63 3.18
0.3 4.29 6.51 5.16
0.4 4.03 5.88 4.72
0.5 3.71 5.44 4.20
0.6 3.47 5.10 3.81
0.3 4.78 7.26 5.74
0.4 4.51 6.57 5.31
0.5 4.17 6.07 4.92
0.6 3.90 5.69 4.63
0.3 5.29 8.03 6.33
0.4 4.99 7.26 5.86
0.5 4.64 6.72 5.43
0.6 4.34 6.31 5.10
Te presforzada
Muro de sección constante de 22.5 cm,
reforzado
Muro de sección constante de 25 cm,
presforzado
Doble te presforzada
Lex panel de 20 cm de espesor
Lex panel de 25 cm de espesor
Muro de sección constante de 20 cm,
reforzado
Figura SecciónCoeficiente de
empuje (activo o de reposo)
Altura máxima de retención (m)
2Tabla 10.9 Selección de elementos de pared para muros de retención prefabricados. Con 1000 kg/m de sobrecarga.
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"*En el caso de muros continuos en dos claros, la tabla muestra el claro máximo, la altura total de retención es dos veces lo indicado en la tablaEl coeficiente de empuje empleado debe ser el coeficiente de empuje activo para muros con alto desplazamiento o deformabilidad y el coeficiente de empuje de reposos para muros con bajo desplazamiento o deformabilidad. Se recomienda usar empuje de reposo para todos los casos excepto el muro en voladizo.Los muros se suponen totalmente verticales y la presión se ha calculado con la teoría de Rankine. No se considera carga de agua.La resistencia de los elementos según se indica al inicio del capítuloSe supone una sobrecarga temporal de 1000 kg/m2 y un coeficiente dinámico horizontal de 0.25"
En voladizoSimplemente
apoyadoContinuo en
dos claros*
0.3 2.71 3.44 -
0.4 2.31 2.95 -
0.5 2.04 2.62 -
0.6 1.84 2.38 -
0.3 3.13 3.95 -
0.4 2.67 3.40 -
0.5 2.37 3.02 -
0.6 2.14 2.74 -
0.3 3.61 5.46 4.28
0.4 3.41 4.95 3.77
0.5 3.20 4.58 3.36
0.6 3.00 4.30 3.06
0.3 4.01 6.08 4.63
0.4 3.80 5.51 4.04
0.5 3.58 5.10 3.60
0.6 3.36 4.79 3.28
0.3 4.41 6.67 5.21
0.4 4.17 6.05 4.82
0.5 3.94 5.60 4.30
0.6 3.70 5.26 3.92
0.3 4.90 7.43 5.79
0.4 4.65 6.73 5.36
0.5 4.40 6.24 4.97
0.6 4.13 5.86 4.67
0.3 5.41 8.20 6.38
0.4 5.13 7.43 5.90
0.5 4.87 6.89 5.48
0.6 4.57 6.47 5.15
Te presforzada
Muro de sección constante de 22.5 cm,
reforzado
Muro de sección constante de 25 cm,
presforzado
Doble te presforzada
Lex panel de 20 cm de espesor
Lex panel de 25 cm de espesor
Muro de sección constante de 20 cm,
reforzado
Figura SecciónCoeficiente de
empuje (activo o de reposo)
Altura máxima de retención (m)
2Tabla 10.8 Selección de elementos de pared para muros de retención prefabricados. Con 500 kg/m de sobrecarga.
"*En el caso de muros continuos en dos claros, la tabla muestra el claro máximo, la altura total de retención es dos veces lo indicado en la tablaEl coeficiente de empuje empleado debe ser el coeficiente de empuje activo para muros con alto desplazamiento o deformabilidad y el coeficiente de empuje de reposos para muros con bajo desplazamiento o deformabilidad. Se recomienda usar empuje de reposo para todos los casos excepto el muro en voladizo.Los muros se suponen totalmente verticales y la presión se ha calculado con la teoría de Rankine. No se considera carga de agua.La resistencia de los elementos según se indica al inicio del capítuloSe supone una sobrecarga temporal de 500 kg/m2 y un coeficiente dinámico horizontal de 0.25"Prod
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En voladizoSimplemente
apoyadoContinuo en
dos claros*
0.3 2.47 3.25 -
0.4 2.08 2.76 -
0.5 1.81 2.43 -
0.6 1.62 2.19 -
0.3 2.88 3.76 -
0.4 2.44 3.21 -
0.5 2.13 2.83 -
0.6 1.91 2.55 -
0.3 3.49 5.30 4.23
0.4 3.25 4.79 3.66
0.5 2.98 4.42 3.25
0.6 2.78 4.14 2.95
0.3 3.90 5.92 4.57
0.4 3.65 5.35 3.93
0.5 3.36 4.94 3.50
0.6 3.13 4.63 3.18
0.3 4.29 6.51 5.16
0.4 4.03 5.88 4.72
0.5 3.71 5.44 4.20
0.6 3.47 5.10 3.81
0.3 4.78 7.26 5.74
0.4 4.51 6.57 5.31
0.5 4.17 6.07 4.92
0.6 3.90 5.69 4.63
0.3 5.29 8.03 6.33
0.4 4.99 7.26 5.86
0.5 4.64 6.72 5.43
0.6 4.34 6.31 5.10
Te presforzada
Muro de sección constante de 22.5 cm,
reforzado
Muro de sección constante de 25 cm,
presforzado
Doble te presforzada
Lex panel de 20 cm de espesor
Lex panel de 25 cm de espesor
Muro de sección constante de 20 cm,
reforzado
Figura SecciónCoeficiente de
empuje (activo o de reposo)
Altura máxima de retención (m)
2Tabla 10.9 Selección de elementos de pared para muros de retención prefabricados. Con 1000 kg/m de sobrecarga.
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"*En el caso de muros continuos en dos claros, la tabla muestra el claro máximo, la altura total de retención es dos veces lo indicado en la tablaEl coeficiente de empuje empleado debe ser el coeficiente de empuje activo para muros con alto desplazamiento o deformabilidad y el coeficiente de empuje de reposos para muros con bajo desplazamiento o deformabilidad. Se recomienda usar empuje de reposo para todos los casos excepto el muro en voladizo.Los muros se suponen totalmente verticales y la presión se ha calculado con la teoría de Rankine. No se considera carga de agua.La resistencia de los elementos según se indica al inicio del capítuloSe supone una sobrecarga temporal de 1000 kg/m2 y un coeficiente dinámico horizontal de 0.25"
En voladizoSimplemente
apoyadoContinuo en
dos claros*
0.3 2.71 3.44 -
0.4 2.31 2.95 -
0.5 2.04 2.62 -
0.6 1.84 2.38 -
0.3 3.13 3.95 -
0.4 2.67 3.40 -
0.5 2.37 3.02 -
0.6 2.14 2.74 -
0.3 3.61 5.46 4.28
0.4 3.41 4.95 3.77
0.5 3.20 4.58 3.36
0.6 3.00 4.30 3.06
0.3 4.01 6.08 4.63
0.4 3.80 5.51 4.04
0.5 3.58 5.10 3.60
0.6 3.36 4.79 3.28
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0.4 4.17 6.05 4.82
0.5 3.94 5.60 4.30
0.6 3.70 5.26 3.92
0.3 4.90 7.43 5.79
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0.5 4.87 6.89 5.48
0.6 4.57 6.47 5.15
Te presforzada
Muro de sección constante de 22.5 cm,
reforzado
Muro de sección constante de 25 cm,
presforzado
Doble te presforzada
Lex panel de 20 cm de espesor
Lex panel de 25 cm de espesor
Muro de sección constante de 20 cm,
reforzado
Figura SecciónCoeficiente de
empuje (activo o de reposo)
Altura máxima de retención (m)
2Tabla 10.8 Selección de elementos de pared para muros de retención prefabricados. Con 500 kg/m de sobrecarga.
"*En el caso de muros continuos en dos claros, la tabla muestra el claro máximo, la altura total de retención es dos veces lo indicado en la tablaEl coeficiente de empuje empleado debe ser el coeficiente de empuje activo para muros con alto desplazamiento o deformabilidad y el coeficiente de empuje de reposos para muros con bajo desplazamiento o deformabilidad. Se recomienda usar empuje de reposo para todos los casos excepto el muro en voladizo.Los muros se suponen totalmente verticales y la presión se ha calculado con la teoría de Rankine. No se considera carga de agua.La resistencia de los elementos según se indica al inicio del capítuloSe supone una sobrecarga temporal de 500 kg/m2 y un coeficiente dinámico horizontal de 0.25" Prod
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ción
10.4 La construcción y detallado de muros de retención
A continuación se indican una serie de recomendaciones de detallado y construcción de muros de retención.
a. Sistema de muros Keystone
El proceso constructivo es el siguiente:
Preparación del sitio
Quite toda la vegetación y basura. Este material no se debe usar como terraplén. Si se requiere, excave el suelo del sitio para colocar las unidades Keystone. Si se va a levantar un muro sobre terraplén, este paso puede no ser necesario.
Excavación de la zanja para la base
ANCHODE LA ZANJABASE
ZANJABASE
CUÑAPASIVADE SUELO
PROFUNDIDADDE LA ZANJABASE
Después de seleccionar la ubicación y longitud del muro realice la zanja. Esto hace crear una cuña pasiva de suelo para resistir el deslizamiento y ayuda a prevenir la erosión y arrastre en la base del muro.
La zanja deberá ser lo suficientemente amplia para permitir el ingreso de la unidad Keystone y la construcción del drenaje para la liberación de presiones hidrostáticas.
La zanja debe tener un mínimo de 60 cm de ancho para todas las unidades, pero es posible que se necesite un ancho mayor si se va a utilizar geomalla u otro tipo de refuerzo mecánico.
La profundidad estándar para muros de gravedad es de 150 mm. Si las condiciones del suelo son malas, puede requerirse de una mayor profundidad en el material de la base nivelada o refuerzo del suelo. Esta cantidad adicional de material se utilizaría para mejorar la capacidad de apoyo del subnivel para poder dar soporte total al peso del muro de retención.
Fig. 10.22 Detalle de excavaciónde la zanja para la base
(2) Longitud del talud(1) Altura del talud
Profundidad de la zanja base
Base nivelada
Profundidad de las unidadespor debajo de nivel
1.5 m mínima cuñapasiva de suelo
2
1
Si el muro se construye en una pendiente, deben seguirse los lineamientos de la figura 10.23 para establecer una profun-didad mínima de zanja.
Cuando el nivel varía en la dirección longitudinal del muro (paralelo al muro) la profun-didad de la zanja y la profundi-dad de las unidades que están bajo el nivel, variarán (fig 10.24). Mantenga siempre al menos la
profundidad mínima requerida de las unidades Keystone enterradas.
Colocación y compactación de la base nivelada
Seleccione el material adecuado para la base nivelada. Usualmente se emplea suelo inorgánico granular para base. El tamaño máximo de sus partículas es de 20 mm. El tamaño mínimo de sus partículas es de no más de un 10% del volumen que pasa por una malla No. 200. Si se usa material de mayor tamaño la nivelación se dificultará. No se recomienda el uso de agregados redondos para la base nivelada, ya que la superficie redonda de estos materiales produce baja fricción en la compactación y permite un mayor potencial de movimiento del muro.
Profundidad mínimade la unidad enterrada
Unidades KRWde elevación Inclinación de la pendiente
Segmentoa nivel
Base nivelada
Coloque el material que haya seleccionado para la base nivelada y compáctelo con equipo adecuado para lograr la densidad apropiada. Compacte los materiales granulares a un 95% del próctor estándar o a un 90% del próctor modificado. Compacte la base hasta que quede nivelada.
Verifique el nivel utilizando al menos un nivel manual. Use un poco de arena o material granular fino para los ajustes menores. Si está empleando una base nivelada de concreto no reforzado, coloque las tablas de formaleta para establecer la línea de excavación, vacíe el concreto y enrase.
Los muros construidos sobre una pendiente longitudinal pueden requerir de una base escalonada. En estas condiciones, la base nivelada y la primera hilera de unidades Keystone se instalan para cada longitud de escalón en declive. Empezando en la elevación más baja, coloque y compacte el material de la base nivelada e instale la primera hilera de unidades Keystone.
Fig. 10.23 Detalle de construcciónKeystone en pendiente
Cuando haya terminado de nivelar y alinear estas unidades, coloque y compacte la base nivelada para el escalón del siguiente nivel. Al hacerlo, coloque el mismo material alrededor de las unidades que estén más cerca del escalón para estabilizar su posición. La parte superior de la última unidad
Keystone se convierte en la hilera de la parte superior de la base nivelada. Esta unidad retiene el material de la base nivelada para el siguiente escalón de la siguiente hilera. Si las condiciones del sitio así lo requieren, es posible construir en la dirección opuesta, de una elevación mayor a una menor, aunque resulta mucho menos eficiente. Dicho método requiere de mayor habilidad para nivelar y alinear la base nivelada con la última unidad Keystone del nivel precedente.
Colocación de la hilera base
Empiece en la elevación menor del muro. Coloque todas las unidades paralelas a la línea de alineación. Los bordes maquinados de las unidades colindantes deben estar en contacto.
Este procedimiento se aplica a muros rectos. La cara superior tiene cuatro orificios pequeños centrados entre los agujeros receptores (figura 10.26). Todas las unidades deberán descansar firmemente sobre la base nivelada. Verifique y ajuste el nivel y la alineación de todas las unidades. No alinee las unidades utilizando la superficie de la cara con división. En lugar de esto, verifique la posición adecuada de todas las unidades Keystone, examinando una línea recta que se encuentra en la parte de atrás de las unidades o sobre la parte superior de las perforaciones de las unidades (figura 10.26).
La superficie superior de dos unidades adyacentes debe estar alineada a más o menos 3 mm de tolerancia. Se pueden hacer ajustes menores dando golpes ligeros con un mazo de hule o mediante la colocación de cantidades pequeñas de arena gruesa debajo de las unidades.
Para reducir el movimiento de las unidades en la base, debido a la acción del equipo de construcción, coloque material de relleno después de colocar y nivelar diez unidades. Cuando coloque la base de un muro con inclinación, ponga primero todas las unidades del nivel más bajo. La colocación de la base para el siguiente paso en nivel, debe comenzar con la colocación de un mínimo de 1-1/2 unidades traslapadas (figura 10.27). Esto asegurará la posición adecuada de cierre para la colocación de unidades adicionales.
Efectuar la alineación a lo largo de las perforaciones
Nivele las unidadesuna al lado de la otra
Nivele la unidadfrente con parteposterior
Empalmede 1 ½ unidadesen el declivedel talud
Parte suprior de la unidad con cuatro orificios para pasador
Unidades paralelas a la línea de alineación
Superficie de lacara del murocon división
Línea de alineación
Inserción de pernos de conexión de fibra de vidrio
Seleccione una opción de inclinación. El talud es la pendiente de la cara del muro hacia arriba y hacia atrás. Con Keystone, el talud está controlado mecánicamente por la posición del perno. Las unidades con cuatro perforaciones para el perno, que aparecen en la parte superior de la unidad Keystone presentan tres opciones para el talud: 8.8º 30 mm, 4.4º 15 mm, o casi vertical. Las unidades que solamente tienen dos perforaciones en la parte superior de la Unidad Keystone® dan como resultado un talud de 4.4º (figura 10.29).
NOTA: Véase la sección de esquinas y curvas con respecto al efecto del talud en los muros curvos.
Inserte el pasador de fibrade vidrio en el orificio para pernos
Orificiosdelanterospara los pernos
Orificiostraserospara los pernos
Coloque los pernos en dos de las perforaciones realizadas en la parte superior de cada una de las unidades Keystone. Utilice un martillo para hacer pasar el perno a través de la capa de concreto hasta la abertura. Una vez en posición, debe sobresalir un segmento del perno, como mínimo de 3 cm por encima de la parte superior de la unidad.
Fig. 10.24 Profundidad mínima requerida
Fig. 10.25 Nivelación de la base
Fig. 26 Alineamiento de unidades Keystone
Figura 10.27 Nivelación de unidades Keystone
Fig. 10.28 Colocaciónde pasadores
Produto
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10.4 La construcción y detallado de muros de retención
A continuación se indican una serie de recomendaciones de detallado y construcción de muros de retención.
a. Sistema de muros Keystone
El proceso constructivo es el siguiente:
Preparación del sitio
Quite toda la vegetación y basura. Este material no se debe usar como terraplén. Si se requiere, excave el suelo del sitio para colocar las unidades Keystone. Si se va a levantar un muro sobre terraplén, este paso puede no ser necesario.
Excavación de la zanja para la base
ANCHODE LA ZANJABASE
ZANJABASE
CUÑAPASIVADE SUELO
PROFUNDIDADDE LA ZANJABASE
Después de seleccionar la ubicación y longitud del muro realice la zanja. Esto hace crear una cuña pasiva de suelo para resistir el deslizamiento y ayuda a prevenir la erosión y arrastre en la base del muro.
La zanja deberá ser lo suficientemente amplia para permitir el ingreso de la unidad Keystone y la construcción del drenaje para la liberación de presiones hidrostáticas.
La zanja debe tener un mínimo de 60 cm de ancho para todas las unidades, pero es posible que se necesite un ancho mayor si se va a utilizar geomalla u otro tipo de refuerzo mecánico.
La profundidad estándar para muros de gravedad es de 150 mm. Si las condiciones del suelo son malas, puede requerirse de una mayor profundidad en el material de la base nivelada o refuerzo del suelo. Esta cantidad adicional de material se utilizaría para mejorar la capacidad de apoyo del subnivel para poder dar soporte total al peso del muro de retención.
Fig. 10.22 Detalle de excavaciónde la zanja para la base
(2) Longitud del talud(1) Altura del talud
Profundidad de la zanja base
Base nivelada
Profundidad de las unidadespor debajo de nivel
1.5 m mínima cuñapasiva de suelo
2
1
Si el muro se construye en una pendiente, deben seguirse los lineamientos de la figura 10.23 para establecer una profun-didad mínima de zanja.
Cuando el nivel varía en la dirección longitudinal del muro (paralelo al muro) la profun-didad de la zanja y la profundi-dad de las unidades que están bajo el nivel, variarán (fig 10.24). Mantenga siempre al menos la
profundidad mínima requerida de las unidades Keystone enterradas.
Colocación y compactación de la base nivelada
Seleccione el material adecuado para la base nivelada. Usualmente se emplea suelo inorgánico granular para base. El tamaño máximo de sus partículas es de 20 mm. El tamaño mínimo de sus partículas es de no más de un 10% del volumen que pasa por una malla No. 200. Si se usa material de mayor tamaño la nivelación se dificultará. No se recomienda el uso de agregados redondos para la base nivelada, ya que la superficie redonda de estos materiales produce baja fricción en la compactación y permite un mayor potencial de movimiento del muro.
Profundidad mínimade la unidad enterrada
Unidades KRWde elevación Inclinación de la pendiente
Segmentoa nivel
Base nivelada
Coloque el material que haya seleccionado para la base nivelada y compáctelo con equipo adecuado para lograr la densidad apropiada. Compacte los materiales granulares a un 95% del próctor estándar o a un 90% del próctor modificado. Compacte la base hasta que quede nivelada.
Verifique el nivel utilizando al menos un nivel manual. Use un poco de arena o material granular fino para los ajustes menores. Si está empleando una base nivelada de concreto no reforzado, coloque las tablas de formaleta para establecer la línea de excavación, vacíe el concreto y enrase.
Los muros construidos sobre una pendiente longitudinal pueden requerir de una base escalonada. En estas condiciones, la base nivelada y la primera hilera de unidades Keystone se instalan para cada longitud de escalón en declive. Empezando en la elevación más baja, coloque y compacte el material de la base nivelada e instale la primera hilera de unidades Keystone.
Fig. 10.23 Detalle de construcciónKeystone en pendiente
Cuando haya terminado de nivelar y alinear estas unidades, coloque y compacte la base nivelada para el escalón del siguiente nivel. Al hacerlo, coloque el mismo material alrededor de las unidades que estén más cerca del escalón para estabilizar su posición. La parte superior de la última unidad
Keystone se convierte en la hilera de la parte superior de la base nivelada. Esta unidad retiene el material de la base nivelada para el siguiente escalón de la siguiente hilera. Si las condiciones del sitio así lo requieren, es posible construir en la dirección opuesta, de una elevación mayor a una menor, aunque resulta mucho menos eficiente. Dicho método requiere de mayor habilidad para nivelar y alinear la base nivelada con la última unidad Keystone del nivel precedente.
Colocación de la hilera base
Empiece en la elevación menor del muro. Coloque todas las unidades paralelas a la línea de alineación. Los bordes maquinados de las unidades colindantes deben estar en contacto.
Este procedimiento se aplica a muros rectos. La cara superior tiene cuatro orificios pequeños centrados entre los agujeros receptores (figura 10.26). Todas las unidades deberán descansar firmemente sobre la base nivelada. Verifique y ajuste el nivel y la alineación de todas las unidades. No alinee las unidades utilizando la superficie de la cara con división. En lugar de esto, verifique la posición adecuada de todas las unidades Keystone, examinando una línea recta que se encuentra en la parte de atrás de las unidades o sobre la parte superior de las perforaciones de las unidades (figura 10.26).
La superficie superior de dos unidades adyacentes debe estar alineada a más o menos 3 mm de tolerancia. Se pueden hacer ajustes menores dando golpes ligeros con un mazo de hule o mediante la colocación de cantidades pequeñas de arena gruesa debajo de las unidades.
Para reducir el movimiento de las unidades en la base, debido a la acción del equipo de construcción, coloque material de relleno después de colocar y nivelar diez unidades. Cuando coloque la base de un muro con inclinación, ponga primero todas las unidades del nivel más bajo. La colocación de la base para el siguiente paso en nivel, debe comenzar con la colocación de un mínimo de 1-1/2 unidades traslapadas (figura 10.27). Esto asegurará la posición adecuada de cierre para la colocación de unidades adicionales.
Efectuar la alineación a lo largo de las perforaciones
Nivele las unidadesuna al lado de la otra
Nivele la unidadfrente con parteposterior
Empalmede 1 ½ unidadesen el declivedel talud
Parte suprior de la unidad con cuatro orificios para pasador
Unidades paralelas a la línea de alineación
Superficie de lacara del murocon división
Línea de alineación
Inserción de pernos de conexión de fibra de vidrio
Seleccione una opción de inclinación. El talud es la pendiente de la cara del muro hacia arriba y hacia atrás. Con Keystone, el talud está controlado mecánicamente por la posición del perno. Las unidades con cuatro perforaciones para el perno, que aparecen en la parte superior de la unidad Keystone presentan tres opciones para el talud: 8.8º 30 mm, 4.4º 15 mm, o casi vertical. Las unidades que solamente tienen dos perforaciones en la parte superior de la Unidad Keystone® dan como resultado un talud de 4.4º (figura 10.29).
NOTA: Véase la sección de esquinas y curvas con respecto al efecto del talud en los muros curvos.
Inserte el pasador de fibrade vidrio en el orificio para pernos
Orificiosdelanterospara los pernos
Orificiostraserospara los pernos
Coloque los pernos en dos de las perforaciones realizadas en la parte superior de cada una de las unidades Keystone. Utilice un martillo para hacer pasar el perno a través de la capa de concreto hasta la abertura. Una vez en posición, debe sobresalir un segmento del perno, como mínimo de 3 cm por encima de la parte superior de la unidad.
Fig. 10.24 Profundidad mínima requerida
Fig. 10.25 Nivelación de la base
Fig. 26 Alineamiento de unidades Keystone
Figura 10.27 Nivelación de unidades Keystone
Fig. 10.28 Colocaciónde pasadores
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Inclinacióndel muro
Posición del pasadoren el orificio trasero
El contacto delperno con elorificio riniformecontrola el talud
Posición del pernoen el orificio delantero
Perno conectorde fibra de vidrio
Orificiopara perno
Orificioreceptoruniforme
Alterne entre posicióndel perno en el orificiodelantero y en el trasero
“Casi vertical”
Colocación de material para el drenaje
Llene los huecos de la unidad Keystone y la zona de drenaje con un material inorgánico granular que permita el drenaje libre (preferiblemente piedra triturada de 20 mm).
El ancho total del muro con el drenaje deberá ser como mínimo de 60 cm medidos desde la cara del muro hasta la parte posterior de la zanja. Las necesidades de drenaje de prevalecientes en el país pueden requerir de un mayor espesor de este material. La piedra triturada se consolidará de manera natural. El material de arena gruesa o granular puede requerir de compactación manual.
No opere ningún equipo automático de compactación directamente sobre las unidades Keystone para tratar de compactar este material, ya que puede ocasionar fracturas. Cuando se construya con la Unidad Estándar se podrán colocar tres hileras de altura antes de la colocación del material granular del drenaje y de la unidad Keystone. Para utilizar este procedimiento de construcción, el material debe ser piedra triturada limpia de 20 mm. Si se emplea refuerzo de geomalla, se debe colocar el relleno antes de poner las hileras de geomalla. Nunca se debe intentar rellenar a través de las aberturas de la geomalla.
Relleno y compactación
En general todos los suelos deben colocarse en capas de no más de 20 cm de espesor, que es la altura de una sola unidad Keystone. Más específicamente,
Material de launidad/drenaje
Zona de drenaje
Huecos oespacios vacíosde la unidad
Material de relleno
Relleno retenido
Cuña pasiva de suelo
Material de la unidad /Drenaje
el espesor adecuado del material colocado en una sola capa depende del tipo de suelos y del equipo de compactación que se esté utilizando. Por ejemplo, la piedra triturada (utilizada para el drenaje), puede colocarse en capas anchas y se compactará con un mínimo esfuerzo. La mayoría de los suelos inorgánicos de los sitios, fácilmente influidos por los niveles de humedad, se deben colocar en capas menores y requieren de un esfuerzo de compactación mayor.
Los suelos de relleno y terraplén tienen que ser compactados a un mínimo de 95% del próctor estándar o un 90% del próctor modificado. No debe usarse material orgánico ni arcilla pesada. Estos materiales mantienen la humedad y no se compactan adecuadamente. El equipo mecánico de compactación se puede usar para compactar suelos colocados más allá de la zona de drenaje. No debe operarse a una distancia menor de 1 m de la superficie posterior de la unidad Keystone. No sobrecompacte o compacte los suelos adyacentes a la parte posterior de la unidad en forma no controlada, ya que esto puede llevar material de drenaje debajo de la unidad, forzando las unidades a salir de su nivel. Todas las pruebas de suelos deberán ser realizadas por un ingeniero calificado.
Mientras está colocando el material de relleno detrás de la primera hilera de unidades Keystone, vuelva a colocar la cuña de suelo pasivo que se encuentra al frente de las unidades. Esto asegurará la alineación correcta de todas las unidades (véase figura 10.31).
Limpieza de la superficie de las unidades
Remueva el exceso de material de los agujeros de las unidades en la parte superior de estas. Esto permitirá que haya una superficie uniforme para la colocación de la siguiente hilera de unidades Keystone.
Instalación de hileras adicionales
Coloque hileras adicionales de unidades Keystone. Cada una de las unidades deberá colocarse sobre dos de las unidades de abajo, creando así un patrón de tesón y soga en la superficie. Levante cada una de las unidades Keystone por la cara posterior. Centre la unidad frente al punto en el que se unen las dos unidades que se encuentran debajo.
Unidad colocada enla orilla delanterade las dos unidadesde abajo
Coloque la cara frontal de la unidad sobre la orilla externa de las dos unidades de abajo. Con la unidad Keystone en esta posición, rótela lentamente hasta que haga contacto con las dos unidades que se encuentran debajo, de modo que las perforaciones se deslicen sobre los pernos de fibra de vidrio de las unidades de abajo (la abertura riniforme permitirá la inspección visual).
Deslice la unidadhacia abajo sobre los pernos
Jale la unidad hacia delante para meter los pasadores. La unidad quedará fija en posición inclinada. Verifique visualmente para asegurarse de que la unidad esté colocada paralela a las unidades de abajo.
Posicionamiento de las unidades de los extremos
Siga el mismo procedimiento para la colocación y posicionamiento adecuados de las unidades Keystone de los extremos. Las unidades laterales pueden asegurarse con un material adherente para evitar su remoción. La alineación final en la parte superior del muro puede también requerir del mismo procedimiento. Si, debido a la alineación final, las unidades reposicionadas de los extremos no quedan adecuadamente alineadas con las conexiones de los pernos, entonces quite estos y asegure estas unidades de los extremos con el material adherente.
Debido a la flexibilidad del sistema Keystone, el material adherente debe ser capaz de tolerar cierto movimiento. El adhesivo Keystone® Kapseal™ está diseñado para este uso y su fórmula especial soporta temperatura y humedad extremas. Si no se puede conseguir este material, pueden emplearse otros adhesivos con base de epóxico flexible para unir mampostería. Consulte las instrucciones de los fabricantes para conocer todos los detalles.
Deslice la unidad hacia adelantepara que los pasadores hagan contacto con la parte de atrásde los orificios riniformes
Asegúrese deque las unidadesestán colocadasparalelamente
Unidades de remate
Nivel de acabado decorativo
Colocación de materiales de acabado
Hay que recordar que las condiciones de acabado afectan el desempeño del muro. No deben alterarse las condiciones del diseño original. La carga en taludes, estacionamientos y edificios debe mantenerse según el diseño original.
Instalación de geomalla
Muchos muros requerirán de un refuerzo con geomalla Los muros de retención Keystone reforzados se deben de construir según un diseño de ingeniería. Póngase en contacto con Productos de Concreto para evaluar sus necesidades de refuerzo y/o para ubicar servicios de ingeniería/diseño, así como proveedores de material para geomallas. En la sección de ayudas de diseño se presentan casos típicos de diseño de muros de retención para condiciones estándar.
Siga las instrucciones contenidas en las secciones anteriores hasta que llegue a la menor elevación del muro en la que se requiere colocar una capa con geomalla. Esta elevación, junto con cualquier otra capas adicional de geomalla, se deberá especificar en el diseño de ingeniería del muro.
En este punto, se habrá excavado una zanja, se habrá colocado la base nivelada, se habrán instalado las hileras iniciales de unidades Keystone y el
10.29 Pendientes de la cara del muro
Fig. 10.30 Colocación del material de drenaje
Fig. 10.31 Colocación del material de relleno
Fig. 10.32 Colocación de hileras adicionales
Fig. 10.33 Colocación de unidades
Fig. 10.34 Fijación de unidades
Fig. 10.35 Colocación del material de acabado
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Inclinacióndel muro
Posición del pasadoren el orificio trasero
El contacto delperno con elorificio riniformecontrola el talud
Posición del pernoen el orificio delantero
Perno conectorde fibra de vidrio
Orificiopara perno
Orificioreceptoruniforme
Alterne entre posicióndel perno en el orificiodelantero y en el trasero
“Casi vertical”
Colocación de material para el drenaje
Llene los huecos de la unidad Keystone y la zona de drenaje con un material inorgánico granular que permita el drenaje libre (preferiblemente piedra triturada de 20 mm).
El ancho total del muro con el drenaje deberá ser como mínimo de 60 cm medidos desde la cara del muro hasta la parte posterior de la zanja. Las necesidades de drenaje de prevalecientes en el país pueden requerir de un mayor espesor de este material. La piedra triturada se consolidará de manera natural. El material de arena gruesa o granular puede requerir de compactación manual.
No opere ningún equipo automático de compactación directamente sobre las unidades Keystone para tratar de compactar este material, ya que puede ocasionar fracturas. Cuando se construya con la Unidad Estándar se podrán colocar tres hileras de altura antes de la colocación del material granular del drenaje y de la unidad Keystone. Para utilizar este procedimiento de construcción, el material debe ser piedra triturada limpia de 20 mm. Si se emplea refuerzo de geomalla, se debe colocar el relleno antes de poner las hileras de geomalla. Nunca se debe intentar rellenar a través de las aberturas de la geomalla.
Relleno y compactación
En general todos los suelos deben colocarse en capas de no más de 20 cm de espesor, que es la altura de una sola unidad Keystone. Más específicamente,
Material de launidad/drenaje
Zona de drenaje
Huecos oespacios vacíosde la unidad
Material de relleno
Relleno retenido
Cuña pasiva de suelo
Material de la unidad /Drenaje
el espesor adecuado del material colocado en una sola capa depende del tipo de suelos y del equipo de compactación que se esté utilizando. Por ejemplo, la piedra triturada (utilizada para el drenaje), puede colocarse en capas anchas y se compactará con un mínimo esfuerzo. La mayoría de los suelos inorgánicos de los sitios, fácilmente influidos por los niveles de humedad, se deben colocar en capas menores y requieren de un esfuerzo de compactación mayor.
Los suelos de relleno y terraplén tienen que ser compactados a un mínimo de 95% del próctor estándar o un 90% del próctor modificado. No debe usarse material orgánico ni arcilla pesada. Estos materiales mantienen la humedad y no se compactan adecuadamente. El equipo mecánico de compactación se puede usar para compactar suelos colocados más allá de la zona de drenaje. No debe operarse a una distancia menor de 1 m de la superficie posterior de la unidad Keystone. No sobrecompacte o compacte los suelos adyacentes a la parte posterior de la unidad en forma no controlada, ya que esto puede llevar material de drenaje debajo de la unidad, forzando las unidades a salir de su nivel. Todas las pruebas de suelos deberán ser realizadas por un ingeniero calificado.
Mientras está colocando el material de relleno detrás de la primera hilera de unidades Keystone, vuelva a colocar la cuña de suelo pasivo que se encuentra al frente de las unidades. Esto asegurará la alineación correcta de todas las unidades (véase figura 10.31).
Limpieza de la superficie de las unidades
Remueva el exceso de material de los agujeros de las unidades en la parte superior de estas. Esto permitirá que haya una superficie uniforme para la colocación de la siguiente hilera de unidades Keystone.
Instalación de hileras adicionales
Coloque hileras adicionales de unidades Keystone. Cada una de las unidades deberá colocarse sobre dos de las unidades de abajo, creando así un patrón de tesón y soga en la superficie. Levante cada una de las unidades Keystone por la cara posterior. Centre la unidad frente al punto en el que se unen las dos unidades que se encuentran debajo.
Unidad colocada enla orilla delanterade las dos unidadesde abajo
Coloque la cara frontal de la unidad sobre la orilla externa de las dos unidades de abajo. Con la unidad Keystone en esta posición, rótela lentamente hasta que haga contacto con las dos unidades que se encuentran debajo, de modo que las perforaciones se deslicen sobre los pernos de fibra de vidrio de las unidades de abajo (la abertura riniforme permitirá la inspección visual).
Deslice la unidadhacia abajo sobre los pernos
Jale la unidad hacia delante para meter los pasadores. La unidad quedará fija en posición inclinada. Verifique visualmente para asegurarse de que la unidad esté colocada paralela a las unidades de abajo.
Posicionamiento de las unidades de los extremos
Siga el mismo procedimiento para la colocación y posicionamiento adecuados de las unidades Keystone de los extremos. Las unidades laterales pueden asegurarse con un material adherente para evitar su remoción. La alineación final en la parte superior del muro puede también requerir del mismo procedimiento. Si, debido a la alineación final, las unidades reposicionadas de los extremos no quedan adecuadamente alineadas con las conexiones de los pernos, entonces quite estos y asegure estas unidades de los extremos con el material adherente.
Debido a la flexibilidad del sistema Keystone, el material adherente debe ser capaz de tolerar cierto movimiento. El adhesivo Keystone® Kapseal™ está diseñado para este uso y su fórmula especial soporta temperatura y humedad extremas. Si no se puede conseguir este material, pueden emplearse otros adhesivos con base de epóxico flexible para unir mampostería. Consulte las instrucciones de los fabricantes para conocer todos los detalles.
Deslice la unidad hacia adelantepara que los pasadores hagan contacto con la parte de atrásde los orificios riniformes
Asegúrese deque las unidadesestán colocadasparalelamente
Unidades de remate
Nivel de acabado decorativo
Colocación de materiales de acabado
Hay que recordar que las condiciones de acabado afectan el desempeño del muro. No deben alterarse las condiciones del diseño original. La carga en taludes, estacionamientos y edificios debe mantenerse según el diseño original.
Instalación de geomalla
Muchos muros requerirán de un refuerzo con geomalla Los muros de retención Keystone reforzados se deben de construir según un diseño de ingeniería. Póngase en contacto con Productos de Concreto para evaluar sus necesidades de refuerzo y/o para ubicar servicios de ingeniería/diseño, así como proveedores de material para geomallas. En la sección de ayudas de diseño se presentan casos típicos de diseño de muros de retención para condiciones estándar.
Siga las instrucciones contenidas en las secciones anteriores hasta que llegue a la menor elevación del muro en la que se requiere colocar una capa con geomalla. Esta elevación, junto con cualquier otra capas adicional de geomalla, se deberá especificar en el diseño de ingeniería del muro.
En este punto, se habrá excavado una zanja, se habrá colocado la base nivelada, se habrán instalado las hileras iniciales de unidades Keystone y el
10.29 Pendientes de la cara del muro
Fig. 10.30 Colocación del material de drenaje
Fig. 10.31 Colocación del material de relleno
Fig. 10.32 Colocación de hileras adicionales
Fig. 10.33 Colocación de unidades
Fig. 10.34 Fijación de unidades
Fig. 10.35 Colocación del material de acabado
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material de relleno se habrá colocado y compactado hasta la primera elevación donde se especifique que se va a poner una capa de geomalla.
Corte la geomallaa lo largo del frentede la barra transversal
Nervadura de lageomalla
El ancho del rollode geomalla varía
La nervadura no deberá extendersehacia afuera de la caradel muro
Extienda la geomallay precorte el largoantes de instalarla
Las aberturas de lageomalla se ajustansobre los pernosde fibra de vidrio La barra transversal
de la geomalla se enganchay hace contacto con el pernode fibra de vidrio
Tensione la geomallaen esta dirección
Mida y corte el material de la geomalla para que quede de la longitud especificada. Consulte los documentos específicos de ingeniería para averiguar la longitud de las capas de geomallas y el tipo de material de estas. Para obtener información sobre la colocación correcta de la geomalla a lo largo de curvas y esquinas, consulte las recomendaciones del fabricante de la geomalla.
Algunos diseños de muros pueden especificar más de un tipo de geomalla o de resistencia de diseños de geomallas y más de una longitud para las capas de la geomalla. Es crítico confirmar esta información antes de proceder. Además, hay que verificar la correcta orientación de la geomalla en la cara del muro. La mayoría de las geomallas son uniaxiales, por lo que tienen una resistencia de diseño a lo largo de una dirección del material. La dirección de la resistencia de diseño de una geomalla uniaxial puede ser paralela o perpendicular a la dirección del largo de la geomalla, aunque generalmente es paralela a la dirección de su largo.
Algunas geomallas son biaxiales; tienen resistencia de diseño en ambas direcciones y son especialmente útiles para resolver esquinas. Consulte con el proveedor de la geomalla para confirmar qué tipo de producto es el que se está empleando. La geomalla puede cortarse en el campo o precortarse utilizando una variedad de herramientas.
El tipo de geomalla que se vaya a utilizar determinará los procedimientos de corte. En instalaciones grandes, es más eficiente cortar la geomalla fuera del sitio en un escenario controlado. En cualquier caso, corte la geomalla de manera que el extremo de la capa que se encuentra más cerca del frente del muro se corte cerca de la barra transversal (figura 10.36). Esto evitará que sobresalgan de la cara del muro pedazos de geomalla.
Se deben colocar pernos en todas las unidades. Enganche la geomalla sobre los pernos (figura 10.37). La geomalla debe colocarse a nivel. En general, la geomalla se colocará en secciones lado a lado en una capa continua a lo largo de la longitud del muro, a menos que en el diseño se especifique un cambio en la elevación.
Tense la geomalla jalándola hacia el relleno. Coloque una estaca a través de la geomalla, llegando a penetrar en el suelo. Mientras utiliza la estaca como palanca y tensiona la geomalla, dirija la estaca hasta que penetre en el suelo para mantener la posición (figura 10.38). No tense excesivamente la geomalla, ya que esto puede desalinear las unidades. Instale una hilera adicional de unidades Keystone sobre la geomalla y coloque pernos en esta hilera.
Proceda a colocar el material de relleno de piedra triturada de la zona de drenaje y el relleno en la zona reforzada. Las especificaciones de los materiales que se usarán en la zona reforzada deberán ser definidos por el ingeniero del diseño. Comience a colocar este material cerca de las unidades Keystone, avanzando progresivamente hacia el terraplén cortado (figura 10.39). Este procedimiento mantendrá en tensión a la geomalla.
Terraplén compactadobajo la geomallaTensione la geomalla
por medio de estacaspara que no quede suelta
Coloque unidadesadicionales para asegurarla geomalla
Jale la geomalla hacia el áreadel terraplén
Después de terminar este proceso de rellenado pueden removerse las estacas de tensión para volver a utilizarse posteriormente. Compacte el material de relleno a un 95% de próctor estándar o a un 90% del próctor modificado. Siga con la construcción convencional hasta llegar a la siguiente elevación del muro en la que se vaya a colocar una capa de geomalla.
Colocación en curvas o esquinas
Se muestran detalles y práctica común para curvas y esquinas.
Fig. 10.40 Instalación de geomallas en curvas
Fig. 10.41 Instalación de geomallas en esquinas
b. Muros de mampostería
Recomendaciones
• Es esencial la construcción de un drenaje para aliviar las presiones hidrostáticas.
• Las celdas de los bloques deben de llenarse por completo, con o sin acero, para mejor control de filtraciones.
• Se recomienda impermeabilizar el muro en la cara de contacto con el relleno
• Es recomendable la construcción mediante el método de vaciado de gran altura, como se indica en el capítulo de mampostería. En muros en voladizo pueden emplearse arranques de varilla de un diámetro y hacer el empalme con varilla de otro diámetro para reducción del costo, siempre que el diseño estructural lo permita.
• Debe emplearse viga bloque para garantizar la adherencia y protección ante la corrosión del refuerzo horizontal, ya sea este por efectos de temperatura o como refuerzo principal entre contrafuertes.
c. Muros prefabricados con base en paneles de colocación vertical, tes o doble tes
Recomendaciones
• Es esencial la construcción de un drenaje apropiado para aliviar las presiones hidrostáticas.
• El talud debe dejarse a un ángulo estable para la etapa de colocación de los paneles sobre la placa de fundación. Estos paneles deben nivelarse y apuntalarse adecuadamente.
• Cuando se utilizan barras de refuerzo principal de flexión previstas en la fundación para la conexión a través de ductos verticales en los paneles, deben inyectarse los ductos con mortero fluido. Es preciso controlar por volumen la inyección de mortero fluido para garantizar un llenado total. Es recomendable inyectar de abajo hacia arriba por cualquier método que asegure suficiente presión para registrar la salida del material en la parte superior de los ductos.
• Para el colado de las juntas verticales debe colocarse acero adicional en sitio según lo indican los planos estructurales y colar idealmente con un concreto fluido estructural.
• Una vez que las conexiones en la base y laterales alcanzan la resistencia requerida en diseño, se procede con la colocación del material de filtro y del material de relleno compactado detrás de los muros. Deben seguirse las instrucciones del ingeniero de diseño para que el proceso constructivo no introduzca cargas superiores a las definidas en el diseño, particularmente en el caso de los muros apoyados en varios niveles de entrepiso que en su condición inicial se encuentran en voladizo. Estas consideraciones definirán los tipos y cantidad de puntales, así como el instante en que es apropiado retirarlos.
Fig. 10.36 Preparación de geomallas
Fig. 10.37 Fijación de geomalla a la unidad Keystone
Fig. 10.38 Tensado de la geomalla
Fig. 10.39 Colocación del material de relleno sobre la geomalla
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material de relleno se habrá colocado y compactado hasta la primera elevación donde se especifique que se va a poner una capa de geomalla.
Corte la geomallaa lo largo del frentede la barra transversal
Nervadura de lageomalla
El ancho del rollode geomalla varía
La nervadura no deberá extendersehacia afuera de la caradel muro
Extienda la geomallay precorte el largoantes de instalarla
Las aberturas de lageomalla se ajustansobre los pernosde fibra de vidrio La barra transversal
de la geomalla se enganchay hace contacto con el pernode fibra de vidrio
Tensione la geomallaen esta dirección
Mida y corte el material de la geomalla para que quede de la longitud especificada. Consulte los documentos específicos de ingeniería para averiguar la longitud de las capas de geomallas y el tipo de material de estas. Para obtener información sobre la colocación correcta de la geomalla a lo largo de curvas y esquinas, consulte las recomendaciones del fabricante de la geomalla.
Algunos diseños de muros pueden especificar más de un tipo de geomalla o de resistencia de diseños de geomallas y más de una longitud para las capas de la geomalla. Es crítico confirmar esta información antes de proceder. Además, hay que verificar la correcta orientación de la geomalla en la cara del muro. La mayoría de las geomallas son uniaxiales, por lo que tienen una resistencia de diseño a lo largo de una dirección del material. La dirección de la resistencia de diseño de una geomalla uniaxial puede ser paralela o perpendicular a la dirección del largo de la geomalla, aunque generalmente es paralela a la dirección de su largo.
Algunas geomallas son biaxiales; tienen resistencia de diseño en ambas direcciones y son especialmente útiles para resolver esquinas. Consulte con el proveedor de la geomalla para confirmar qué tipo de producto es el que se está empleando. La geomalla puede cortarse en el campo o precortarse utilizando una variedad de herramientas.
El tipo de geomalla que se vaya a utilizar determinará los procedimientos de corte. En instalaciones grandes, es más eficiente cortar la geomalla fuera del sitio en un escenario controlado. En cualquier caso, corte la geomalla de manera que el extremo de la capa que se encuentra más cerca del frente del muro se corte cerca de la barra transversal (figura 10.36). Esto evitará que sobresalgan de la cara del muro pedazos de geomalla.
Se deben colocar pernos en todas las unidades. Enganche la geomalla sobre los pernos (figura 10.37). La geomalla debe colocarse a nivel. En general, la geomalla se colocará en secciones lado a lado en una capa continua a lo largo de la longitud del muro, a menos que en el diseño se especifique un cambio en la elevación.
Tense la geomalla jalándola hacia el relleno. Coloque una estaca a través de la geomalla, llegando a penetrar en el suelo. Mientras utiliza la estaca como palanca y tensiona la geomalla, dirija la estaca hasta que penetre en el suelo para mantener la posición (figura 10.38). No tense excesivamente la geomalla, ya que esto puede desalinear las unidades. Instale una hilera adicional de unidades Keystone sobre la geomalla y coloque pernos en esta hilera.
Proceda a colocar el material de relleno de piedra triturada de la zona de drenaje y el relleno en la zona reforzada. Las especificaciones de los materiales que se usarán en la zona reforzada deberán ser definidos por el ingeniero del diseño. Comience a colocar este material cerca de las unidades Keystone, avanzando progresivamente hacia el terraplén cortado (figura 10.39). Este procedimiento mantendrá en tensión a la geomalla.
Terraplén compactadobajo la geomallaTensione la geomalla
por medio de estacaspara que no quede suelta
Coloque unidadesadicionales para asegurarla geomalla
Jale la geomalla hacia el áreadel terraplén
Después de terminar este proceso de rellenado pueden removerse las estacas de tensión para volver a utilizarse posteriormente. Compacte el material de relleno a un 95% de próctor estándar o a un 90% del próctor modificado. Siga con la construcción convencional hasta llegar a la siguiente elevación del muro en la que se vaya a colocar una capa de geomalla.
Colocación en curvas o esquinas
Se muestran detalles y práctica común para curvas y esquinas.
Fig. 10.40 Instalación de geomallas en curvas
Fig. 10.41 Instalación de geomallas en esquinas
b. Muros de mampostería
Recomendaciones
• Es esencial la construcción de un drenaje para aliviar las presiones hidrostáticas.
• Las celdas de los bloques deben de llenarse por completo, con o sin acero, para mejor control de filtraciones.
• Se recomienda impermeabilizar el muro en la cara de contacto con el relleno
• Es recomendable la construcción mediante el método de vaciado de gran altura, como se indica en el capítulo de mampostería. En muros en voladizo pueden emplearse arranques de varilla de un diámetro y hacer el empalme con varilla de otro diámetro para reducción del costo, siempre que el diseño estructural lo permita.
• Debe emplearse viga bloque para garantizar la adherencia y protección ante la corrosión del refuerzo horizontal, ya sea este por efectos de temperatura o como refuerzo principal entre contrafuertes.
c. Muros prefabricados con base en paneles de colocación vertical, tes o doble tes
Recomendaciones
• Es esencial la construcción de un drenaje apropiado para aliviar las presiones hidrostáticas.
• El talud debe dejarse a un ángulo estable para la etapa de colocación de los paneles sobre la placa de fundación. Estos paneles deben nivelarse y apuntalarse adecuadamente.
• Cuando se utilizan barras de refuerzo principal de flexión previstas en la fundación para la conexión a través de ductos verticales en los paneles, deben inyectarse los ductos con mortero fluido. Es preciso controlar por volumen la inyección de mortero fluido para garantizar un llenado total. Es recomendable inyectar de abajo hacia arriba por cualquier método que asegure suficiente presión para registrar la salida del material en la parte superior de los ductos.
• Para el colado de las juntas verticales debe colocarse acero adicional en sitio según lo indican los planos estructurales y colar idealmente con un concreto fluido estructural.
• Una vez que las conexiones en la base y laterales alcanzan la resistencia requerida en diseño, se procede con la colocación del material de filtro y del material de relleno compactado detrás de los muros. Deben seguirse las instrucciones del ingeniero de diseño para que el proceso constructivo no introduzca cargas superiores a las definidas en el diseño, particularmente en el caso de los muros apoyados en varios niveles de entrepiso que en su condición inicial se encuentran en voladizo. Estas consideraciones definirán los tipos y cantidad de puntales, así como el instante en que es apropiado retirarlos.
Fig. 10.36 Preparación de geomallas
Fig. 10.37 Fijación de geomalla a la unidad Keystone
Fig. 10.38 Tensado de la geomalla
Fig. 10.39 Colocación del material de relleno sobre la geomalla
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Manual Técnico PC - Muros de retención
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