16. Muros de Gravedad. Taludes PDF

Preview

Summary

Muros de gravedad...

Description

Escuela Politécnica de Cuenca Arquitectura Técnica

Unidad Temática 5 Lección 16

BLOQUE TEMÁTICO 1 UNIDAD TEMÁTICA 5

LECCIÓN 16 MUROS DE GRAVEDAD. TALUDES.

1

Escuela Politécnica de Cuenca Arquitectura Técnica

Unidad Temática 5 Lección 16

ÍNDICE 1.- TALUDES NATURALES 2.- BIOROLLOS 3.- MANTAS DE PAJA. 4.-MALLAS VOLUMÉTRICAS 5.-MUROS DE TIERRA ARMADA 5.1. Geotextiles y geomallas (muros ecológicos). 5.2. Muros de elementos prefabricados de hormigón. 5.2.1. 5.2.2. 5.2.3. 5.2.4.

Ribazos Muro jardinera Muro celular verde Muro de paneles

6.-GAVIONES DE PIEDRA ARMADA 7.- MUROS DE ESCOLLERA 8.-PANTALLAS DE TABLAESTACA 9.-HORMIGON PROYECTADO 10.- MUROS DE GRAVEDAD

2

Escuela Politécnica de Cuenca Arquitectura Técnica

Unidad Temática 5 Lección 16

1.- TALUDES NATURALES En la mayor parte de las ocasiones e, independientemente de los tipos de tierras de que se trate y de las latitudes en la que nos encontremos trabajando, el gran problema de las obras lineales, a la hora de los acabados son los desperfectos en los taludes, principalmente debido a la acción de los elementos naturales (AGUA, VIENTO o EXCESIVA SEQUEDAD) en los mismos.

En gran parte de las ocasiones, además de una aspecto lamentable de la obra, y esto es lo que ven la Propiedad y la población que va a utilizar la nueva infraestructura, como decimos además de la presencia final, ocasiona trastornos de derribos o deslizamientos de las tierras, tanto en desmonte (más) como en terraplenes (menos). En ingeniería civil, y más concretamente en geotecnia, resulta interesante analizar la estabilidad o la posible inestabilidad de un talud, a la hora de realizar un proyecto, o llevar a cabo una obra de construcción. La inestabilidad de un talud, se puede producir por un desnivel, que tiene lugar por diversas razones: • • •

Razones geológicas: laderas posiblemente inestables, orografía acusada, estratificación, meteorización, etc. Variación del nivel freático: situaciones estacionales, u obras realizadas por el hombre. Obras de ingeniería: rellenos o excavaciones tanto de obra civil, como de minería.

Tipos de inestabilidad: •

•

•

Desprendimientos. Se originan por el despegue de una masa de suelo o roca de una pared empinada o acantilado y posterior descenso mediante caída libre, a través del aire, y rebote o rodadura final. La rotura tiene lugar por mecanismos de deslizamiento o vuelco de pequeña envergadura que proporcionan a la masa despegada una velocidad inicial en el momento de caída libre. El movimiento es de muy rápido a extremadamente rápido. Colapsos. También son conocidos por desplomes, y consiste en la caída de masas de material, con una trayectoria básicamente vertical, debidos a la socavación efectuada por un río o el oleaje en un acantilado o la meteorización y disgregación de las rocas del pie mismo. Corrimientos. Son movimientos que afectan a una gran cantidad de masa de terreno. Un tipo particular de corrimiento son los deslizamientos, que se producen cuando una gran masa de terreno o zona inestable, desliza con respecto a una zona estable, a través de una superficie o franja de terreno de pequeño espesor. Los deslizamientos se producen cuando en la franja se alcanza la tensión tangencial máxima en todos sus puntos.

3

Escuela Politécnica de Cuenca Arquitectura Técnica

Unidad Temática 5 Lección 16

MÉTODOS CORRECTIVOS PARA FALLAS EN TALUDES Y LADERAS. 2.- BIORROLLOS Allí donde el suelo esté expuesto a erosión, los BIORROLLOS pueden ser una parte importante de un exhaustivo sistema de gestión para la estabilización del suelo, retención de la sedimentación y establecimiento de la vegetación. Cuando se usa para la retención temporal de sedimentos, los Biorrollos, también llamados rollos de fibra, pueden reducir la sedimentación exterior: • Proporcionando protección para el drenaje de aguas pluviales • Dirigiendo las aguas pluviales hacia aparatos de retención y detención • Reduciendo la velocidad del flujo de agua en áreas donde hay una concentración de caudal tales como canales y acequias, siempre que son instalados como estructuras de control. • Funcionando como una alternativa a las vallas contra la erosión para control de sedimentos Los Biorrollos complementan las mejores prácticas permanentes de gestión utilizadas para el control de erosión y revegetación. Cuando se instalan en combinación con mantas paja, cortinas de sedimentación, mantas hidráulicas, o matrices de fibra enlazadas para la estabilización de pendientes, el Biorrollo puede: • Reducir los efectos de la longitud e inclinación de la pendiente. • Reducir la erosión laminar y de la reguera en áreas agrícolas • Recoger las cenizas y sedimentos provenientes de incendios • Actuar como filtros vegetales impulsando el crecimiento de vegetación dentro del rollo de fibra. Como una alternativa funcional a las instalaciones de vallas contra la erosión, los rollos de fibra tienen distintas ventajas: • Se instalan alan más más fácilmente, fácilmente, especialmente especialmente en en suelos suelos poco poco profundos profundos yy rocosos. rocosos. 4

Escuela Politécnica de Cuenca Arquitectura Técnica

Unidad Temática 5 Lección 16

• Son más adaptables a las aplicaciones en pendientes e instalaciones en el contorno. • El conjunto con el paisaje es menos molesto • No obstruyen la manta hidráulica y las aplicaciones con semillas. • Pueden ser retirados o dejados en su sitio siguiendo el asentamiento de la vegetación. Los BIORROLLOS se paletizan y envuelven en plástico retráctil sus rollos de fibra para agilizar el envío a obra, un sistema que proporciona protección contra las inclemencias del tiempo hasta su instalación. •

Recogida sedimentos entrantes

Pueden usarse para proteger las entradas de los sumideros de agua pluvial. Como son flexibles, los rollos de fibra se pueden adaptar a los bordillos de entrada así como a las zonas de sumideros. Como todos los aparatos de control de sedimentos, los rollos de fibra deben ser inspeccionados tras cualquier lluvia significativa, y los sedimentos y detritos removidos y eliminados debidamente. •

Control de las aguas pluviales

Para desviar el caudal y dirigir las aguas pluviales a las zonas de tratamiento de la misma forma que se usan tradicionalmente la arena o las bolsas de gravilla. •

Inspeccionar estructuras en barrancos y acequias

Los BIOROLLOS son tradicionalmente usados para inspeccionar estructuras en áreas donde hay una concentración de caudal de agua tales como acequias, canales con hierbas y desagües bajos. Se pueden instalar en combinación con cualquier tipo de cortinas de sedimentación enrolladas o líneas del canal y funcionan por la de la velocidad del agua, asentando el sedimento y evitando la socavación del material en las líneas del canal. •

Evitar la sedimentación exterior procedente de las actividades de la construcción

Pueden ser usados en lugar de las tradicionales instalaciones con vallas contra la erosión para el perímetro de las zonas afectadas. Los rollos de fibra se adaptan al paisaje y son más fácilmente inspeccionados y cuidados. •

Reduce los efectos de la longitud e inclinación de la pendiente Mejoran los efectos erosivos de la longitud e inclinación de la pendiente. Los rollos de fibra se instalan en los contornos de la pendiente en intervalos específicos para reducir la velocidad del agua en la pendiente y retener el sedimento. Pruebas realizadas en los laboratorios de investigación sobre erosión del suelo de la Universidad de San Diego han demostrado que los Biorollos reducen la recepción de sedimento 5

Escuela Politécnica de Cuenca Arquitectura Técnica

Unidad Temática 5 Lección 16

exterior procedente de suelo al menos en un 58%. Cuando se combina con otros métodos de control de erosión tales como el manto de paja, mantas hidráulicas, y matrices de fibra trenzadas, sus resultados son aún mejores. •

ríos

Impulsa la estabilización y revegetación de las riveras de los Los BIOROLLOS pueden ser un componente flexible, barato y complementario de las prácticas de bioingeniería geológica para el control de la corriente y la erosión en las riberas de los ríos. Los rollos de fibra pueden ser interplantados con esquejes de sauces u otras plantas, y pueden también agarrar y acoger el desarrollo de vegetación natural dentro de su núcleo fibroso.

Estabiliza el suelo tras Deforestaciones e Incendios Forestales Los Biorollos se pueden utilizar como aparatos de contención de perímetros para evitar las escorrentías pluviales con sedimentos arrastrados hacía zonas protegidas o habitat sensible. Después de los incendios forestales, la colocación de biorollos a lo largo de las pendientes afectadas es mucho más efectivo que la tala de árboles en el contorno, evitando que se lleven cenizas y sedimento hacia las laderas.

•

•

Mejora y Protege los viñedos

La erosión del suelo en viñedos puede disminuir las cosechas en un 20% en u período de 20 años. Empinando las laderas y preservando los acres en cultivo es importante mantener y aumentar la cantidad de tierra cultivable. Debidamente colocados los Biorollos pueden proporcionar protección a los viñedos sujetos a la erosión del suelo. •

Proporciona Filtros Vegetales

El Biorollo proporciona muchas ventajas a largo plazo. Por ejemplo, los rollos de fibra recogen no sólo sedimentos detrás y dentro de su núcleo fibroso sino también materiales vegetales. Los beneficios son dobles. 1. A diferencia de las vallas de erosión, los rollos de fibra son biodegradables y no tienen que ser retirados. 2. La erosión temporal y el control de sedimentos se transforma en un amortiguador vegetal a lo largo del contorno de la instalación.

6

Escuela Politécnica de Cuenca Arquitectura Técnica

Unidad Temática 5 Lección 16

3.- MANTAS DE PAJA Otro método de evitar la escorrentía e incluso soportar determinados desmontes consiste en la protección del talud con mantas orgánicas y, por lo tanto biodegradables, es decir, que cumplen su función, la de preservar las tierras de talud y permitir el asentamiento de la vegetación, durante un determinado tiempo. Normalmente hasta que la vegetación se ha desarrollado como para afirmar las tierras por si sola. Para la utilización de este método es preciso que el "suelo" sea, mínimamente rico en nutrientes.

7

Escuela Politécnica de Cuenca Arquitectura Técnica

Unidad Temática 5 Lección 16

4.- MALLAS VOLUMÉTRICAS En este caso se trata de mallas de materiales sintéticos imperecederos, que poseen un volumen interno en el que se alojaría las semillas con la tierra vegetal aportada a posteriori. Como, evidentemente esta estructura adquiere un peso con las tierras aportadas, se trata de materiales con importantes resistencias a la tracción longitudinal, independientemente que vayan "grapadas" al terreno con elementos de tetracero de dimensiones variables según los terrenos de que se trate.

Antes y después

Antes y después

5.- MUROS DE TIERRA ARMADA Son muros construidos mediante tongadas de material de relleno, colocando entre éstas elementos tales como bandas metálicas, materiales plásticos, elementos prefabricados de hormigón o geotextiles, reforzando el muro y proporcionando, mediante el rozamiento entre el suelo y los diferentes elementos estructurales, estabilidad al conjunto. Entre los métodos más comunes para la construcción de muros de tierra armada se encuentran los siguientes: 1. Construcción con geotextiles (también muros ecológicos, muros vegetados o muros verdes). 2. Construcción con elementos prefabricados de hormigón: muro celular verde, muro jardinera, muro de paneles… 5.1. Geotextiles y geomallas para construcción de muros El uso de geotextiles en la construcción de muros de tierra es otra técnica utilizada para estabilizar taludes, particularmente una vez que se ha producido la rotura o bien cuando el proceso de inestabilidad está próximo y siempre que el talud no se encuentre protegido con ninguna medida de estabilización. Están compuestos por diversas tongadas, armados y unidos con un geotextil o malla, con lo que se aumenta la resistencia al corte del conjunto. Las GEOMALLAS de refuerzo son el resultado de la fabricación de una estructura cuadriculada que forman los hilos de poliéster de alta tenacidad, recubiertos de 8

Escuela Politécnica de Cuenca Arquitectura Técnica

Unidad Temática 5 Lección 16

una fórmula química de pvc con componentes especiales para proteger al producto de los rayos ultravioleta, los microorganismos, y de los ataques ambientales Presenta diversas ventajas: -No requiere cimentación. -Una vez finalizado, éste se integra perfectamente con el entorno gracias a una cubierta vegetal que se coloca. -Asimilan cualquier tipo de deformación debido a la flexibilidad de la estructura. -La relación entre los costes y la resistencia del muro son muy económicos. -Costes de mantenimiento mínimos. Para construir este tipo de muros es necesario: 







Geotextil de armadura: Fabricado de poliéster o de polietileno de alta calidad. Se sitúa entre las tongadas de tierra y refuerza el terreno. Geotextil de vegetación: Se sitúa en el paramento exterior del muro y protege al muro contra los agentes erosivos y actúa como sostenimiento de la posterior hidrosiembra. Mallazo de sujeción: Se trata de una malla metálica electrosoldada, cuya misión es la mantener la cara del talud uniforme a la vez que proporciona la pendiente deseada. Material de relleno: Se e puede utilizar cualquier tipo de material cohesivo mientras que no éste contaminado por materia orgánica.

Los denominados "MUROS ECOLÓGICOS" son plasmación de una de las variantes de los, técnicamente, muros de tierras reforzadas, es decir, es el desarrollo de muros de tierra que se ha reforzado, variando su ángulo de rozamiento interno de modo y manera que se alcanzan ángulos mucho mayores de la "cara vista". El "reforzamiento" de estas tierras se lleva a cabo con la inserción en las mismas de materiales, de diferentes calidades, que dan a la estructura, una resistencia al deslizamiento y al vuelco que lo convierten en una de las mejores estructuras de sostenimiento de tierras que se pueden encontrar en la actualidad. Estructuralmente poseen menos afectabilidad por la geología y/o la calidad de los materiales y son mucho más resistentes al paso del tiempo que los anteriores, es decir, los materiales con los que se ejecuta son testados contra agentes químicos y físicos que los pudieran afectar a medio y largo plazo y están garantizados, por el propio sistema de fabricación y sistema de calidad.

9

Escuela Politécnica de Cuenca Arquitectura Técnica

Unidad Temática 5 Lección 16

Son mucho más resistentes a las tensiones y empujes de los materiales de tras - dos, ya que absorben estas tensiones con márgenes de deformabilidad que no poseen ni las escolleras, ni la tierra armada ni, por supuesto los muros de hormigón. Por último los "MUROS ECOLÓGICOS" poseen un paramento visto que ambientalmente no posee parangón integrándose en el entorno y dando la impresión a corto y medio plazo, depende de la latitud, que se trata de un talud natural ya que se revegeta de manera natural de vegetación que oculta la estructura de la tierra reforzada. Los muros ecológicos, constituyen un nuevo, aunque cada vez más extendido, concepto de sostenimiento de, principalmente, tierras de terraplén, aunque también es factible en desmontes, en sustitución, de impresionantes estructuras de escollera u hormigón. Además de la, INDISCUTIBLE, disminución del impacto visual de los muros "ecológicos" en contra de las estructuras tradicionales, existe una gran ventaja en contra de la creencia más extendida; este es el menor coste en proporción directa a la altura de la estructura, es decir, cuanto más alto es el muro o de más dimensión general más barato de ejecutar es un muro "ecológico" que uno llevado a cabo con los elementos tradicionales. 1.-Apoyo estructura antes

2.- Apoyo estructura después

El concepto de Muro Ecológico, o más bien "Muros de tierras reforzadas", como se encuentran catalogados por el Ministerio de Fomento, se basa en los trabajos generados por las mallas de refuerzo intercapa en la ejecución del terraplén que se trata de sostener sometiéndonos al factor limitante de la pendiente debido, principalmente a: − − − − −

La limitación de las expropiaciones El ancho de la plataforma de cabeza Las características de las tierras Pendientes de los taludes finales y, por supuesto El impacto visual y paisajístico, que en determinados casos es de gran importancia.

Los muros ecológicos pueden llegar a alturas de más de 28 metros, sirva de ejemplo el ejecutado en la A-6 Ponferrada (fotos 1, 2, 7, 8 y 9) siempre y cuando las características de los terrenos, tanto de soporte, como de relleno soporten las presiones y los diferentes coeficientes de seguridad con los que se trabaja habitualmente, de los mayores de este tipo de trabajos. Las fotografías 3, 4, 5 y 6 son diferentes fases de desarrollo de los trabajos de ejecución de otros diferentes muros. Para el cálculo de este tipo de muros de sostenimiento de tierras se precisan tener, "a priori" datos con el fin de la determinación de los materiales de refuerzo 10

Escuela Politécnica de Cuenca Arquitectura Técnica

Unidad Temática 5 Lección 16

"intercapa" de que se ha de dotar a la estructura con el fin de evitar los deslizamientos, rotura circular, Bishop y demás parámetros que pudiesen alterar la estabilidad dela estructura final, al igual que en los otros tipos de muros. Estos valores serían: − − − − − − − − −

Angulo de rozamiento interno de tierras de terraplén Angulo de cohesión Granulometría de las mismas. Densidad de estas tierras. Presencia de aguas, principalmente en el tras-dos de la estructura. Capacidad portante de los terrenos que lo han de soportar. Pendiente final del Muro. Cargas en la cabeza del muro o en la plataforma final si este la genera. Dimensiones de las tongadas en que se va a ejecutar el terraplén.

3.- Muro de 14 metros en ejecución

4.- Muro de 14 metros; vista general

5.- Ejecución

6.- Ejecución

7.- Fosa de 28 metros (antes)

8.- Fosa de 28 metros (después)

11

Escuela Politécnica de Cuenca Arquitectura Técnica

Unidad Temática 5 Lección 16

9.- Vista general en ejecución 10.- Detalle de revegetación

5.2. Muros prefabricados de hormigón 5. 2. 1. Ribazos El sistema existe tanto en perfiles de acero como en piezas prefabricadas de hormigón. Si los fabricantes disponen de piezas en stock constituyen una solución de construcción muy rápida y con buenas calidades estéticas. Existe una gran cantidad de modelos basados en patentes o modelos desarrollados en empresas fabricantes: -VANGUARD -Taludvan® Taludvan® es un elemento de hormigón macizo diseñado para el recubrimiento de taludes, formación de muros de contención, muros divisores, muros acústicos, etc. La ausencia de material de agarre y la rapidez de ejecución permite conseguir un gran ahorro en las obras ejecutadas con este sistema. Taludvan® es una nueva aportación de indudable atractivo para la construcción por sus múltiples aplicaciones.

Altura (h) del talud en metros Sobrecarga del terreno (Kg/m2) Ángulo inclinación del muro ( ) 0 250 500 750 1.000 90º 1,10 0,95 0,70 0,60 0,50 80º 1,50 1,30 1,10 0,95 0,80 70º 2,30 2,10 1,75 1,50 1,20 60º 4,10 3,65 3,30 3,00 2,60 50º 9,00 8,50 8,00 7,50 7,00 Ángulo de rozamiento interno del terreno de 32º. Densidad del terreno (t/m3): 2.