Diseño de muros de sostenimiento

UNIVERSIDAD NACIONAL DE CORDOBA Facultad de Ciencias Exactas, Fsicas y Naturales

Ingeniera Civil

PRCTICA PROFESIONAL SUPERVISADA

Informe Tcnico Final

DISEO DE MUROS DE SOSTEMINIENTO RUTA PROVINCIAL N34

PROVINCIA DE CRDOBA

Alumno: Pablo Esteban Zeballos Docente Tutor: Ing. Roberto E. Terzariol Tutor Externo: Ing. Diego Oscar Zuin Empresa Receptora: Chediack S.A. Ao: 2012

Informe Tcnico Final Diseo de muros de sostenimiento

Ruta Provincial N34 - Provincia de Crdoba

Pablo Esteban Zeballos 2

NDICE

AGRADECIMIENTOS ....................................................................................................... 5

RESUMEN ......................................................................................................................... 7

1. MARCO DEL DESARROLLO DE LAS ACTIVIDADES .......................................... 10

1.1. mbito del desarrollo de la Prctica Supervisada. ............................................. 10

1.2. Objetivo de la Prctica Supervisada. ................................................................. 10

1.3. Actividades desarrolladas durante la Prctica Supervisada. .............................. 11

1.4. Aplicacin de materias cursadas en la carrera de Ingeniera Civil en la Prctica Supervisada. ................................................................................................................ 11

2. MARCO TERICO DE LOS MUROS DE SOSTENIMIENTO ................................... 14

2.1. Muro de sostenimiento: conceptos generales .................................................... 14

2.1.1. Estabilidad de taludes y estructuras de sostenimiento ................................ 14

2.2. Tipologas de muros de hormign ...................................................................... 16

2.3. Muros de suelo mecnicamente estabilizado ..................................................... 17

2.3.1. Evolucin histrica de los MSME ................................................................ 17

2.3.2. Tipologas de MSME .................................................................................. 19

2.3.3. Tecnologa de estructuras de suelo mecnicamente reforzado .................. 22

2.3.4. Mecanismo de las estructuras de suelo mecnicamente reforzado ............ 24

2.3.5. Rotura de la interfase suelo-inclusin ......................................................... 25

2.3.6. Mecanismo interaccin suelo-inclusin ....................................................... 26

2.3.7. Diferencias de comportamiento respecto de los muros rgidos ................... 28

3. DESCRIPCIN DE LA OBRA .................................................................................. 31

3.1. Ubicacin y objetivos de la obra ........................................................................ 31

3.2. Marco geolgico ................................................................................................ 34

3.2.1. Introduccin regional .................................................................................. 34

3.2.2. Resea geolgica de la Sierra Chica .......................................................... 34

3.3. Caractersticas viales ......................................................................................... 37

3.3.1. Diseo Geomtrico ..................................................................................... 37

3.3.2. Diseo Estructural ...................................................................................... 40

3.3.3. Puentes y Viaductos ................................................................................... 42

3.3.4. Alternativas evaluadas ................................................................................ 43

3.4. Perfiles tipos de terrapln y excavacin ............................................................. 46

4. METODOLOGA DE CLCULO .............................................................................. 47




4.1. Conceptos generales ......................................................................................... 47

4.2. Secuencia de clculo de muro de suelo mecnicamente estabilizados ............. 48

4.3. Clculo de muros de hormign en masa ............................................................ 54

4.4. Efecto ssmico ................................................................................................... 57

4.5. Modelos de clculo desarrollado ........................................................................ 61

4.6. Modelos tenso-deformacionales ........................................................................ 67

5. ANLISIS REALIZADOS ......................................................................................... 68

5.1. Datos del problema ............................................................................................ 68

5.1.1 Materiales ................................................................................................... 68

5.1.2 Estados de carga ........................................................................................ 70

5.1.3 Sismo de diseo ......................................................................................... 70

5.1.4 Factores de Seguridad ............................................................................... 74

5.2. Ejemplo de resultados obtenidos ....................................................................... 74

5.2.1. Caso particular de muro de hormign en masa .......................................... 74

5.2.2. Caso particular de muro de MSME ............................................................. 80

6. CONCLUSIONES ..................................................................................................... 85

6.1. Conclusiones de las tareas realizadas ............................................................... 85

6.2. Conclusiones de la Prctica Profesional Supervisada ....................................... 87

BIBLIOGRAFA ............................................................................................................... 89

ANEXO A ........................................................................................................................ 90

ANEXO B ...................................................................................................................... 107




AGRADECIMIENTOS

Por su participacin, colaboracin y presencia en distintos momento de la carrera, el alumno agradece a:

- Dios, Mnica y Marcelo, mis padres, por acompaarme a lo largo de todo el

proceso incondicionalmente.

- Camila, mi hermana, por su apoyo constante.

- Ing. Diego Zuin e Ing. Javier Chasco, por brindarme la oportunidad de tener esta

experiencia laboral en el campo de la ingeniera, al tiempo de servir como Prctica

Profesional.

- Tutor interno Ing. Roberto Terzariol.

- Santiago, Joaqun, Valentino y Christian, amigos y compaeros de trabajo.

- Gabriel Rodrguez, amigo y compaero de estudio a lo largo de toda la carrera.

- Mara Luz, Paloma, Emilia, Nicols y dems compaeros de facultad.

- Mis primos Matas y Paula por su apoyo y alegra con mis logros.

- Mis amigos de siempre por su preocupacin y tolerancia en todo momento.

- Profesores y ayudantes que formaron parte del aprendizaje durante estos aos.




RESUMEN

El presente es el informe tcnico final correspondiente a la Prctica Profesional Supervisada del alumno Pablo Esteban Zeballos. La misma ha sido realizada en la empresa Chediack S.A. bajo la supervisin externa del Ingeniero Diego Oscar Zuin, y con el Ingeniero Roberto Terzariol como tutor interno designado por la Facultad de Ciencias Exactas, Fsicas y Naturales.

La Prctica Profesional Supervisada ha sido llevada a cabo entre los meses de Septiembre y Diciembre del ao 2011, en el marco de la materia que lleva el mismo nombre. La misma ha consistido en el anlisis de distintas alternativas de diseo de muros de sostenimiento del anteproyecto correspondiente a la obra Pavimentacin de la Ruta Provincial N 34, a partir del proyecto propuesto por la Direccin Provincial de Vialidad de Crdoba.

La obra mencionada ha sido licitada en el ao 2009 por la Provincia de Crdoba, Comitente, y adjudicada a la Unin Transitoria de Empresas (U.T.E.) conformada por las empresas Chediack S.A. y Britos S.A.

Este informe consta de tres partes principales. En primer lugar se presenta el encuadre del desarrollo de la Practica Supervisada. sta captulo compuesto por la descripcin del mbito de la obra, los objetivos planteados, las actividades realizadas, entre los puntos principales.

En el siguiente captulo se expone el marco terico en el cual se han basado los trabajos realizados durante la Prctica Profesional, mencionando la bibliografa a que ha sido utilizada y los conceptos fundamentales para el diseo de estas estructuras necesarias en la obra. Se describen adems las dos grandes alternativas de solucin propuestas, los muros de hormign en masa y los muros de suelo mecnicamente estabilizado. Dentro de estos ltimos se halla una gran gama de posibilidades en funcin del tipo de inclusin utilizada.

La tercer parte del informe presenta el proceso de diseo de cada una de las dos tipologas de los muros de sostenimiento, como as tambin la evaluacin de las alternativas propuestas para casos puntuales dentro de la obra lineal, atendiendo a los condicionantes particulares de cada uno. Se ha establecido como criterio de solucin la asignacin de tipologas en funcin de la altura del muro. Atiende esta diferenciacin a la intencin de disponer de muros de sostenimiento con alta capacidad de deformacin (desplazamientos horizontales y verticales) en los sectores de mayor altura y por consiguiente mayor empuje. Para el caso de muros de menor altura, que requieren menor nivel de desplazamiento para la absorcin de los esfuerzos de empuje se han adoptado soluciones de muros de hormign en masa, siguiendo las especificaciones del Pliego de Licitacin.

En funcin del actual estado de conocimiento de los sitios de emplazamiento previsto para los muros indicados, se ha efectuado una revisin de los requerimientos de composicin de las secciones tipo. Esta definicin permite el establecimiento de las caractersticas medias de las secciones para la posterior aplicacin en el cmputo de la solucin. Se ha




considerado que tanto las condiciones bsicas de apoyo del muro, como los materiales a utilizar para relleno, sern verificados en forma previa al inicio de su ejecucin.

Las evaluaciones realizadas sobre los dos tipos de soluciones valoradas comprenden reconocimientos de aplicacin clsicos en la Geotecnia y en la Mecnica de las Estructuras, principalmente.

Finalmente se presentan las conclusiones de los trabajos desarrollados durante el transcurso de la Prctica Profesional Supervisada, con la evaluacin tcnico-econmica de las alternativas y la decisin de la U.T.E. como la ms indicada para llevar a cabo en los 13 muros a ejecutarse en la obra. Para concluir se presentan las consideraciones finales respecto a los objetivos personales alcanzados en el ejercicio de la profesin.

PARTE I

ENCUADRE DEL DESARROLLO DE LA PRCTICA PROFESIONAL SUPERVISADA




1. MARCO DEL DESARROLLO DE LAS ACTIVIDADES

1.1. mbito del desarrollo de la Prctica Supervisada.

La Prctica Profesional Supervisada se ha llevado a cabo por el alumno en el marco de la material del mismo nombre. Para ello ha desarrollado distintas actividades relacionadas con la actividad profesional de la Ingeniera Civil, en la empresa Chediack S.A.

Las tareas llevadas a cabo responden al diseo de estructuras de sostenimiento de suelos para la obra vial Pavimentacin de la Ruta Provincial N 34 Empalme Ruta Provincial E-96 Empalme Ruta Provincial C-45. La misma se adjudic a la U.T.E. Chediack S.A. Britos S.A. en el ao 2009 y en la actualidad se encuentra en proceso de construccin.

Esta obra lineal se encuentra al Sud-Oeste de la Ciudad de Crdoba Capital, atravesando en su recorrido las Sierras Chicas de Crdoba. El objetivo principal de dicha obra es completar de esta manera los ms de 90 kilmetros ya construidos, conectando a Crdoba con el Valle de Traslasierra y de all con las provincias de San Lus, Mendoza y San Juan.

Los trabajos realizados por el alumno para la presentacin de este informe corresponden a la etapa de anteproyecto, como parte de las alternativas propuestas a ciertos puntos del proyecto propuesto por la DNV. Esto significa que han abarcado desde el reconocimiento de la obra, a partir de sus pliegos de especificaciones y memoria descriptiva, hasta el diseo de las estructuras de sostenimiento y planteo de soluciones, atendiendo a la limitada informacin disponible en el momento. Este ltimo condicionante responde a que durante el proceso de diseo y verificacin, se contaba slo con material de informes externos. Por tal motivo, las soluciones que se han planteado no son las definitivas, sino que a medida que la obra se desarrolle se debern corroborar los parmetros adoptados a fin de realizar las modificaciones pertinentes a tiempo.

1.2. Objetivo de la Prctica Supervisada.

Entre los objetivos del desarrollo de la Prctica Profesional Supervisada pueden distinguirse objetivos personales y profesionales. Como parte de los objetivos personales se tiene:

- Interaccin y relacin constante con grupos de trabajo, tanto de pares como de ingenieros profesionales.

- Experiencia en el campo de las obras pblicas, en este caso a nivel provincial. - Conciencia sobre los plazos de obra y conceptos tcnico-econmicos que se

manejan en esta clase de obras. - Aplicacin y profundizacin en diversos temas estudiados a lo largo de la carrera de

Ingeniera Civil en la Facultad de Ciencias Exactas, Fsicas y Naturales. - Desarrollo de criterio para la solucin de diversos problemas propios de la actividad

profesional.




Respecto al campo profesional, los objetivos fundamentales que se esperan son:

- Comprender el proyecto de manera global a partir del anlisis e interpretacin de planos, pliegos generales y particulares de especificaciones tcnicas, etc.

- Entender el lugar que ocupa el problema en particular a resolver dentro del entorno global de la obra y como se relaciona ste con los dems componentes de la misma.

- Seleccionar con criterio el material bibliogrfico a consultar durante la ejecucin de las tareas correspondientes.

- Llevar a cabo un correcto anlisis de las acciones que componen las combinaciones de carga que afectarn a la estructura, exigidas por la reglamentacin vigente.

- Aprender y afianzar el conocimiento en software necesario para desarrollar modelos tiles en el anlisis estructural y saber interpretar los resultados coherentemente.

- Comprender los costos de las alternativas propuestas a un determinado planteo y las posibilidades constructivas de cada una.

- Elaborar documentos tcnicos e informes que permitan transmitir las conclusiones obtenidas de manera clara y completa.

- Adquirir las herramientas profesionales para discutir sobre cuestiones particulares del proyecto, explicar las hiptesis adoptadas y los resultados obtenidos luego del anlisis.

1.3. Actividades desarrolladas durante la Prctica Supervisada.

Durante el desarrollo de la Practica Profesional se han encomendado al alumno las siguientes tareas:

- Revisin de caractersticas generales del proyecto a partir de los pliegos de especificaciones tcnicas generales y particulares, planos, imgenes satelitales, entre otros materiales.

- Revisin bibliogrfica acerca de la situacin planteada: diseo de muros de sostenimiento. Este punto comprende la bsqueda de informacin sobre el diseo y sobre los materiales a emplear en libros, publicaciones, folletos de proveedores y reglamentos vigentes.

- Elaboracin de modelos de estabilidad de muros de hormign en masa. - Elaboracin de modelos de estabilidad de muros de suelo mecnicamente

estabilizado. - Evaluacin de casos puntuales en la obra lineal y anlisis paramtrico. - Cmputo de soluciones y evaluacin tcnico-econmica.

1.4. Aplicacin de materias cursadas en la carrera de Ingeniera Civil en la Prctica Supervisada.

Para llevar a cabo las tareas requeridas por la empresa Chediack S.A. en el marco de la Prctica Supervisada, el alumno ha utilizado los conocimientos adquiridos en diversas materias cursadas a lo largo de la carrera.

Para la interpretacin y manejo de los planos digitales con los que se trabaj, el alumno ha recurrido al software AutoCad. El mismo se aprendi a utilizar en el dictado de Representacin Asistida.




Tambin para la interpretacin de la obra de manera global se han tomado los conocimientos brindados en las materias Transporte II y III, para comprender el diseo geomtrico y estructural de la obra vial. Por otro lado, para la comprensin de reglamentos internacionales en lo que respecta al diseo de muros de sostenimiento se ha utilizado lo visto en el Mdulo de Ingls, fundamentalmente lo referido a conceptos tcnicos de la ingeniera.

Se ha empleado los conocimientos adquiridos en la materia de Geotecnia I para la interpretacin de la informacin brindada por los antecedentes geolgicos con los que se cuenta. En tanto que se ha utilizado lo aprendido en Geotecnia II y III, tanto para la determinacin de los parmetros geotcnicos de los materiales intervinientes en las alternativas como para disear y comprender el comportamiento de la cimentacin de los muros.

Los conceptos incorporados en Tecnologa de los Materiales de Construccin, han sido tiles al momento de estudiar las caractersticas y los parmetros resistentes de los materiales a utilizar para la ejecucin de las estructuras de sostenimiento. Para el estudio del comportamiento de los materiales y de los elementos estructurales sometidos a las combinaciones de carga planteadas, han sido necesarios los conceptos estudiados en Mecnica de las Estructuras II, Hormign Armado y Pretensado.

Finalmente, para la interpretacin y la aplicacin de la informacin acerca del sismo de diseo se ha recurrido a lo incorporado en las materias Anlisis Estructural y Diseo de Estructuras de Hormign Armado y Pretensado.

PARTE II

MARCO TERICO




2. MARCO TERICO DE LOS MUROS DE SOSTENIMIENTO

2.1. Muro de sostenimiento: conceptos generales

Las estructuras de sostenimiento de tierras se pueden clasificar en dos grandes grupos:

- Muros: se ejecutan al aire libre y no en el interior del terreno. A su vez, este grupo se clasifica en tres subgrupos:

Muros de sostenimiento, cuando se construyen separados del terreno natural y luego se rellenan con tierra. (Fig. 2.1.a)

Muros de contencin, cuando se construyen para contener tierras que se caeran, en un plazo ms o menos largo, si se dejasen sin apoyo. (Fig. 2.1.b)

Muros de revestimiento, cuando su misin es, esencialmente, proteger el terreno de la erosin y de la meteorizacin. (Fig. 2.1.c)

Figura 2.1. Tipos de muros: (a) Muro de sostenimiento, (b) Muro de contencin, (c) Muro de revestimiento.

- Pantallas: se ejecutan en el interior del terreno.

Este trabajo trata sobre los muros de sostenimiento, los cuales se dividen en dos grandes categoras:

- Los muros convencionales, entre los que encontramos los muros de gravedad, de semigravedad, en voladizo y con contrafuertes.

- Los muros de tierra estabilizados mecnicamente.

2.1.1. Estabilidad de taludes y estructuras de sostenimiento

Cuando tenemos una superficie inclinada respecto a la horizontal que, el suelo adopta en forma permanente, la llamamos talud. En estas conformaciones del terreno tenemos un conjunto de fuerzas actuantes, dentro de las que se destacan el peso propio, sobrecargas, presiones de poros y acciones ssmicas. Para conservar la estabilidad,




dentro de los taludes se generan fuerzas resistentes que dependen de las caractersticas del suelo que los conforman tales como el peso propio, granulometra, contenido de humedad, cohesin, ngulo de friccin interna, entre otras.

Existen muchas teoras y mtodos de clculo de estabilidad que se basan en proponer diferentes superficies de falla y formas de colapso, tales como el mtodo Sueco, el mtodo de Bishop y de cuas deslizantes.

Por otro lado, estamos en presencia de una estructura de sostenimiento cuando interponemos una estructura vertical capaz de soportar las presiones que el suelo ejerce debido a la diferencia de niveles del terreno entre las caras de dicha estructura. Existe una gran cantidad de estructuras diseadas con este fin; muros de sostenimiento, tablestacados y entibados, entre otras.

Alguna de las acciones (Figura 2.1.1) que intervienen ms frecuentemente en el problema son:

1. Peso propio del muro G.

2. Empuje del suelo Ea (empuje activo).

3. Reaccin de la fundacin N.

4. Resistencia pasiva del terreno Rp (empuje pasivo).

5. Sobrecargas sobre el relleno Eq.

6. Fuerzas horizontales H y verticales V de estructuras de la cual el muro es parte (por ejemplo: peso puente, fuerzas trmicas, ssmicas, de operacin, etc.).

7. Presiones hidrostticas Ph.

8. Subpresiones por debajo de la fundacin Sh, Ua y Ub.

9. Resistencia al deslizamiento T (friccional y cohesiva).

10. Acciones dinmicas (vibraciones, sismo Ea y Ga).




Figura 2.1.1: Solicitaciones sobre muro de sostenimiento

2.2. Tipologas de muros de hormign

Los muros de hormign son los del tipo convencional, entre los que se hallan:

- Los muros de sostenimiento de gravedad (Fig. 2.2.a) se construyen con concreto simple o con mampostera. Dependen de su peso propio y de cualquier suelo que descanse sobre la mampostera o el hormign para su estabilidad. Este tipo de construccin no es econmico para muros altos.

- En muchos casos una pequea cantidad de acero se utiliza para la construccin de muros de gravedad, minimizando as el tamao de las secciones del muro, denominados generalmente muros de semigravedad. (Fig. 2.2.b)

- Los muros de sostenimiento en voladizo (Fig. 2.2.c) estn hechos de concreto reforzado y constan de un tallo delgado y un losa de base. Este tipo es econmico hasta una altura aproximada de 8 m.

- Los muros de sostenimiento con contrafuertes (Fig. 2.2.d) son similares a los muros en voladizo. Sin embargo, a intervalos regulares stos tienen losas delgadas de concreto conocidas como contrafuertes que conectan entre s el muro con la losa de la base. El propsito de los contrafuertes es reducir la fuerza cortante y los momentos flexionantes.

Nivel freatico

G

H

V

N

T

Rp

Ph

Eq

Ea

q

Sh

Ea sismo

Ga

Ua2

Ua1Ub2

Ub1

Ua1=Ua2

Ub1=Ub2




Figura 2.2. Tipos de muros de sostenimiento

2.3. Muros de suelo mecnicamente estabilizado

Los muros de sostenimiento mecnicamente estabilizados son aquellos que tienen sus rellenos estabilizados por elementos de refuerzo tales como fajas metlicas, mallas de alambre soldado, geotextiles o geomalla. Estos muros son relativamente flexibles y soportan grandes desplazamientos verticales y horizontales sin mucho dao. De aqu en adelante se denomina MSME a los Muros de Suelo Mecnicamente Estabilizado.

2.3.1. Evolucin histrica de los MSME

El reforzar o armar un suelo para hacerlo ms resistente a la traccin y al corte no es una idea nueva. El adobe es, posiblemente, el primer material compuesto fabricado por el hombre. Su antigedad se remonta a las civilizaciones mesopotmicas que lo utilizaron, entre otras cosas, para construir sus zigurats. Posteriormente, otros mtodos han sido utilizados, siendo en general ramas o troncos los materiales de refuerzo.




En los ltimos aos han surgido muchos mtodos, entre los que se destaca la Tierra Armada, nombre comercial de la tecnologa de muro de suelo mecnicamente estabilizado (MSME) con el empleo de flejes metlicos y paramentos de escamas de hormign premoldeados.

La primer estructura tipo MSME en los tiempos modernos fue el muro de contencin de Pragnires, Francia, cuya construccin est fechada en 1965. Poco despus de esta, en 1968-69 se realiza un importante proyecto que requera la construccin de 10 muros de contencin cerca de Nice, Francia, que dio impulso a importantes programas de estudios y desarrollo de tecnologa.

El programa de estudios inclua, pruebas de laboratorio hechas con arena mecnicamente reforzada en el LCPC (Laboratorio Central de Puentes y Carreteras) en Francia entre los aos 1969-77, y modelos a escala reducida, ambos en dos y tres dimensiones. Adems, se realizaron veinte experiencias en escala real, llevadas a cabo en varios pases desde 1968. Sirvieron para extraer datos y proponer el primer modelo de diseo, el cual pudo ser verificado mediante el empleo del mtodo de elemento finito, usado para mejorar el modelo de comportamiento de la estructura tipo y desarrollar nuevos mtodos de diseo para aplicaciones especiales.

Los MSME se desarrollan por la concurrencia de tres factores: primero, la posibilidad de utilizar acero galvanizado en la construccin de flejes y paramentos, despus del fracaso de algunas experiencias con fibra de vidrio cubiertas con polister, acero inoxidable y aluminio, estos ltimos de elevados costos. El segundo hecho fue el desarrollo en 1971 de un panel cruciforme tipo para el paramento, en reemplazo del original elemento metlico en forma de U. En 1975, la empresa Tierra Armada patent el fleje friccional. Estas nuevas tecnologas incrementaron la cantidad de estudios tendientes a describir la interaccin del suelo con el refuerzo. La incorporacin de la inclusin produce una restriccin de la dilatancia, menor deformacin del suelo bajo carga, o mayor confinamiento, ya que las deformaciones en un plano normal a la direccin de la carga se ven restringidas por la presencia refuerzo. Como consecuencia de esta limitacin de deformaciones se logra un mayor coeficiente de friccin aparente.

Despus del desarrollo del concepto de MSMR por Henri Vidal en 1965, las tcnicas de refuerzo de suelos, para la construccin de muros de contencin o de taludes con pendiente superior a la estable, han tenido un desarrollo considerable. En la actualidad, las diferentes tcnicas pueden ser clasificadas segn el tipo de refuerzos (lineales, bidimensionales, tridimensionales), el modo de interaccin entre el suelo y la inclusin (friccin lateral, muro de contencin) y el grado de extensibilidad de la inclusin para mejorar el suelo (extensibles, inextensibles).

En el transcurso de los ltimos diez aos, los refuerzos con geotextil y ms genricamente con materiales geosintticos fueron tomando gran importancia, aun cuando el comportamiento mecnico (fluencia, extensibilidad) es mejor en las inclusiones metlicas, que representa un material alternativo a los sintticos.

El fenmeno ms importante que se presenta entre el suelo y la inclusin es la friccin lateral. Dicha friccin transfiere a la inclusin, que es un material ms rgido que el




material a reforzar, las cargas que producen la deformacin del suelo y en consecuencia este ultimo presenta una dilatancia menor (Schlosser y Elias, 1978; Plumelle, 1986).

La necesidad econmica de emplear los suelos productos del desmonte, aunque estos posean caractersticas que los hacen poco aptos para usarlos como relleno, ha llevado a estudiar y desarrollar una segunda clase de interaccin suelo-inclusin. Esta interaccin tiene en cuenta el efecto de la resistencia pasiva (Schlosser y otros, 1983, 1985; Palmeira y Milligan, 1989), que fue comprobada cuando los valores de la friccin generalizada superaron los correspondientes valores de la friccin lateral simple. Sintticamente, se trata de evaluar cual es el aporte del empuje pasivo cuando la inclusin lo moviliza. Esto se ve claramente en el caso de las inclusiones conformadas que presentan relieves, o en las geogrillas.

Con relacin al presente trabajo, el empuje del suelo es la solicitacin sobre la cual se debe focalizar el estudio, ya que al introducir los elementos de refuerzo se logra un mejoramiento de sus caractersticas friccionales friccin aparente que resiste el empuje, favoreciendo as la estabilidad de muros y taludes. El equilibrio plstico del suelo fue estudiado por Rankine y Coulomb, quienes derivaron en teoras similares, que relacionan las tensiones verticales, con las horizontales o empuje, mediante un coeficiente. Este coeficiente se discrimina para los dos estados en los cuales el suelo puede incidir sobre el muro; activo y pasivo. Se define as el coeficiente de empuje activo y el coeficiente de empuje pasivo.

Estos coeficientes, llamados tambin coeficientes de Rankine, son funcin del ngulo de friccin interna del suelo, de su cohesin, de la geometra del paramento y del terreno contenido, as tambin como de la magnitud de los desplazamientos que se desarrollan en el suelo.

2.3.2. Tipologas de MSME

Las tipologas de MSME varan en una amplia gama en funcin del material del cual estn constituidas las inclusiones. Las inclusiones como parte del suelo reforzado cumplen una funcin determinante dentro de las cualidades que se quieren obtener del suelo. Las caractersticas ms importantes que influyen en la interaccin suelo-refuerzo son sin duda la extensibilidad del refuerzo, su resistencia a la traccin, la friccin que es capaz de generar con el suelo y el empuje pasivo desarrollado por la conformacin superficial de las inclusiones. Pero no menos importantes son la resistencia de la inclusin a las acciones qumicas, climticas, ataque de animales, cargas continuas en el tiempo, etc.

La variedad de inclusiones que el mercado tiene en la actualidad es muy grande, siendo la clasificacin bsica la que las distingue por materiales. As tenemos: inclusiones metlicas y sintticas. Esta clasificacin comprende tambin una serie de clasificaciones de las inclusiones debidas a las propiedades mecnicas y qumicas de los materiales constitutivos. Por ejemplo, clasificarlos segn la rigidez axial, en tal caso las inclusiones metlicas son ms rgidas que las sintticas, esta propiedad esta directamente ligada a la interaccin con el suelo. Otra clasificacin sera segn su resistencia a la accin de los agentes exteriores como el agua o los sulfatos, donde los materiales sintticos son ms aptos que los metales.




En el primer grupo tenemos mallas de alambre, de flejes y flejes longitudinales conformados. En todos los casos cuentan con un recubrimiento anticorrosivo. Estos refuerzos tienen una rigidez axial que favorece su comportamiento, adems de poseer una resistencia a la traccin elevada. Tambin son capaces de desarrollar resistencia a la extraccin tanto por friccin como por empuje pasivo del suelo circundante.

Figura 2.3.2.a: Conformacin de las mallas para gaviones.

Figura 2.3.2.b: Gavin en malla de alambre.

En el segundo grupo podemos encontrar refuerzos bidimensionales en forma de malla y continuos, tales como las geogrillas y los geotextiles respectivamente. Estos dos productos sintticos poseen caractersticas de resistencia a traccin, extensibilidad y durabilidad similares, aunque presentan una diferencia muy importante en el comportamiento como componente del suelo reforzado: las geogrillas desarrollan una resistencia muy notable a la extraccin por empuje pasivo, mientras que en los geotextiles esta resistencia es despreciable, debido a su estructura continua.




Figura 2.3.2.c: Geotextil no tejido Bidim (izquierda), Geotextil tejido Hate (derecha)

Los geotextiles son porosos, fabricados con polmeros flexibles, hechos para cumplir una o ms funciones simultneamente, tales como separacin, filtracin, refuerzo, drenaje y barrera de humedad. En su mayora estn compuestos de polipropileno o polister, pero pueden, en situaciones especiales, ser de otros polmeros, por ejemplo, polietileno o poliamidas. La resina bsica est reforzada, normalmente, por antidegradantes (tal como el carbono) y otros agregados y/o aditivos. Adems, las tcnicas constructivas de las fibras, ya sea el tejido o el punzonado, para el caso de los goetextiles no tejidos, le confiere al material base una resistencia adecuada.

Las consideraciones hechas arriba, tratan de dar una idea para seleccionar el geotextil en el diseo. No hay dos geotextiles realmente iguales y el clculo y la eleccin deben ser hechos teniendo en cuenta la situacin de la obra y las caractersticas del suelo. Por ejemplo no todas las obras tienen la misma importancia, tampoco es posible utilizar cualquier geotextil con cualquier suelo, etc. Estos parmetros de diseo estn considerados en el concepto de diseo por funcin. En esencia este concepto consiste en el planteo de un factor de seguridad, expresado como:

requeridovalor

admisiblevalorFS

.

.

donde FS debe ser mayor que la unidad.

Con respecto al valor requerido o solicitante, en la ecuacin del factor de seguridad sern utilizadas metodologas de clculo geotcnicas. En problemas de refuerzos sern necesarios anlisis de tensiones y deformaciones, mientras en problemas hidrulicos sern necesarias estimaciones de flujo y consideraciones de permeabilidad de suelos.

Considerando diferentes intensidades de traccin los geotextiles pueden ser usados para reforzar suelos que poseen generalmente baja resistencia. Algunos refuerzos con geotextiles en caminos sin pavimentar sobre subrasantes poco resistentes, por ejemplo con CBR




rea con considerable desarrollo son los muros de suelo mecnicamente reforzado (Yako y Cristopher, 1987) y la estabilidad de taludes (Koerner y Robins, 1986). La U.S. Army Corps of Engeneers tambin ha realizado estudios en la construccin de terraplenes reforzados con geosintticos que han dado importantes resultados (Fowler y Koerner, 1987).

Por otro lado se debe considerar el fenmeno de fluencia lenta a carga constante del geotextil. Para ello se reduce la tensin ltima de rotura de la inclusin minorndola a travs de un factor de seguridad. Considerando la traccin desarrollada por el suelo subyacente a la fundacin en el geosinttico, sector de mayor solicitacin en la inclusin, generalmente se obtienen factores de seguridad por fluencia lenta de 1,5 a 2,5 que resultan adecuados.

Otras consideraciones importantes a tener en cuenta en el clculo son las necesidades de empalme entre lminas de geosinttico o en los orificios practicados en los geotextiles (por ejemplo, donde el filtro de drenaje vertical est instalado), forma de disponer el relleno y mdulo de elasticidad necesario del geotextil (Fowler y Koerner, 1987; Koerner 1988).

2.3.3. Tecnologa de estructuras de suelo mecnicamente reforzado

En la actualidad en el mercado encontramos muchas alternativas tecnolgicas para la construccin de taludes y muros de sostenimiento. Estas tienen en cuenta los materiales de refuerzo o inclusiones y paramentos del muro. Es el caso de los suelos mecnicamente reforzados que emplean flejes metlicos como inclusin, y cuyos paramentos son bloques premoldeados de hormign.

En los ltimos aos, con el empleo de los geotextiles, se construyeron taludes y muros que estaban ntegramente compuestos por geosintticos, donde este material actuaba como refuerzo y como paramento. Para lograr este resultado se disponen capas sucesivas de refuerzo y relleno perfectamente compactado, y una vez terminada la compactacin, en coincidencia con el paramento, se envuelve el relleno con el geosinttico, quedando ste a la vista. Posteriormente se aplica una nueva capa de geosinttico y se repite el proceso hasta llegar a la altura deseada. Este paramento se suele terminar con el sembrado de especies vegetales o con placas premoldeadas de hormign sin funcin estructural alguna.




Figura 2.3.3.a: Muro de contencin con goetextiles

Otra alternativa tecnolgica son los Sistemas Celulares de Confinamiento, que consiste en desplegar por capas sucesivas cilindros abiertos, sin tapa ni fondo, vinculados entre s con los cuatro cilindros perimetrales. Los cilindros son rellenados con suelo logrndose grandes masas que dan al muro caractersticas similares, estructuralmente hablando, a los muros de gravedad. Las capas de cilindros se van escalonando con forma aproximada de media circunferencia e incluso, si es necesario, se dispone una capa de geosinttico para proveerle mayor estabilidad a la construccin. Tambin existe la posibilidad de sembrar especies vegetales en los escalones para lograr una mejor integracin en el medio.

Figura 2.3.3.b: Geocelda Geoweb




Paramentos de gaviones conformados con alambre y rellenos con roca es una tecnologa actualmente usada. Su funcionamiento estructural es similar al de los muros de sostenimiento de gravedad, con la ventaja de que a su menor costo se le adiciona la posibilidad de incorporar inclusiones entre los diferentes niveles de las capas de gaviones.

Figura 2.3.3.c: Muro construido con gaviones

2.3.4. Mecanismo de las estructuras de suelo mecnicamente reforzado

Como se observ mediante ensayos triaxiales (F. Schlosser y otros 1972) en probetas de arena reforzada, la traccin a lo largo del refuerzo no es constante y presenta mximos. Para un determinado estado de carga la ubicacin de las tracciones mximas, para las diferentes capas de refuerzo, define una curva de tensiones mximas. Generalmente, la lnea de tracciones mximas divide las masas de suelo reforzado en dos zonas, una activa y otra resistente (Figura 2.3.4):

- Zona activa: donde el suelo tiende a deslizarse sobre la estructura pero es resistido por la friccin a lo largo de la inclusin. La tensin de corte ejercida se dirige hacia afuera y se equilibra por la traccin en los refuerzos. Esta traccin decrece hacia el paramento de la estructura (Zona 1, Fig. 2.3.4).

- Zona resistente: donde la resistencia al corte movilizada evita el deslizamiento de los refuerzos. Dicha tensin se dirige hacia el interior de la masa de suelo reforzado, hasta el extremo libre de las inclusiones (Zona 2, Fig. 2.3.4).

La unin entre las dos zonas se logra gracias a los refuerzos, produciendo una cohesin aparente, la en el suelo reforzado. F. Schlosser menciona una cohesin aparente, esto se debe a que el efecto es similar a suponer que el suelo posee ms o algo de cohesin, pero las causas son debidas a un mejor comportamiento friccional dado por la inclusin.

La lnea lmite entre las dos zonas (lnea de mxima traccin) representa una potencial superficie de falla de la estructura. Su posicin depende de varios factores, tales como la geometra del muro o del talud, cargas aplicadas, y efectos dinmicos. Esto tambin




puede depender de la deformacin longitudinal de las inclusiones. En situaciones complejas pueden presentarse varias de estas lneas mximas relativas (F. Schlosser y M. Bastick 1991).

Figura 2.3.4: Lnea de tensiones mximas y zona activa y resistente en muros de suelo reforzado

2.3.5. Rotura de la interfase suelo-inclusin

En el anlisis del comportamiento de estructuras construidas con suelo reforzado, podemos distinguir dos aspectos muy diferentes, uno es el comportamiento global de la estructura, como un bloque de material con caractersticas propias otorgadas por el refuerzo, y el otro aspecto es como el suelo y los refuerzos se vinculan, para lograr la estabilidad interna del bloque estructural. Este ltimo carcter del anlisis est relacionado con la interaccin que se genera entre el suelo y la inclusin.

La interaccin se puede ver alterada producindose la rotura localizada del suelo

reforzado. Dependiendo de la presin de confinamiento (s3), se observan dos formas de

rotura que son la rotura propiamente dicha de la inclusin o el deslizamiento de la misma, como se describe ms abajo (Fig. 2.3.5)




Figura 2.3.5: Curvas de falla en ensayo triaxial en arena reforzada y sin reforzar. (Schlosser y Otros, 1972)

Valores bajos de s3. La falla ocurre por deslizamiento del refuerzo. La curva de falla traccin puede ser aproximadamente una lnea recta que pasa por el origen (Haussmann, 1976). La resistencia de la arena reforzada puede ser representada

por un ngulo de friccin global aparente r mayor que , ngulo de friccin interna de la arena. r depende directamente de la densidad de refuerzos.

Valores altos de s3. La falla de los ensayos se produce por rotura del refuerzo. La curva de falla, por traccin, es una lnea recta paralela a la curva de falla de la arena sin refuerzo. Por lo tanto, la resistencia de la arena reforzada puede ser

representada por el ngulo de friccin interna y una cohesin anisotrpica C. El valor de C es directamente proporcional a la densidad de refuerzos y a su rigidez.

2.3.6. Mecanismo interaccin suelo-inclusin

La figura 2.3.6.I ilustra el mecanismo de interaccin de suelo-inclusin en un suelo deformado. La traccin de la inclusin induce desplazamiento por corte en la zona de suelo circundante. El volumen de esta zona es significativamente incrementado por la presencia de barras ortogonales en el caso de las geogrillas o nervios en la superficie de los flejes para inclusiones metlicas, para los geotextiles este fenmeno no se manifiesta claramente. En un suelo granular compacto estas zonas de corte tienden a incrementarse. De cualquier modo, el hecho de que el correspondiente volumen vare est restringido por

3210

10

1

5 6 74

Arena

refor

zada

20

30

3

r

Arena

sin re

forzad

a

Rotura

Des

liza

mie

nto

10 cm

20

cm

2 cm

1

3

Foil de

aluminio




el suelo circundante, produciendo un incremento (Dsv) en la presin de confinamiento aplicada sobre la inclusin.

La importancia del efecto de alargamiento lleva a la consideracin de un coeficiente de

friccin aparente m* (tambin llamado *), el cual se define como la relacin de la

mxima tensin de corte a lo largo de la inclusin y la tensin normal inicial actuante so,

la cual, para propsito de diseo, puede estimarse como la presin de tapada gz, siendo

g el peso unitario del suelo de tapada y z la profundidad a la que se ubica el refuerzo.

Este coeficiente de friccin aparente es funcin del comportamiento de la deformacin en el suelo. Este puede alcanzar valores mayores que los del coeficiente de friccin suelo-

metal tany, similares o superiores al del coeficiente de friccin suelo-suelo tan siendo

el ngulo de friccin interna del suelo de relleno.

Figura 2.3.6.I: Mecanismo de restriccin de dilatancia. (Schlosser y Elias, 1978)

Son mltiples los parmetros que afectan el valor del coeficiente de friccin aparente m*. Muchos estudios sobre estas variables han sido desarrolladas por Schlosser y Elias (1978), McKittrick (1979), Mitchell y Schlosser (1979), y Schlosser y Guilloux (1981). Dando aqu un listado y una pequea explicacin de los parmetros ms importantes.

- Densidad del relleno. - Caractersticas de la superficie de las inclusiones. - Presin de sobrecarga. - Tipo de relleno. - Contenido de agua del relleno.

El factor de friccin, como se puede apreciar por lo expuesto ms arriba, es funcin de la presin de tapada. Autores como F. Schlosser y M. Bastick, han encontrado que el coeficiente es constante e igual al ngulo de friccin interna del suelo, para profundidades mayores a los seis metros. En tanto que para profundidades menores a esta, el

H-(m)

Espesor de relleno sobre el resuerzo

Coef

icie

nte

de

fric

cin a

par

ente

1 2 3 4 5 6

1

2

3

4

6

5

7

0

tag

tag

v

h

Tensin vertical

Inclusin

Volumen de suelo

mobilizado por corte *=/h > real=/v real

Refuerzo

estriado

Refuerzo

liso

Grava:

= 21kN/m = 46 (suelo-suelo) = 27,5 (suelo-refuerzo)




coeficiente tiende a aumentar en forma indirecta a la profundidad (figura 2.3.6.II), este comportamiento se debe al fenmeno de dilatancia.

Figura 2.3.6.II: (a) Variacin del coeficiente de friccin segn Schlosser-Bastick. (b) Variacin de la relacin de tensiones segn Jimnez Salas y otros.

2.3.7. Diferencias de comportamiento respecto de los muros rgidos

Entre las dos clases muros de sostenimiento expuestos hasta el momento existen ciertas diferencias que son las que influyen en la eleccin de una de las dos alternativas.

El principal aspecto en que difieren ambos sistemas, consiste en que los MSME no utilizan hormign entre sus componentes estructurales. Aunque algunas marcas comerciales provean soluciones en las cuales se utiliza bloques premoldeados de hormign, estos tienen una influencia nfima o nula en la estabilidad interna o externa del muro. Los MSME, como se expuso anteriormente, requieren como elemento primordial de geosintticos, geotextiles, geogrillas o geomallas, como inclusiones. Luego, segn la solucin adoptada, ser el revestimiento exterior que se necesite para el muro. Por otro lado, los muros de gravedad nicamente requieren hormign, a menos que se opte por alguna configuracin estructural que implemente una pequea cuanta de armadura.

De este modo, al ser distintos los materiales utilizados en ambas tipologas de muro, tambin lo son sus mtodos constructivos. El sistema de MSME requiere de mayor mano de obra capacitada, as como tambin un trabajo ms meticuloso a la hora de la construccin respecto de los muros de gravedad. En estos ltimos, la etapa de encofrado es la que representa mayores dificultades en el proceso constructivo.

No slo los materiales estructurales son distintos, sino que el relleno en ambas alternativas trabaja de manera diferente. En los MSME el relleno es compactado en capas a medida que se coloca, lo que mejora sensiblemente algunos parmetros resistentes al momento de evaluar la estabilidad interna de los mismos.

A su vez, cabe aclarar, que muchos sistemas de MSME se encuentran patentados por distintas marcas encargadas de su comercializacin. Por este motivo es que la empresa

6,00m

z

tang

0,00m

z

6,00m

0,00mhv

KpKa

(a) (b)




constructora debe plantear soluciones nuevas a las ya inscriptas o comprar el sistema a una empresa registrada.

Estructuralmente el comportamiento interno de los muros de hormign y de los MSME tambin difiere. Por un lado los muros de hormign, al ser ste un material frgil, actan como un bloque indeformable ante las acciones externas, hasta el momento de su rotura. En tanto que los MSME permiten mayores desplazamientos, lo que genera dos efectos: por un lado que las inclusiones desarrollen mayores tensiones resistentes y por otro lado que se alivianen los efectos de los empujes sobre la estructura del muro. Estos motivos llevan a que se incremente ms rpidamente el volumen de hormign a medida que se disean muros ms altos, que lo que se incrementa la longitud de los refuerzos para la misma altura de MSME.

Finalmente, el factor que tiene mayor influencia en la eleccin de la tipologa de muro a ejecutar es el econmico. Es decir, que aquella que genere los menores costos para el desarrollo de la obra, cumpliendo el mismo fin de manera adecuada, ser finalmente la seleccionada. Obviamente, los costos estarn condicionados por cada uno los factores expuestos en los prrafos anteriores.

PARTE III

PRCTICA




3. DESCRIPCIN DE LA OBRA

3.1. Ubicacin y objetivos de la obra

La obra en cuestin sobre la cual se ha trabajado durante el desarrollo de la Prctica Profesional Supervisada se denomina, segn los pliegos de especificaciones tcnicas: PAVIMENTACIN RUTA PROVINCIAL N 34 (CAMINO DE LAS ALTAS CUMBRES) - A) EMPALME RUTA PROVINCIAL E-96 EMPALME RUTA PROVINCIAL C-45 - B) ACCESOS A RUTA PROVINCIAL N 34 (DESDE SAN ANTONIO DE ARREDONDO Y LAS JARILLAS).

La obra a construir contempla:

- La unin del tramo de la Ruta Provincial N 34 (Camino de Las Altas Cumbres) que actualmente termina en la interseccin de la Ruta Provincial E-96 (ex Ruta Provincial S-180, camino a Bosque Alegre) con la Ruta Provincial C-45, a la altura de Falda del Caete. Este tramo de 18,6 km, tendr la misma tipologa del actual Camino de las Altas Cumbres, completando de esta manera los ms de 90 kilmetros ya construidos, conectando a Crdoba con el Valle de Traslasierra y de all con las provincias de San Lus, Mendoza y San Juan. ste es el denominado Tramo 1.

- El tramo 2 contempla la conexin del tramo anterior (Ruta Provincial N 34) con la Ruta Provincial 14 a la altura de San Antonio de Arredondo (Acceso San Antonio y Las Jarillas), generando la vinculacin del Valle de Punilla con los Valles de Paravachasca y Calamuchita.

Todos estos tramos estarn interconectados entre s a travs de distribuidores de trnsito a nivel y distinto nivel que garantizarn que el flujo de trnsito que ingrese y egrese de los mismos sea dinmico evitando puntos de conflicto, contribuyendo de esta manera a la Seguridad Vial.

Estos distribuidores son:

- La readecuacin y conclusin de la interseccin de la RP 34 (Camino de Altas Cumbres) con la RP E 96

- La interseccin a distinto nivel de la Ruta Prov. N 34 con el tramo que une la Ruta Provincial 14 a la altura de San Antonio de Arredondo (conexin de Las Jarillas San Antonio).

- La interseccin a distinto nivel de la Ruta Prov. S-271 (Camino a San Antonio) con la Ruta Provincial 14 a la altura de San Antonio de Arredondo (conexin de Las Jarillas San Antonio).

- El distribuidor a distinto nivel en el empalme de la RP 34 con la RP C- 45, a la altura del paraje denominado Falda del Caete.




Figura 3.1.a. Planta general de la obra original.

Interseccin

RP 34 C 45

Interseccin

RP 34 S 271

Interseccin

RP 34 E 96




Figura 3.1.b. Cruce del camino sobre las Sierras Chicas.




3.2. Marco geolgico

3.2.1. Introduccin regional

Las Sierras Pampeanas de Crdoba constituyen el grupo ms oriental de la Provincia Geolgica Sierras Pampeanas. Est conformada aqu por cuatro cordones mayores (Sierras de Guasapampa, Pocho y Altautina; Sierras Grande y de Comechingones; Sierras Chica y de las Peas; Elevacin Pampeana) y dos menores (Sierras de Cinaga del Coro y del Tigre). Estos cordones, a su vez, emergen como un conjunto de la llanura Chaco-Pampeana.

3.2.2. Resea geolgica de la Sierra Chica

La Sierra Chica es el cordn ms oriental de las denominadas Sierras Pampeanas de Crdoba. Se extiende desde el extremo norte de las Sierras del Pajarillo, Copacabana y Maza (30 36 LS) hasta el sur de la Sierra de Las Peas (32 38 LS), ocupando una franja meridional entre los 64 38 LO y 64 13 LO.

La Sierra Chica est conformada por un bloque de basamento gneo-metamrfico de seccin asimtrica, con pendiente pronunciada al oeste y suave al este, siendo alargado en el sentido norte-sur. Dicho bloque est limitado al oeste por la Falla de Sierra Chica (Fig. 3.2.2.a), quien recibe distintos nombres a lo largo de ella, que lo levanta por encima del Valle de Punilla compuesto por rellenos sedimentarios del Terciario superior y Cuaternario.

La secuencia estratigrfica se puede resumir en:

(a) Metamorfitas del Proterozoico superior Paleozoico inferior;

(b) Granitoides del Paleozoico superior,

(c) Un complejo sedimentario volcnico del Cretcico,

(d) Sedimentitas de piedemonte y relleno de valles Terciarios y Sedimentos limoarcillosos y lossicos del Cuaternario.




Figura 3.2.2.a. Principales lineamientos con probable actividad tectnica. Marcada con una flecha 1) Falla El Molino, 2) Falla Comechingones, 3) Falla Las Lagunas y 4)

Falla Sierra Chica. Con asteriscos se han ubicado los epicentros de sismos ocurridos en el Siglo XX. (Segn Costa et, al 2001)

La Falla de la Sierra Chica (FSC) es una de las fallas ms importantes de las Sierras de Crdoba, extendindose su escarpa de falla por ms de 200 kilmetros desde la localidad de Capilla del Monte, en el norte del Valle de Punilla, hasta la cercana del Lineamiento Los Cndores. El cruce con la traza de la ruta se observa en la Figura 3.2.2.b.




Figura 3.2.2.b. Posicin de la traza (rojo) con relacin a la FSC (verde).

Los tramos rectos de FSC son de alto ngulo de buzamiento (50 - 60), vinculndose a depsitos cretcicos interpretados como reactivacin de fallas normales, mientras que los curvos, de bajo ngulo ( 30), son de carcter inverso dominante y no se asocian a ningn depsito en particular.

A lo largo de su recorrido, se observan afloramientos naturales o cortes artificiales donde es posible ver como la FSC se sobrepone a sedimentos ms modernos que el basamento. Entre ellos se encuentran los conglomerados rojos Cretcicos en la zona de La Cumbre, los estratos Terciarios del Valle de Punilla en la zona de la Falda (Fig. 3.2.2.c)




y Cosqun, los fanglomerados Pleistocnicos en Bialet Mass y en Carlos Paz y los cenoglomerados cuaternarios en la zona de Santa Rosa.

Figura 3.2.2.c. Cruce de la Falla Sierra Chica en el Camino al Cuadrado

La FSC no es una falla activa; sin embargo, en 1947 se registr el llamado sismo de Villa Giardino, que tuvo una intensidad VI-VII en la escala Mercalli modificada (Rocca el al. 1991). En su extremo norte, Sierras del Pajarillo, Copacabana y Maza, hay microsismicidad. Tambin existen rasgos neotectnicos indicadores de paleosismicidad como la presencia de toscas desplazadas.

3.3. Caractersticas viales

3.3.1. Diseo Geomtrico

TRAMO 1: RUTA PROVINCIAL N 34 (CAMINO DE LAS ALTAS CUMBRES) - EMPALME RUTA PROVINCIAL E-96 EMPALME RUTA PROVINCIAL C-45

Se ha previsto para este tramo dos perfiles transversales tipo: uno en desmonte y otro en pedrapln. Para el primero se ha fijado un ancho de coronamiento de 19,00 m., que prev para el futuro dos calzadas separadas de 7,30 m.de ancho cada una, un cantero central de 1,00 y banquinas pavimentadas de 2,00 metros de ancho. Para el pedrapln se ha diseado un ancho de coronamiento de 21,00 m. para dar lugar a la ubicacin de las barreras de seguridad y las cunetas de hormign previstas como obras de defensa del pedrapln y seguridad para el trnsito, con el mismo perfil estructural previsto en la seccin anterior.




Cabe acotar que en esta primera etapa slo se ha previsto pavimentar una calzada nica de 7,30 m. de ancho con sus respectivas banquinas pavimentadas.

Los parmetros principales de diseo son:

- Velocidad directriz: 70 Km/h. - Radio mnimo absoluto: 200 m. - Peralte mximo: 6 % - Longitud mnima de transicin: 90 m.

TRAMO 2: ACCESO A RUTA PROVINCIAL N 34 (DESDE SAN ANTONIO DE ARREDONDO Y LAS JARILLAS)

Para este tramo, tambin se ha considerado dos perfiles transversales tipo: uno en desmonte y otro en terrapln. Para ambos se fij un ancho de coronamiento de 13.30 m., calzadas de 7,30 m. de ancho, y banquinas de 3,00 metros de ancho.

Los parmetros principales de diseo son:

- Velocidad directriz: 70 Km/h. - Radio mnimo absoluto: 200 m. - Peralte mximo: 6 % - Longitud mnima de transicin: 90 m.

Figura 3.3.1.a. Perfil Tipo Geomtrico en desmonte (Tramo 1).

0.2

5

9.505.85 3.65 3.65

19.00

9.505.85

1:1.5

mn

.0.9

0

2.50

0.2

5

8.0

0

10

.00

2.50A

1.00

1:1.

5

.




Figura 3.3.1.b. Perfil Tipo Geomtrico en media ladera (Tramo 1).

Figura 3.3.1.c. Perfil Tipo Geomtrico en terrapln (Tramo 1).

0.20

3.65 5.85

4%2.0% 2.0%

Cuneta de H c/cordn

ver plano detalle.

4%1:1.5

9.50

5.85

9.50

19.00

3.65

7.30

A

1:1.

5

Zona de camino = 100,00 m.

0.206.85

10.50

21.00

0.20

1:1.5

4%

6.85

10.50

3.65

7.30

2.0%

3.65

2.0%4%

1:1.5

A




3.3.2. Diseo Estructural

TRAMO 1: RUTA PROVINCIAL N 34 (CAMINO DE LAS ALTAS CUMBRES) - EMPALME RUTA PROVINCIAL E-96 EMPALME RUTA PROVINCIAL C-45

Para este tramo se ha diseado el siguiente paquete estructural:

- Carpeta de rodamiento de concreto asfltico en caliente de 0,05 m de espesor y 7,30 m de ancho.

- Base Negra de concreto asfltico en caliente de 0,07 m de espesor y 7,50 m de ancho.

- Base Granular de 0,18 m de espesor y 7,90 m de ancho. - Sub-base Granular de 0,20 m de espesor y 8,30 m de ancho. - Pavimentacin de las banquinas con una capa de concreto asfltico en caliente de

0,03 m de espesor y 2,00 metro de ancho y una base granular de 0,18 m de espesor y 2,15 m de ancho.

TRAMO 2: ACCESO A RUTA PROVINCIAL N 34 (DESDE SAN ANTONIO DE ARREDONDO Y LAS JARILLAS)

Para este tramo se ha diseado el siguiente paquete estructural:

- Carpeta de rodamiento de concreto asfltico en caliente de 0,05 m de espesor y 7,30 m de ancho.

- Base Negra de concreto asfltico en caliente de 0,07 m de espesor y 7,50 m de ancho.

- Base Granular de 0,18 m de espesor y 7,90 m de ancho. - Sub-base Granular de 0,20 m de espesor y 8,30 m de ancho. - Pavimentacin de las banquinas con una capa de concreto asfltico en caliente de

0,03 m de espesor y 2,00 metro de ancho cada una y una base granular de 0,18 m de espesor y 2,15 m de ancho.




Figura 3.3.2.a. Perfil Tipo Estructural en desmonte.

57

31

7

4

5

3

Zona de camino = 100,00 m.

2

8 6




Figura 3.3.2.b. Perfil Tipo Estructural en terrapln.

3.3.3. Puentes y Viaductos

El proyecto contempla la construccin de puentes en las siguientes intersecciones:

- Altonivel Interseccin R.P. N 34 (Altas Cumbres) y R.P. C-45 - Altonivel Interseccin R.P. N 14 y R.P. S 271 (Camino San Antonio Las Jarillas) - Altonivel Interseccin R.P. N 34 (Altas Cumbres) y R.P. S 271 (Camino San

Antonio Las Jarillas)

Las caractersticas resistentes de los puentes proyectados, son de Categora I, con carga de trnsito correspondiente a aplanadora A-30, por cada faja de circulacin. Son de cumplimiento las normativas del Reglamento CIRSOC, en lo que corresponda.

En todos los casos se contempla la ejecucin del tablero e infraestructura en hormign armado, y las vigas principales pretensadas. En cuanto a las fundaciones se prevn directas con bases corridas e indirectas mediante pilotes pre-excavados, segn sean los resultados de los estudios geotcnicos a realizar en cada lugar. El glibo mnimo previsto es de 5.20m. Se contempla la colocacin de defensas metlicas en correspondencia con los guardarruedas o veredas previstas.

A

5

31

4

5

32

8 5




Las longitudes, anchos de calzada, pendiente longitudinal, como el ngulo de esviaje, sern ajustados durante la etapa de ejecucin.

3.3.4. Alternativas evaluadas

El presente diseo de trazado del Tramo 1 ha sido realizado sobre la base de los siguientes elementos directores del estudio:

- Tipologa de infraestructural prevista. La tipologa de estructura prevista para esta obra, si bien se encuentra contratada para la materializacin de una nica calzada, dispone de un coronamiento que posibilite albergar, en un futuro, una estructura del tipo calzada doble. De esta forma se encuentran plantadas, igualmente, las soluciones correspondientes a los anchos de puentes y viaductos. En virtud de este criterio, y empleando los parmetros de diseo de la Direccin Nacional de Vialidad, la presente obra se inscribe en la denominada Categora I (es la menor de las categoras que posibilitan la disposicin de un sistema de doble calzada). Para esta categora, considerando una topografa de montaa, la velocidad directriz de la va debe ser de 80 km/hr. Se entiende que el criterio de inversin previsto en relacin con este aspecto es: si bien no se construye la estructura de la propia calzada en la forma requerida, se materializa la infraestructura necesaria para su posterior ejecucin. Se logra de esta forma un adecuado aprovechamiento de los recursos invertidos, evitando en el futuro costosas obras de readecuacin de infraestructura.

- Proyecto de la infraestructura adaptada a la categora definida. Se han aplicado conceptos de diseo geomtrico considerando los lineamientos bsicos de los Manuales de Diseo de la Direccin Nacional de Vialidad (ed. 1980) y del AASHTO (ed 2004). En particular, la funcionalidad de la traza definida ha sido verificada analizando la velocidad de circulacin del vehculo de diseo, y verificando las reducciones de velocidad que el mismo sufre por efectos de curvas horizontales y pendientes.

- Adecuacin de la traza por aspectos de afectacin local de construcciones y puntos de provisin de agua. En el sector de la localidad de Las Jarillas (progresivas 06+000 a 07+000), la traza prevista se encuentra afectando en forma total los sistemas de provisin de agua de la propia poblacin. En tal sentido, la Direccin Provincial de Vialidad ha requerido se analice la modificacin de la disposicin de la traza en el sector, con una relocalizacin de la misma hacia el Este de la actual posicin.

- Adecuacin de la localizacin de la traza a la disponibilidad de tierras. En particular en el sector de la progresiva 06+500, se ha recibido la instruccin de establecer una modificacin en la localizacin de la traza debido a la existencia de severas complicaciones en la disponibilidad de los terrenos afectados por la traza original prevista. Esta situacin ha condicionado en la necesidad de relocalizar la nueva traza hacia el Este de la inicialmente proyecta por la DPV.

- Relocalizacin de la interseccin de la RP34 y S271. Los dos aspectos antes mencionados, as como la importancia que reviste el trazado de ascenso por la ladera occidental de las Sierras Chicas, ha determinado la conveniencia de relocalizacin de la interseccin mencionada. Los estudios preliminares efectuados sobre la solucin original prevista muestra que algunos de sus componentes presentan criterios de diseo con un alto condicionamiento de la seguridad de




circulacin (especialmente debido a la presencia de radios de giro reducidos en carriles de salida de la RP34), e importante complejidades en la materializacin de algunos componentes de esa interseccin, los cuales demandara costos no contemplados inicialmente en el anteproyecto de licitacin.

La interseccin ha sido ubicada en la progresiva 05+500, permitiendo que el ascenso a la ladera occidental de la Sierra se inicie unos 1.000 metros antes de lo previsto en el anteproyecto de licitacin. De esta forma se logra disponer mayor longitud de desarrollo del ascenso.

- Parmetros de diseo geomtrico empleados. En funcin de la anterior definicin se ha desarrollado la geometra del trazado de este Anteproyecto. Se encuentran condicionado, entre otros parmetros, los radios de curva, los peraltes, las pendientes longitudinales, etc.

El Anteproyecto que se ha presentado, se encuentra compuesto por un desarrollo aproximado de 18 km. Para su mejor revisin ha sido divido en dos sectores:

- Sector A. Comprendido entre progresiva 00+000 y 08+100. Afecta el tramo desde la conexin con el actual camino de Altas Cumbres, en el intercambiador con la ruta E96 hasta la cumbre del trazado sobre las Sierras Chicas. Adicionalmente, dentro del sector se localiza la interseccin entre la RP34 y la S271, la cual se resuelve con una solucin de intercambiador a desnivel. Finalmente, en progresivas 06+500, se ubica una solucin de viaducto, con una longitud aproximada de 230 metros.

- Sector B. El mismo comprende la solucin desde el punto ms elevado del recorrido, hasta la interseccin con la ruta C45. En virtud de las potencialidades de las soluciones y de su operatividad, se han planteado dos variantes para este sector. La variante B1 (Fig 3.3.4.a), se desarrolla de forma tal que el final del tramo se localiza sobre la C45, al sur de los terrenos correspondientes de la CONAE. La variante B2 (Fig. 3.3.4.b), mantiene el mismo trazado anterior, desde el inicio del sector, hasta la progresiva 10+500, aproximadamente. Esta variante concluye en la C45, al norte de los terrenos de la CONAE. La variante finalmente seleccionada ha sido la B1.




Figura 3.3.4.a. Variante B1

Figura 3.3.4.b. Variante B2

CONAE

CONAE




De esta manera se ha buscado cumplir con las siguientes caractersticas para el trazado geomtrico de la obra, que en ciertos tramos del proyecto original no se cumplan:

Parmetro Unidad Cat I

Montaa

Caractersticas Bsicas

Vol. Trnsito veh/da 500 a 1500

Control de accesos Total o Parcial

Nmero de trochas 2

Velocidad Directriz km/hr 80

Peralte Mximo % 10%

Radio Mnimo Deseable mts 350

Absoluto mts 220

Pendiente Mxima

Pendiente Deseable % 4

Long Pendiente Deseable mts 330

Pendiente Lmite % 6

Ancho de Coronamiento

Calzada mts 7,30

Banquina mts 3,00

Total coronamiento mts 19,00 a 21,00

Zona de camino mts 100,00

Taludes

Terrapln sin baranda h < 3 m 1:4

Con baranda 3m < h < 5m 1:2

Con baranda h > 5 m 1:1

Tabla 2.1. Resumen de parmetros caractersticos en montaa.

3.4. Perfiles tipos de terrapln y excavacin

En las figuras 3.3.1.a y 3.3.1.b se presentaron los perfiles tipos propuestos por la Direccin Provincial de Vialidad de Crdoba en el proyecto original de la obra PAVIMENTACIN RUTA PROVINCIAL N 34 (CAMINO DE LAS ALTAS CUMBRES).

Tal como se observa en los perfiles tipo para terrapln, a partir de cierta altura (no especificada exactamente), se propone la ejecucin de muros de sostenimiento para evitar cantidades inconvenientes de suelo utilizado en el terrapln o por conveniencias constructivas, al momento de la compactacin del suelo principalmente. La altura y la posicin final del muro se han evaluado en la etapa de anteproyecto para cada caso en particular. El criterio general tomado para un primer diseo de estas estructuras de sostenimiento es el de permitir una altura mxima de terrapln de 20 m. Si el mismo supera dicha altura se ha dispuesto la ejecucin de un muro de sostenimiento a su pie.

En el proyecto original, en los planos que acompaan al pliego de especificaciones tcnicas de la obra, se han propuesto nicamente muros de gravedad en dos




configuraciones geomtricas distintas segn se trate muros de ms o menos de 10 m de altura. (Figura 3.4.a)

Figura 3.4.a. Muros de Hormign propuesto en el pliego de especificaciones tcnicas.

El contratista, como parte de las modificaciones propuestas al proyecto original, ha evaluado la posibilidad que algunas de estas estructuras sean muros de suelo mecnicamente estabilizados. Esto es debido a que, por razones econmicas, en algunos casos puede resultar conveniente por sobre la solucin de muros de hormign en masa.

A lo largo de la traza definitiva de la carretera han sido evaluados 13 sectores particulares donde debera efectuarse la construccin de muros de sostenimiento.

4. METODOLOGA DE CLCULO

4.1. Conceptos generales

En primer lugar, para poder disear una estructura de sostenimiento es necesario conocer las acciones externas que actan sobre sta. Una vez que quedan determinadas, es posible evaluar la estabilidad externa e interna de la estructura y de esta forma verificar el predimensionamiento propuesto.

Las acciones actuantes en este anlisis son:

1. Peso propio del muro. 2. Empuje activo del suelo. 3. Empuje pasivo del terreno. 4. Sobrecargas sobre el relleno. 5. Resistencia al deslizamiento (friccional y cohesiva). 6. Acciones dinmicas producto del sismo.

1.5

0m

. a

2.0

0m

.

Vari

able

0.60

1.5

0m

. a

2.0

0m

.

Vari

able a

0.804:1

1:1.5

a

1:1.5

0.60

4:1

5:1

0.80




Otras acciones que pueden llegar a ser de importancia en otro tipo de estructuras son:

- Fuerzas horizontales y verticales de estructuras de la cual el muro es parte (por ejemplo: peso puente, fuerzas trmicas, ssmicas, de operacin, etc.).

- Presiones hidrostticas. - Subpresiones por debajo de la fundacin.

Estas no han sido incluidas en este anlisis por considerarse de menor orden respecto a las anteriores, debido a las condiciones particulares de ubicacin en la obra de los muros de sostenimiento estudiados.

Luego de determinarse las acciones externas puede evaluarse si el predimensionamiento geomtrico y los materiales propuestos para el muro cumplen con las condiciones resistentes mnimas.

La estabilidad externa comprende la resistencia al vuelco (el momento que intenta volcar la estructura debe ser menor al que trata de estabilizarlo), la resistencia al deslizamiento (las fuerzas que tratan de desplazar al muro de sus cimientos deben ser menor a las que intentan de resistirlo), la capacidad de carga (el material sobre el que se efecta la cimentacin debe resistir las tensiones provocadas por la estructura durante su vida til) y la estabilidad global muro-talud (evitar que se genere una superficie de deslizamiento que desestabilice el conjunto).

Por otro lado, la estabilidad interna alcanza:

- Verificacin del estado de tensin interna en los muros de H, es decir, que no se produzcan traccin en planos horizontales. En los casos que inevitablemente este tipo de tensiones se produzca, tener una longitud de fisura controlada.

- Verificacin de arrancamiento en inclusiones en los MSME por superarse las fuerzas de friccin que se generan sobre las mismas.

- Verificacin de rotura de inclusiones en los MSME por superarse la resistencia a la traccin del material de los refuerzos.

4.2. Secuencia de clculo de muro de suelo mecnicamente estabilizados

Si bien el diseo de los muros de hormign en masa ha sido el primero en realizarse durante el desarrollo de la Prctica Supervisada, debido a que es la tipologa propuesta por los pliegos de especificaciones tcnicas de la obra, se presenta en primer lugar la secuencia de clculo de los MSME. La razn por la cual se toma esta medida es la siguiente: los MSME presentan las mayores particularidades en el clculo, principalmente en lo referente a la estabilidad interna. De esta manera resulta ms sencilla y clara la exposicin del clculo para este tipo de estructuras, explicndose luego las modificaciones que deben realizarse a dicha secuencia de pasos para la verificacin de los muros de gravedad.

La secuencia que se ha adoptado para es la recomendada por la Federal Highway para el diseo de muros de tierra armada. Los pasos de clculos detallados se exponen en el Anexo A.

Etapa 1. Establecer los requerimientos de proyecto




1.1. Geometra: altura libre del muro, profundidad del cimiento, pendiente de la superficie del relleno, pendiente del suelo de cimentacin.

Figura 4.2.I. Diseo geomtrico del muro de sostenimiento.

1.2. Condiciones de carga: sobrecarga externa, coeficiente de aceleracin horizontal, coeficiente de aceleracin vertical, coeficiente de reduccin de desplazamiento.

1.3. Criterio de desempeo del sistema de flejes: tensin de rotura del fleje, ancho del fleje, altura del fleje, prdida de espesor del fleje durante la vida til, factores de reduccin de resistencia.

Etapa 2. Establecer parmetros de proyecto

2.1. Condiciones de subsuelo en el sitio: densidad, ngulo de friccin, cohesin, ngulo de friccin entre el bloque y el cimiento.

2.2. Material de relleno del muro: densidad, ngulo de friccin, cohesin.

Etapa 3. Estimacin de la altura del muro y la longitud de refuerzo

El clculo para la verificacin de estabilidad externa de los muros de tierra armada se efecta tomando 1 metro de longitud de muro, en tanto que para la estabilidad interna se toma el ancho de la malla rigidizadora utilizada (am). Por lo tanto, se deben tomar determinadas alturas caractersticas en funcin de la ubicacin del sistema de inclusin, para realizar los clculos. Por esta razn debe plantearse la altura del muro para el clculo y la longitud de inclusin en los distintos niveles.

Etapa 4. Definir las cargas nominales




Existen determinadas cargas nominales que se desarrollan en el escenario esttico, a las que se le agregan otras para analizar la situacin dinmica.

Cargas nominales estticas: peso propio del bloque, pero propio del relleno superior, sobrecarga, empuje activo del suelo y de la sobrecarga (ambos descompuestos en sus componentes verticales y horizontales)

Cargas nominales dinmicas: inicialmente se define el coeficiente de empuje activo dinmico y con l se obtiene el empuje dinmico en sus 2 componentes ortogonales. Adicionalmente se tiene la inercia del bloque.

Dependiendo del escenario analizado, se toma en sentido ascendente o descendente la componente vertical de las cargas dinmicas, segn el caso ms desfavorable. La Figura 4.2.II muestra la distribucin combinada de los esfuerzos externos considerados.

Figura 4.2.II. Cargas actuantes sobre el muro de sostenimiento.

Etapa 5. Resumir las combinaciones de carga, factores de carga y factores de

resistencia

Tanto para la verificacin de la estabilidad interna como externa, se ha utilizado el mtodo LRFD (resistencia minorada y cargas mayoradas). Por lo que se han determinado factores de mayoracin y minoracin para los escenarios estticos y dinmicos para el clculo de las estabilidades externas. Estos han sido obtenidos del reglamento de la Federal Highway.

Por otro lado, para la estabilidad interna, se han tenido en cuenta factores de minoracin de la resistencia del material empleado, extrayendo dichos valores del encarte tcnico de Maccaferri para estructuras en suelo reforzado.




Etapa 6. Evaluar Estabilidad Externa (Estado Esttico)

6.1. Deslizamiento 6.1.1. Calcular el empuje nominal, por unidad de longitud, que acta sobre la parte

posterior de la zona reforzada, con los factores de carga correspondientes. 6.1.2. Calcular los componentes nominales de las fuerzas de resistencia en la

superficie de deslizamiento y los factores correspondientes, por unidad de longitud de muro.

6.1.3. Comparacin de la resistencia al deslizamiento. 6.2. Vuelco

6.2.1. Criterio de FS al vuelco (comparacin de momento de vuelco y momento estabilizante).

6.2.2. Criterio de Excentricidad (relacin entre la excentricidad producida por la resultante de las fuerzas actuantes y la longitud de la base del muro).

6.3. Capacidad de Carga 6.3.1. Calcular excentricidad (eb). 6.3.2. Calcular las tensiones verticales mayoradas. 6.3.3. Determinar la capacidad de carga nominal del suelo. 6.3.4. Comparacin capacidad de carga tensiones mayoradas.

Etapa 7. Consideraciones adicionales para el escenario dinmico.

En todos los casos verificados anteriormente debe adicionarse el efecto producido por el sismo, tanto en los esfuerzos horizontales que genera, como en los verticales descendentes o ascendentes, segn el caso ms desfavorable, adems de cambiar los factores de mayoracin y minoracin del escenario esttico por el del dinmico.

Luego, la verificacin de la estabilidad externa al deslizamiento, vuelco y capacidad de carga, se lleva a cabo de la misma manera que para el escenario esttico.

Etapa 8. Evaluar Estabilidad Interna

8.1. Establecer el diseo vertical de los refuerzos de suelo. Debe predisearse en primer lugar cmo ser la distribucin vertical de los refuerzos en la masa de suelo que conforma el muro, es decir, definir la separacin entre los distintos niveles.

La distribucin horizontal, por ejemplo en el caso de utilizar flejes metlicos como inclusiones, se lleva a cabo repartiendo uniformemente la cantidad de flejes adoptados en la longitud de la malla rigidizadora utilizada por bloque.

8.2. Seleccionar tipo de refuerzo del suelo. Una vez definida la distribucin vertical de los refuerzos, se selecciona el material de los mismos, de modo de conocer si se trata de un refuerzo extensible o inextensible, ya que esto determina la superficie de separacin entre la zona activa (no ayuda a resistir las cargas propias del suelo) y la zona resistente (trabaja en el desarrollo de las fuerzas resistentes internas del muro).

En las Figuras 4.2.III.a y 4.2.III.b se observa como determinar la longitud de la zona activa tanto para el caso de refuerzos inextensibles como extensibles.




Figura 4.2.III.a. Zona activa y zona resistente en muros con refuerzos inextensibles.

Figura 4.2.III.b. Zona activa y zona resistente en muros con refuerzos extensibles.




8.3. Definir la superficie de deslizamiento crtico. Cada uno de los niveles donde se encuentran los refuerzos es una superficie de deslizamiento crtico para la estabilidad interna, por lo que deben verificarse cada uno de dichos niveles a la rotura y al arrancamiento de la inclusin.

8.4. Definir las cargas mayoradas. Inicialmente debe definirse la presin vertical que genera la porcin de terreno (Pvs) que se encuentra sobre el nivel superior de refuerzos. sta se considera como el 70% de la carga que produce ese volumen de suelo.

Con este valor se calcula la fuerza horizontal (FHi) que deben resistir los refuerzos del nivel i, denominada fuera de tiro.

8.5. Calcular la resistencia del refuerzo de suelo. La resistencia a la rotura (r) de cada tipo de refuerzo depende del material utilizado para el mismo y del factor de reduccin que le corresponde. Debe tenerse en cuenta que el factor de resistencia al arrancamiento que interviene en el clculo vara de la siguiente manera:

Figura 4.2.IV. Variacin del coeficiente de relacin de esfuerzos laterales

(Kr / Ka) con la profundidad en un MSME.

Flejes metlicos

y rejillas soldadas




8.6. Seleccionar grado y/o nmero de elementos de refuerzo en cada nivel. En funcin de la resistencia al arrancamiento y a la rotura, se procede a predimensionar la altura de los niveles y la longitud de las inclusiones en el muro, a ser verificadas en los pasos siguientes.

8.7. Verificar la estabilidad interna con respecto al arrancamiento 8.8. Verificar estabilidad interna con respecto a la rotura del refuerzo

Etapa 9. Consideraciones adicionales para el escenario dinmico

9.1. Incremento de tiro. Debido al movimiento ssmico se produce un empuje adicional del suelo que se encuentra en la zona activa del muro. De esta forma el valor de dicha fuerza total se calcula con el volumen de suelo en la zona activa para una longitud unitaria de muro. Este incremento de empuje se distribuye en proporciones iguales entre todos los niveles que conforman el muro.

9.2. Resistencia a rotura. La resistencia a la rotura se determina de manera idntica a como se calcula para el escenario esttico, slo que debe reemplazarse el factor de minoracin de resistencia esttico por el dinmico.

9.3. Resistencia a arrancamiento. El clculo de esta resistencia se realiza de la misma forma que para la situacin esttica disminuyendo la presin vertical debido a la componente vertical ascendente del sismo.

Etapa 10. Verificar estabilidad global.

La estabilidad global del muro, considerando el suelo o roca de fundacin, puede realizarse con distintos softwares a tal fin, con cualquiera de los mtodos conocidos de rotura por superficie de falla, como por ejemplo Bishop.

4.3. Clculo de muros de hormign en masa

Para el clculo de los muros de gravedad es necesario hacer algunas salvedades respecto a los muros de suelo mecnicamente estabilizado.

En primer lugar debe predimensionarse la geometra de la seccin transversal del muro en funcin de los requerimientos del proyecto, para luego verificar tanto su comportamiento global como interno. Cabe aclarar que la geometra en esta tipologa de muros es determinante en el aspecto econmico al momento de su comparacin con otros mtodos, ya que el mismo est conformado ntegramente por hormign.

De la misma manera que para los MSME, es necesario establecer los parmetros de los materiales intervinientes, para poder determinar con ellos las cargas nominales actuantes sobre el bloque. stas son las mismas que para la tipologa de estructura explicada anteriormente.

En lo que respecta a la estabilidad externa, se utilizan idnticas combinaciones de carga, factores de carga y factores de resistencia que para los MSME, ya sea para el anlisis esttico o para el anlisis dinmico.

Es necesario aclarar que, tal como se expone en los planos de perfiles tipos de muros de hormign, stos pueden presentar una base escalonada cuando se lo considere




necesario, lo que significa que puede tomarse un cierto valor de pendiente media para la cimentacin de los mismos. Por lo tanto, al momento de la evaluacin de la capacidad de carga deben utilizarse los bacos de Meyerhof para superficies de apoyo con pendiente distinta a la nula, para determinarse el factor de capacidad de carga Ncq para suelos

cohesivos (Fig. 4.3.a) y el factor de capacidad de apoyo Nq (Fig. 4.3.b), para suelos

puramente granulares. Siendo en

Diseño de muros de sostenimiento

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