deslizamientos

DESLIZAMIENTOS: TECNICAS DE REMEDIACION
JAIME SUAREZ
www.erosion.com.co

Capítulo 6

Refuerzo con Geosintéticos

Fotografía 6.1 Construcción de un muro de tierra con refuerzo de geosintéticos.

Las estructuras de tierra reforzada o estructuras
de tierra mecánicamente estabilizada (Muros MSE
ESTRUCTURAS DE SUELO
o taludes RSS), son terraplenes donde el suelo es REFORZADO
su principal componente y dentro de este, en el
proceso de compactación, se colocan elementos de Las estructuras de suelo reforzado consisten
refuerzo para aumentar su resistencia a la tensión en la colocación de tiras o capas de refuerzo en
y al cortante (Fotografía 6.1). el proceso de compactación de terraplenes con
taludes de alta pendiente. Internamente deben
En taludes se puede colocar refuerzo en los su resistencia principalmente al refuerzo y
terraplenes, o se pueden construir muros MSE, externamente actúan como estructuras masivas
los cuales actúan como estructuras de gravedad. por gravedad. Son fáciles de construir. Utilizan
Los muros pueden comportarse como estructuras el suelo como su principal componente y pueden
de contención o contrapesos. adaptarse fácilmente a la topografía.

212 DESLIZAMIENTOS - TÉCNICAS DE REMEDIACIÓN

Permite construirse sobre fundaciones débiles,
Círculo crítico
tolera asentamientos diferenciales y puede
demolerse o repararse fácilmente, pero se requiere
espacio disponible superior al de cualquier otra Ho H Subdrén
Capas de geotextil
estructura de contención. Longitud de
Esfuerzo
Ld Efectivo
La tierra reforzada moderna fue inventada y S
patentada por el arquitecto francés Henri Vidal S Espaciamiento
S
en los años 1960s, y llegó a América en 1972.
Originalmente se utilizaron láminas de acero
(Figura 6.1). Posteriormente se han utilizado Distribución Típica

mallas metálicas y geosintéticos (Figuras 6.2 y
6.3). Estos muros se le conocen como muros de
“tierra mecánicamente estabilizada” MSE, debido Figura 6.2 Suelo reforzado con geotextil.
a que los términos “Tierra reforzada” y “Tierra
armada” son objeto de patentes.
Tipos de Estructura
Tipos de Refuerzo Utilizado
Hay básicamente dos tipos de estructura de suelo
Los muros y taludes de suelo pueden ser reforzados
reforzado:
con laminas o malla metálica o con geosintéticos
(geotextiles o geomallas) (Figura 6.4). La diferencia
Muros de tierra mecánicamente estabilizada
entre los diversos tipos de refuerzo se resume en
(MSE)
la tabla 6.1.
Los muros MSE son muros en tierra reforzada
con láminas o mallas metálicas o con geosintéticos
(Geomallas o Geotextiles).
B > 0.7 H
Plaquetas
Prefabricadas de Como criterio general un muro MSE tiene
Concreto Armado Subdrén una pendiente de la fachada de más de 70º con
la horizontal, y se comporta como una estructura
de contención a gravedad (Figura 6.5). Estas
H estructuras se diseñan como muros de contención
y se deben diseñar para:

Tubería de • Estabilidad general (estabilidad del talud
Drenaje
sobre el cual se encuentra el muro)

• Capacidad de soportes
Platinas de Amarre
Conectores entre Placas • Volcamiento

• Deslizamiento del muro
licas
Metá
Tiras Fachada
• Deformación excesiva

Minicimiento • Rotura del refuerzo

• Extracción del refuerzo

• Unión refuerzo - fachada
Figura 6.1 Muro de tierra armada con refuerzo de tiras
metálicas. • Estabilidad de la fachada

REFUERZO CON GEOSINTÉTICOS 213

Tabla 6.1 Ventajas y desventajas de los diversos tipos de refuerzo.

Tipo Ventajas Desventajas

Los refuerzos metálicos le dan rigidez
Las zonas de refuerzo requieren protección
al terraplén y los prefabricados de
especial contra la corrosión.
Refuerzo concreto en su cara de fachada los hace
Se requieren características especiales en el
con tiras presentables y decorativos. Existen
relleno utilizado con los elementos de refuerzo.
metálicas empresas especializadas dedicadas
Algunos tipos de muro de tierra armada están
a su construcción. El agua no se
cubiertos por patentes.
acumula entre capas.

La malla le da cierta rigidez al
Refuerzo terraplén y las capas no constituyen Dependiendo del material constitutivo la
con malla superficies de debilidad. El efecto malla puede descomponerse o corroerse. Hay
metálica de anclaje es mejor. El agua no se dificultades para la unión con la fachada.
acumula entre capas.
Refuerzo
El terraplén es relativamente rígido. Dependiendo de la rigidez de la malla puede
con
Se deforman menos que los de geotextil. requerirse un material diferente para la
geomalla
El agua no se acumula entre capas. fachada.
sintética

Son muy flexibles y se deforman fácilmente.
Refuerzo Las capas de geotextil se pueden convertir en
Son generalmente muy económicos y
con superficies de debilidad para deslizamientos.
fáciles de construir.
geotextil El geotextil se descompone con la luz solar. El
agua puede acumularse entre capas.

Amarre entre
Capas

Malla Metálica

Suelo
Geotextil
Geotextil

Mal
la e
l ectr
oso
ldad
a

Subdrén

Cantos de Roca
en Fachada

Figura 6.3 Suelo reforzado con malla electrosoldada de acero galvanizado.


Tiras
Metálicas
Geotextil Cantos de Roca Geomalla
Gruesa
Suelo Geomalla
Compactado Malla Metálica Fina
Suelo
Prefabricado Material
Compactado Suelo Compactado
de Concreto Granular

Tiras Metálicas Geotextil Mallas Geomalla

Figura 6.4 Tipos de refuerzo para muros MSE.

Los muros MSE de acuerdo a la AASHTO requieren Razones para su Empleo
para su construcción de materiales de relleno La utilización de estructuras de suelo reforzado
granular relativamente limpio; sin embargo en se ha popularizado por las siguientes razones:
los países tropicales se utilizan con frecuencia
materiales mixtos con contenidos altos de arcilla. • conomía. En los países tropicales de alta
E
montaña generalmente los gaviones son
Taludes reforzados (RSS) el material para estructura de contención
Son taludes reforzados con refuerzos metálicos o más económico seguido generalmente de
geosintéticos, los cuales tienen inclinación de la las estructuras de suelo reforzado con
fachada de menos de 70º. Aunque técnicamente geosintéticos. Estas estructuras son mucho
es posible que se diseñen taludes reforzados con más económicas que los muros en concreto
pendiente superior a 70º, se recomienda que simple o reforzado.
a partir de esta inclinación las estructuras de
suelo reforzado se diseñen como muros y no como
taludes. Los taludes reforzados (RSS) no se diseñan Perfil final
como estructuras de contención sino solamente 35 m
1
utilizando sistemas de análisis de estabilidad de H
5 29 m
taludes por el método del equilibrio límite. 1
6m

Perfil original 5 H
El diseño de taludes RSS utilizando refuerzos de Geomalla 13 m
geosintéticos se basa en versiones modificadas de 16 m
los métodos clásicos de equilibrio límite de taludes.
Modelos numéricos y de campo (Christopher 1990), a) Muro MSE
indican que el sistema de diseño de equilibrio
límite es relativamente conservador.
Geomalla
Los taludes reforzados no requieren, según
1
la FHWA, un material de relleno tan granular y 1.00 m
1 1.00 m 4.00 m
limpio como se requiere para los muros MSE y por
856.12 m 1.00 m
esta razón en muchas ocasiones es más económico 1.00 m
construir un talud reforzado (RSS) que un muro
MSE. 1.50 m
12.50 m
Hasta la fecha no se conoce de especificaciones b) Talud reforzado
AASHTO para el diseño de taludes reforzados
(RSS). Sin embargo, en las guías de la FHWA
se recomiendan procedimientos para el diseño de Figura 6.5 Tipos de estructura de suelo con refuerzo.
taludes reforzados.


Eje

1
1
Refuerzo
Talud

Figura 6.6 Manejo de terraplén con refuerzo en una vía férrea (Modificado de Wayne y Miller, 1996).

Por razones económicas también se • stabilización de taludes en corte.
E
acostumbra a utilizar los geotextiles como Cuando existen amenazas de deslizamiento
refuerzo a pesar de que su comportamiento en los cortes de carreteras una alternativa de
es generalmente menos eficiente que las estabilización es la construcción de un muro
geomallas y otros tipos de refuerzo. MSE (Figura6.7). Para poder utilizar los
muros de suelos reforzados con geosintéticos
para la estabilización de cortes, se requiere
• omportamiento.
C La flexibilidad de los
que el espacio entre la vía y el talud sea lo
muros de suelo reforzados con geosintéticos
suficientemente grande para permitir la
representan una ventaja sobre las estructuras construcción del muro.
rígidas. Del mismo modo los muros y taludes
de suelo con geosintéticos se comportan mejor Debe tenerse en cuenta que el ancho del
que los terraplenes sin refuerzo. muro debe ser de aproximadamente el 70%
. de su altura. Igualmente se debe diseñar un
• stética. Los muros y taludes reforzados con
E sistema de subdrenaje eficiente para manejar
geosintéticos permiten el recubrimiento con las aguas subterráneas o de infiltración en la
vegetación, lo cual los hace muy atractivos interface entre el muro y el talud.
desde el punto de vista paisajístico y
ambiental.
Relleno de
Usos Principales suelo
Refuerzo
Entre los usos de las estructuras de suelo con Perfil después secundario de
de la falla 25 º
refuerzo se encuentran las siguientes: tensión SS1

Relleno Cubrir con
• erraplenes
T para carreteras. La compactado cespéd
7.0 m

construcción de muros y taludes reforzados Refuerzo ppal Tubo del
de tensión SR2 subsuelo
para la conformación de terraplenes en
70 º Vía
carreteras es una práctica muy común
(Figura 6.6). La principal ventaja es el menor 5.0 m
volumen de relleno que se requiere cuando se
coloca refuerzo. Igualmente, los terraplenes
con refuerzo se comportan mejor ante eventos Figura 6.7 Esquema de la estabilización del talud de
sísmicos. un corte utilizando un muro MSE.


PL
Muro
MSE
LOS REFUERZOS
Nivel final

Aislamiento
Los Refuerzos Metálicos
Nivel inicial Típicamente son de acero, el cual es usualmente
galvanizado o con recubrimientos epóxicos.
Berma inicial
• iras de láminas metálicas. Las láminas
T
comercialmente disponibles son corrugadas
Figura 6.8 Uso de una estructura de suelo con refuerzo por ambos lados, tienen una ancho de
de geosintéticos para estabilizar el pie de un relleno aproximadamente 50 milímetros (2 pulgadas)
sanitario. y espesor de 4 milímetros (5/32 de pulgada).

• iras de mallas metálicas soldadas. Las
T
• Conformación de áreas planas en zonas
malla de acero utilizadas generalmente
urbanas. En proyectos de urbanizaciones en tienen espaciamientos longitudinales entre
zonas de montaña se requiere con frecuencia 6 y 8 pulgadas, y transversales de 9 a 24
construir terraplenes para la conformación pulgadas.
de áreas planas para las viviendas.
La alternativa de utilizar muros de suelo Los Refuerzos de Geosintéticos
reforzados con geosintéticos es muy atractiva Generalmente se utilizan productos elaborados
cuando se tienen materiales disponibles para con polímeros.
los rellenos. La principal ventaja de estos
muros es que se pueden utilizar fachadas • eomallas de polietileno de alta densidad
G
de alta pendiente, las cuales utilizan menos (HDPE). Comúnmente consisten en
espacio que los terraplenes comunes. mallas uniaxiales, las cuales son ofrecidas
comercialmente en hasta 6 diferentes
• Estabilización de botaderos de residuos

resistencias (Figura 6.9).
y rellenos sanitarios. Los muros o diques
de suelo reforzado con geosintéticos se
• eomallas de poliéster cubierto con PVC.
G
utiliza con mucha frecuencia para construir
Generalmente consisten en geomallas que están
las estructuras de contención alrededor de
caracterizadas por una tenacidad alta de las
botaderos de residuos o rellenos sanitarios
(Figura 6.8). fibras de poliéster en el sentido longitudinal.

Suelo Granular

Biomanto Geotextil
Control de Erosión
V

Relleno Compactado
:1
H
75

50cm Dren
0.

Geocompuesto
o material
:1
1/2

Filtrante

Refuerzo
con Geomalla
70cm
1.0'

2.0' 2%

5% Tubería
de Filtro

Figura 6.9 Esquema de una estructura de contención de suelo reforzado con geomalla.


Para poder garantizar la larga vida del La falta de información sobre deformación a largo
poliéster se requiere que éste tenga un alto plazo de los geotextiles de polipropileno obliga a
peso molecular y un bajo número de grupo utilizar factores de reducción por deformación a
carboxil. largo plazo superiores a 5.0.

• eotextiles de polipropileno o de poliéster.
G El uso de factores altos ha sido desestimulado
Son geotextiles tejidos de alta resistencia, por la industria de geotextiles y existe una
los cuales se utilizan principalmente para la tendencia a diseñar utilizando información
estabilización de taludes. Se han utilizado técnica incompleta sobre el comportamiento de los
tanto geotextiles de poliéster como de geotextiles (Benjamín y otros, 2007). Igualmente
polipropileno. la acumulación de agua entre capas de geotextil
representa problemas de estabilidad y potencia
Los Geotextiles como Refuerzo de Muros las deformaciones.
MSE
En un gran número de países latinoamericanos El resultado es una gran cantidad de fallas en
como Colombia, Brasil y Perú se utilizan muy a los muros reforzados con geotextiles. Se requiere
menudo los geotextiles en vez de las geomallas o los por lo tanto, ser muy estrictos en el diseño de muros
refuerzos metálicos para la construcción de muros con geotextiles, especialmente en la utilización
MSE. El uso de geotextiles tiene algunas ventajas de coeficientes adecuados y la construcción de
como es la facilidad de construcción y la reducción sistemas de subdrenaje muy eficientes.
significativa de costos (Benjamín y otros, 2007).
Sin embargo, existe muy poca investigación sobre MATERIALES PARA EL RELLENO
el uso de los geotextiles para el refuerzo de muros
en tierra. Los muros MSE necesitan rellenos con materiales
de gran durabilidad, buen drenaje y facilidad de
El principal problema detectado es la gran construcción, así como de muy buena interacción
magnitud de las deformaciones, lo cual representa de resistencia con el refuerzo, la fricción del
un problema para su utilización en estructuras material es la característica más importante
importantes. Los geotextiles se deforman requer ida. Los taludes estabilizados RSS tienen
mucho más que las geomallas. La posibilidad de menos exigencias no debe ser un material capaz de
deformaciones post-construcción (fatiga o “creep”) desarrollar fricción y no debe contener materiales
han sido un problema especialmente para los orgánicos o perecederos como vegetación o residuos
geotextiles de polipropileno. indeseados.

Relleno
Ladrillo

Mortero
Capas de
Capas de geosintético
geosintético

Lloraderos Material Filtrante

Fachada
del muro
a) Detalle de la conexión b) Vista general

Figura 6.10 Muro reforzado con fachada en ladrillo (Pinto, 2003).


La AASHTO recomienda utilizar materiales El relleno cerca de la pared debe compactarse
100% granulares, pero cuando no se dispone de utilizando un equipo liviano, bien sea un rodillo
materiales de grava o arena se utilizan suelos pequeño vibratorio, una placa vibratoria de
mixtos (gravas o arenas arcillosas o limosas, o peso no mayor a mil kilos o un vibrotamper. A
suelos residuales), en estos casos se debe tener distancias superiores a 1.5 metros de la pared
especial cuidado, teniendo en cuenta, la importante puede utilizarse equipo pesado.
reducción de capacidad al arrancamiento en los
suelos arcillosos, cuando son saturados (Elias y Uso de Suelos Tropicales
Swanson, 1983). En ocasiones se utiliza piedra La AASHTO y otras entidades recomiendan que los
triturada. En este caso debe tenerse cuidado de muros de tierra con geosintéticos sean construidos
que el refuerzo sea de un grosor suficiente que
utilizando materiales granulares como relleno.
impida su rotura, causada por los bordes angulosos
Esta recomendación tiene su fundamento en la
del triturado.
preocupación del mal drenaje de los materiales
El PH del relleno en el caso de tierra armada finos, el cual conduce a la pérdida de resistencia al
con refuerzo metálico debe ser superior a seis cortante y problemas de movimientos después de
para impedir la corrosión acelerada del acero. El la construcción (Zornberg y Mitchell, 1994).
material debe compactarse a una densidad tal
que garantice la estabilidad del relleno en cuanto En los países tropicales se encuentran suelos
a resistencia y compresibilidad. Comúnmente se granulares con finos como arenas limosas y
exigen densidades superiores al 95% de la densidad arcillosas, las cuales presentan muy buen
máxima Proctor Modificado. comportamiento mecánico muy diferente al de
los suelos finos de climas temperados (Tabla
El proceso de compactación debe realizarse 6.2). Por ejemplo, algunos suelos en el Brasil con
teniendo cuidado de no romper o deteriorar los altos porcentajes de finos pero baja plasticidad,
elementos de refuerzo. Debe impedirse que los presentan un muy buen comportamiento mecánico
vehículos, tales como volquetas pasen por encima como material compactado (Cruz, 1996).
del refuerzo antes de colocar el relleno.

Tabla 6.2 Especificaciones para rellenos de tierra armada (Geotechnical Control Office, 1989).

Relleno de Material Relleno de Material
Requisito
Friccionante Cohesivo

Tamaño máximo 150 mm 150 mm

% Pasantes 1/2 pulgada ≥ 25% -

% Pasantes tamiz 30 ≥8% -

% Pasantes tamiz 200 0 a 10% 10 - 80

% menor de 2 micrones - 0 - 10

Coeficiente de
≥5 ≥5
uniformidad

Límite líquido - ≤45

Indice plástico - ≤20

B insuficiente
Fachada en geosintéticos con vegetación
Los geotextiles o geomallas se doblan alrededor
de la fachada para contener el suelo. En el caso
de geotextiles, la misma tela de refuerzo principal
1.52 m
se utiliza como fachada y en el caso de refuerzo
Relleno
principal con geomallas se coloca en la fachada un
geosintético más flexible. Sobre los geosintéticos
Geomalla se pueden colocar biomantos y vegetación o se
Superficie 6.70m H puede recubrir con mortero o concreto.
de falla Drenaje
FS 1.2
calculado 2.50m Concreto o concreto lanzado
La fachada con geosintéticos o con malla metálica
Excavación puede recubrirse utilizando concreto o mortero
Aproximada lanzado, o colocando una fachada de concreto
fundido en el sitio utilizando formaleta.
Drenaje
Drenaje
Fachada en ladrillo o mampostería
Figura 6.11 Falla global (externa) de un muro reforzado Consiste en paredes semiverticales de espesor
con geomallas (Berg y Meyers, 1997). importante de ladrillo pegado con mortero u
otro tipo de mampostería, como se muestra en la
figura 6.10.

MATERIALES PARA LA FACHADA
EL COMPORTAMIENTO DE LOS
Se han utilizado diferentes sistemas de fachada. MUROS MSE
Se indican a continuación los más comunes:
Hasta ahora el ensayo de los geosintéticos se ha
Paneles de concreto reforzado concentrado en determinar el comportamiento
Son paneles de concreto con espesor mínimo de a corto plazo de los mantos tal como son
14 centímetros, con forma de cruz, rectangular, manufacturados, y el comportamiento de la obra a
cuadrada, hexagonal o de diamante. mediano y corto plazo. La pregunta que queda es,
cuál es su comportamiento durante el período de
Bloques de concreto servicio de la obra.
Son bloques de concreto o mortero con peso unitario
entre 15 y 50 Kg. El tamaño típico en la fachada
es de 10 x 60 centímetros. La mayoría de estos Desplazamiento
Superficie de falla
bloques son patentados y se les reconoce por su horizontal del muro p
potencial
nombre comercial. O A
x
Fachadas metálicas u
Fue el sistema utilizado inicialmente por Vidal Zona pasiva

y se le utiliza actualmente para sitios de difícil
acceso. H a b

Mallas metálicas
Las mallas se doblan para formar la superficie de
la fachada. Algunos sistemas patentados utilizan B
mallas metálicas en la fachada.
z Zona Activa
Gaviones
Las canastas de gaviones rellenas de piedra pueden
utilizarse como fachada con refuerzos principales Figura 6.12 Superficie potencial de falla al cortante y
en malla metálica o geomalla. falla por desplazamiento de la fachada.


El comportamiento a largo plazo de los muros Mecanismos de Falla
MSE de tierra reforzada con geosintéticos
depende principalmente del comportamiento de Fallas por estabilidad externa
los refuerzos de geosintéticos. En la literatura se reportan una cantidad
importante de muros MSE que han fallado por
Algunos productos de refuerzo fabricados con estabilidad externa. En este tipo de falla se
geosintéticos han tenido un mal comportamiento a incluyen las fallas por deslizamiento directo,
largo plazo. La preocupación de algunas entidades volcamiento, capacidad de soporte y falla del talud
ha sido de tal magnitud, que algunos departamentos general incluyendo al muro.
de transporte de los EE.UU. han modificado las
especificaciones de la AASHTO prohibiendo el uso En la mayoría de los muros reportados como
de algunos tipos de muro MSE. fallados por estabilidad externa, la longitud del
refuerzo era menor de 0.5H. Berg y Meyers (1997)
Por ejemplo, en New Jersey el artículo 5.8.4.2 reportan la falla de un muro MSE de 6.7 metros
de las especificaciones de la AASHTO para muros con longitud de refuerzo de 2.5 metros (Figura
MSE fue modificado en la siguiente forma: “The 6.11). La falla reportada está relacionada con la
use of extensible reinforcements for MSE walls is estabilidad global del muro, equivalente a una
not permitted” (NJDOT-2001). falla por detrás del muro. Las geomallas no se
rompieron, pero el muro colapsó totalmente por su
El uso de geotextiles de polipropileno genera pie. Los factores de seguridad para la falla global
preocupaciones por la gran magnitud de las eran de 1.2.
deformaciones. Sin embargo, en muchos casos
se pueden permitir deformaciones relativamente Gassner y James reportan la falla de dos muros
importantes de acuerdo a las características y con pendiente de 70º y refuerzos con geotextiles
función de la estructura. En estabilización de de poliéster (L de los refuerzos = 0.49H), los
taludes las deformaciones internas en el muro
cuales colapsaron por “insuficiente refuerzo y/o
pueden no representar un problema para la
baja resistencia de los rellenos”. Las fallas por
estabilidad general de la estructura.
capacidad de soporte también son comunes, debido
a que los muros MSE concentran cargas muy
Zornberg y Arriaga (2003) y Pedroso y otros
grandes en áreas relativamente pequeñas.
(2006), han realizado investigaciones sobre el
comportamiento de estructuras reforzadas con
Fallas por estabilidad interna
geotextiles y muy posiblemente en los próximos
Las fallas por estabilidad interna incluyen la
años, la investigación permitirá establecer criterios
falla de los refuerzos y la falla de la fachada
sobre el comportamiento real de los muros MSE
reforzados con geotextiles. (Figura 6.12).

1 2 3 4 5 6

L0 L1 L2 L3 L4 L5

Figura 6.13 Falla de un muro MSE por extensión y rotura de los refuerzos de acuerdo a Richardson y Lee (1975).


1 2
3 4 5 6

L0 L1 L2 L3 L4 L5

Figura 6.14 Falla de un muro MSE por extracción de los refuerzos de acuerdo a Richardson y Lee (1975).

Falla por extensión (fluencia a creep) de los Los refuerzos con geotextiles de polipropileno
refuerzos se fueron reemplazando por los geotextiles de
Richardson y Lee (1975) realizaron una serie de poliéster, y por las geomallas de poliester o de
ensayos para estudiar el comportamiento de los polietileno de alta densidad. Colombia es de los
refuerzos y la falla de los muros y encontraron lo países en el mundo donde se utilizan en forma
siguiente: masiva los geotextiles tejidos de polipropileno
para el refuerzo de muros MSE a pesar de sus
En la falla por extensión y rotura de los problemas graves de fluencia a largo plazo.
refuerzos, inicialmente la parte superior del muro
se mueve en forma relativamente lenta hacia Algunas empresas productoras de refuerzos
fuera y la deformación va desplazándose hacia de geosintéticos utilizan esta limitación de los
abajo para producirse la falla “catastróficamente” productos de polipropileno para promocionar sus
en la forma indicada en la figura 6.13. productos elaborados con otros tipos de polímeros,
como se puede observar en la figura 6.15.
Falla por extracción de los refuerzos
Este tipo de falla es la menos común, debido a la
gran resistencia del conjunto suelo-refuerzo a la 100
extracción de la lámina de geosintético (Figura Poliéster
6.14). En la falla por extracción de los refuerzos el 80
movimiento inicial es más uniforme hacia afuera
con una inclinación sobre la parte inferior del Carga 60
muro, y un comportamiento más dúctil. (% max)
20 años
Polipropileno
40
Richardson y Lee (1975) recomiendan que para
evitar fallas por colapso, se debe aumentar los 20
factores de seguridad a extensión y rotura de los
refuerzos. La gran cantidad de fallas ocurridas 0
2 3 5 6
4
antes de 1995 obligó a la AASHTO y a otras 1 10 10 10 10 10 10
Entidades a aumentar los factores de seguridad, Tiempo de falla (h)
como ocurrió en la evolución que tuvieron las
especificaciones AASHTO desde 1980 hasta el Figura 6.15 Gráfica de la disminución de la resistencia
2001. Esto a su vez generó cambios importantes con el tiempo de dos refuerzos elaborados con productos
en la industria de los geosintéticos. diferentes (Geosintéticos Terram).


2 mm
4.0
Elevación 5
3.6

3.2
Elevación 4
2.8

2.4
Elevación (m)
Elevación 3
2.0

1.6 Superficie
Elevación 2
1.2

0.8
Pozo
Elevación 1
0.4

0
3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 0
Distancia de la superficie (m)

Posición inicial 7 días 27 días 84 días

Fin de la 15 días 57 días 203 días
construcción

Figura 6.16 Deformaciones de los refuerzos en un prototipo de investigación (Benjamín y otros, 2007).

Falla por deformación excesiva de los • eformaciones después de construido el muro
D
refuerzos Las deformaciones después de construido el
Las deformaciones excesivas de los refuerzos se muro dependen principalmente de la fluencia
han convertido en un problema importante de (Creep) de los refuerzos, las propiedades
los muros MSE cuyos factores de seguridad se del relleno y/o de los asentamientos del
encuentran por debajo de los especificados por la terreno de cimentación. La deformación es
AASHTO y son muy raros en los muros fallados que generalmente mayor en la parte superior
han cumplido con las especificaciones AASHTO del muro y disminuye linealmente a cero en
(Fotografía 6.2). la base del muro, independientemente de la
altura del muro y de las características de la
Teniendo en cuenta que los factores de fachada (Allen 2001).
reducción y de seguridad para el diseño de muros
MSE en algunos países, están muy por debajo
de los especificados por la AASHTO, el problema
de deformaciones excesivas es un problema que
los ingenieros debemos enfrentar con mucha
frecuencia (Figuras 6.16 y 6.17).

En el análisis de deformaciones se deben tener
en cuenta dos componentes principales:

• eformaciones durante la construcción
D
Las deformaciones durante la construcción
dependen principalmente de las relaciones
esfuerzo-deformación de los refuerzos. Para
su análisis, se pueden emplear los resultados
Fotografía 6.2 Falla de un muro MSE por exceso de
de los ensayos de tira ancha de los refuerzos.
deformación en los refuerzos.

4.0 4.0

3.5 3.5

3.0 3.0

Elevación (m) 2.5 2.5

Elevación (m)
2.0 2.0

1.5 1.5

1.0 1.0

0.5 0.5

0 0
0 2 4 6 8 1012 14 0 2 4 6 8 10 12 14
Desplazamiento de la superficie Desplazamiento de la superficie

a) Desplazamientos totales b) Desplazamientos post-construcción

Fin de la 7 días 27 días 84 días
construcción
15 días 57 días 203 días

Figura 6.17 Deformaciones de la fachada en un prototipo de investigación (Benjamín y otros, 2007).

La diferencia entre el buen o mal Si un muro está diseñado correctamente
comportamiento de un muro parece estar se deben producir menos de 25 a 30 mm de
relacionado con la posibilidad de que las deformación en el primer año y menos de 35
deformaciones de los refuerzos alcancen mm para la vida de diseño; en muros de menos
valores suficientemente grandes para que el de 13 metros de altura (Allen 2001).
suelo alcance a su vez niveles de deformación
que induzcan la falla de la masa de suelo. Predicción de las deformaciones
Finalmente el que falla es el suelo. Uno de los problemas más importantes el cual
es objeto de investigación por ingenieros y
Las deformaciones de “creep” son mayores diseñadores, es cómo predecir las deformaciones
en el primer año y disminuyen después de de la estructura de suelo con refuerzo.
las 10000 horas de la terminación del muro. Investigaciones realizadas en varias partes del
Como la habilidad del suelo a deformarse mundo (Burwash y Frost 1991; Djarwadi y Wong
disminuye aún más rápidamente que la 1994; Itoh y otros, 1994; Nakajima y otros 1996),
del refuerzo, puede ocurrir un fenómeno de tanto en laboratorio como en modelos reales han
“relajación de esfuerzos” sobre el refuerzo. demostrado que se pueden seleccionar factores
para determinar la deformación de las estructuras
O sea que con el paso del tiempo el suelo de suelo reforzado. Los principales elementos
asume más esfuerzo y el geosintético menos, son la geometría del muro, los elementos de la
produciéndose una disminución en las ratas fachada, las características de los materiales
de deformación. Esta situación puede inducir utilizados como relleno y como refuerzo, y el nivel
la falla repentina del suelo (Allen 2001). y localización de las cargas.


Las deformaciones en los muros se pueden predecir Esta misma observación aparece en la mayoría de
utilizando programas de software de elementos los documentos consultados y en las especificaciones
finitos. Sin embargo, hasta ahora no ha habido de la mayoría de estados de los EE.UU y de los
propuestas de métodos matemáticos simples para países europeos.
calcular estas deformaciones (Kazimierowics
Frankowska, 2003). Factores de Reducción
La AASHTO recomienda utilizar una serie
Como Identificar una Situación Crítica de factores de reducción a las cargas últimas
Allen (2001) afirma que una situación crítica se obtenidas en los ensayos de laboratorio de tensión
reconoce por las siguientes situaciones: con tira ancha.

• Las deformaciones unitarias totales del 
Tpermisible = Túltima x 
refuerzo son superiores a 5% RF x RFCR x RFCD x RFED x FS

• Las deformaciones horizontales de la corona Donde
de la fachada en las primeras 10000 horas RFID= Factor de reducción por daños en la
después de terminado el muro son mayores instalación
de 35 mm, para muros de altura hasta de 13 RFCR= Factor de reducción por fluencia a
metros. esfuerzo constante
RFCD= Factor de reducción por degradación
• Aparecen grietas en el suelo química
RFBD= Factor de reducción por degradación
• Ocurre rotura de los refuerzos biológica
FS = Factor de seguridad para tener en cuenta
• Se observan desplazamientos excesivos del la Incertidumbre en los materiales.
muro (Fotografía 6.3)
El Instituto de Investigaciones en Geosintéticos
Resistencia permisible a (Geosynthetics Research Institute), adoptó la
largo plazo norma GRI-GT7 para determinar la resistencia
a largo plazo de los geotextiles y la norma GRI-
Según Koerner (1999) la mayoría de los valores GG4 para geomallas. Estas normas incluyen un
obtenidos en los ensayos de laboratorio no pueden sistema de ensayo para determinar los factores de
ser utilizados directamente para el diseño, sino reducción indicados anteriormente.
que deben ser modificados de acuerdo a las
condiciones del sitio y a los esfuerzos a que van a Se pueden realizar ensayos que determinen
estar sometidos durante la vida útil de la obra. los factores de reducción por instalación, fluencia,
esfuerzo constante y degradación biológica y
química de materiales específicos. Una gran
cantidad de fabricantes de geosintéticos se han
acogido a esta norma y han realizado ensayos que
caracterizan el comportamiento a largo plazo de
geotextiles y de geomallas.

Los factores de reducción son los siguientes:

• actor por daños en la instalación
F
Debe reconocerse que el manejo de los mantos
durante su instalación puede producirles
daños. Según Koerner (1999), los esfuerzos
a que son sometidos durante su instalación
pueden ser más severos que los esfuerzos de
Fotografía 6.3 Falla de un muro MSE. diseño (Tabla 6.3).


Tabla 6.3 Factores de reducción por daños en la instalación recomendados por diversos fabricantes y entidades.

Relleno Relleno Relleno Relleno Relleno
Autor Entidad o
Producto de de de de de
Empresa
Grava Arena Piedra Limo Arcilla
Amoco Geotextil 2006 1.20 1.10

Synthetic Industries Geotextil Geotex 4x1 1.15

Geotextiles tejidos,
South Carolina State
polipropileno o 1.4 1.4 2.2
Highway Department
poliéster

South Carolina State Geomalla uniaxial
1.2 1.45
Highway Department HDPE

Linq Industrial Geotextiles de
1.4 1.2 1.1 1.1
Fabrics Inc. polipropileno
Linq Industrial Geotextiles de
1.6 1.4 1.25 1.25
Fabrics Inc. poliéster
Geomallas de Más de
Strata Grid 1.1
poliéster 1.1
1.10 a
Tensar Geomallas de HDPE 1.25
1.15
Geosynthetic Geotextiles o
1.4
Research Institute geomallas
FHWA Publicación Geomallas uniaxiales 1.20-
1.10-1.20
NHI-0043 – 2001 HDPE 1.45
Geotextiles tejidos
FHWA Publicación 1.40-
polipropileno o 1.10-1.40
NHI-0043 – 2001 2.20
poliéster
California
Todo tipo de
Department of No menos de 1.1
geosintéticos
Transportation

Koerner y Koerner (1984) sugieren que se en el diseño de muros de tierra reforzada
deben tener precauciones especiales cuando (MSE) (Figura 6.18). El GRI (Geosynthetics
se utilicen geotextiles de menos de 270 g/m2. Research Institute) desarrolló un ensayo para
determinar la fluencia a esfuerzo constante de
• actor por fluencia a esfuerzo constante
F los mantos de geosintéticos (tablas 6.4 y 6.5).
(creep)
Los mantos de geosintéticos pueden sufrir • actores por degradación
F
elongaciones a esfuerzo constante. Los En la tabla 6.6 se muestran algunos de los
polímeros generalmente se consideran
factores de reducción por degradación de los
como materiales sensitivos a la fluencia
refuerzos.
y esta propiedad debe tenerse en cuenta


A la luz del sol. La exposición a la luz del
sol es una causa importante de degradación
100
de los polímeros con los cuales se fabrican los

Porcentaje remanente de la carga última a tensión (%)
geosintéticos. Poliéster de
Alto modulo
80
A la temperatura. Las altas temperaturas
generan una aceleración de los mecanismos
de degradación de todos los polímeros. 60

A la oxidación. Aunque todos los polímeros HDPE
reaccionan con el oxígeno causando 40
degradación, se considera que el polietileno Polipropileno
y el polipropileno son los más susceptibles a
este fenómeno (Koerner 1999). 20
10 100
1 mes 1 año años años
A la hidrólisis. El poliéster se afecta
particularmente y especialmente cuando
0
0 1 2 3 4 5 6 7
10 10 10 10 10 10 10 10
está sumergido en un líquido que tiene alta Tiempo (Horas)
alcalinidad.

A la degradación química. Esta es
Figura 6.18 Resultados de los ensayos de fluencia de
especialmente importante cuando el geotextil hilos de diferentes polímeros (Hoedt, 1986).
está expuesto a lixiviados

Tabla 6.4 Factores de reducción contra deformación por fluencia a largo plazo para geotextiles recomendados por
diferentes autores y entidades.

Tipo de Fibra del Geotextil
Referencia Polietileno
Polipropileno Poliamida Poliéster
HPDE
Hoedt (1986) 4.0 4.0 2.5 2.0

Task Force 27 AASHTO-
5.0 5.0 2.9 2.5
AGC-ARTBA (1991)

Koerner (1999) 3.0 a 4.0 3.0 a 4.0 2.0 a 2.5 2.0 a 2.5
South Carolina state
5.0 5.0 2.5
highway Department
Allen (2001) 4.0 2.0

Christopher (1990) 4.0 4.0
FHWA Publicación NHI-
4.0-5.0 2.6-5.0 1.6-2.5
0043 – 2001
Concrete Masonry
6.0 3.33 2.0
Association of Australia
Geosynthetic Research
3.0 (Geotextiles)
Institute
3.5 (Geomallas)
Institute


Tabla 6.5 Factores de reducción contra deformación por fluencia a largo plazo recomendados y debidamente
sustentados por algunos fabricantes de geosintéticos.

Fabricante Producto Fibra RFCR

Amoco Geotextiles, 2066, 2016, 2044 Polipropileno 3.5

Linq industrial Geotextiles GTF 300, GTF 375N,
Polipropileno 4.0
fabrics, Inc. GTF 570

Linq industrial Geotextiles : GTF 550T, GTF
Poliéster 1.9
fabrics, Inc. 1000T, GTF 1500T
Mirafi-Miragrid Geomallas Poliéster 1.67

Synthetic Industries Geotextiles Geotex 4x1 Polipropileno 3.77

Strata Grid Geomallas Poliéster 1.61

Terram Geotextiles Poliéster 2.2

Tensar Geomallas - UX-Mesa HDPE 2.65

Tabla 6.6 Factores de reducción por degradación química y biológica.

Autor Entidad o Empresa Producto RFCD x RFBD

Amoco Geotextiles 1.1
Synthetic Industries Geotextiles 1.1
South Carolina state highway Geomalla polietileno
1.1
department HPDE
South Carolina state highway Geotextiles de
2.0
department polipropileno
South Carolina state highway
Geotextiles de poliéster 1.6
department
Gotextiles de polipropileno
Linq Industrial Fabrics Inc. 1.1
o de poliéster
Strata Grid Geomallas de poliéster 1.1
Geotextiles 1.82
Institute
Geomallas 1.82
Institute
FHWA Publicación NHI-0043–
Geotextiles de poliéster 1.6-2.0
2001

1.15-2.0
Nota técnica Mirafi Poliéster (dependiendo del
pH)


A la degradación biológica. Algunos Este factor de seguridad cubre entre otras
microorganismos como las bacterias degradan incertidumbres el aumento de humedad en el suelo
los polímeros y utilizan la fibra como del relleno, la poca uniformidad de las fuentes
alimentación. Este problema no es común de materiales y parcialmente los problemas de
en las resinas utilizadas para elaborar los baja densidad, los cuales pueden considerarse
geosintéticos. Generalmente los aditivos que se como comunes en los muros MSE. Este factor de
utilizan con el polímero son menos vulnerables. seguridad no cubre situaciones de inestabilidad
extrema como son los problemas de inestabilidad
Uso de Factores de Reducción Totales geológica.
por Defecto
Cuando no existen ensayos certificados de los PROCEDIMIENTOS DE
factores de reducción para un determinado CONSTRUCCIÓN
producto, algunas entidades exigen la utilización
de factores de reducción totales. Es muy importante el procedimiento
de construcción para garantizar un buen
RFTOTAL = RFID x RFCR x RFD comportamiento de la estructura de suelo con
refuerzo. Entre los elementos importantes a
tener en cuenta en la construcción de los muros se
El South Carolina State Highway Department encuentran los siguientes:
en sus especificaciones (Agosto 15, 2002) exige
los siguientes factores de reducción totales por Cimentación del muro. Los muros y taludes MSE
defecto: deben cimentarse sobre superficies semi-planas
Para rellenos granulares RFtotal = 10 excavadas en suelo o roca con suficiente capacidad
Para rellenos con piedra RFtotal = 14 de soporte para resistir el peso de la estructura sin
que ocurran deformaciones excesivas.
Las especificaciones de la AASHTO exigen un
RFtotal mínimo de 7. Igual especificación se exige Sistema de subdrenaje. Sobre la cimentación
por otras entidades como el California Department en la parte posterior del muro y dentro de la
of Transportation. estructura del muro deben construirse elementos
de subdrenaje que impidan la entrada de humedad
Factores de Seguridad por Incertidumbre al suelo de relleno.
en los Materiales
Una de las principales incertidumbres está Compactación. El proceso de relleno y
relacionada con las propiedades del suelo. La compactación debe realizarse de tal manera que
mayoría de los autores y entidades recomiendan no se genere distracción interna de los refuerzos
tener en cuenta un factor de seguridad para por encima de límites aceptables (Fotografía 6.4).
considerar esta variable (Tabla 6.7).

Tabla 6.7 Factores de seguridad por incertidumbre en
los materiales.

Autor Entidad o Factores de
Empresa Seguridad

Amoco 1.5 a 1.8

Strata Grid 1.5

FHWA Publicación NHI-
1.5
0043 – 2001

AASHTO 1.5
Fotografía 6.4 Proceso de compactación de un muro
MSE.


Superficie de la falla para
Estabilidad interna

Paneles o unidades
de fachada Relleno retenido
Øf f K af

Refuerzo

Parte alta
del muro Masa de suelo reforzado

Ør r Kr

Zona activa Zona resistente
La Le
H

Superficie de falla
para estabilidad
Conexión muro externa
de fachada

Berma
.

Dren

Base del muro Limites del muro
para diseño
Profundidad de
Empotramiento L = longitud de refuerzo

B = ancho de la base

Figura 6.19 Elementos que de acuerdo a la AASHTO se requiere diseñar (AASHTO HB-17).

Se debe tener mucho cuidado de no utilizar Sondeos
materiales con bloques o cantos de roca que puedan Los lineamientos mínimos de sondeos, según
romper los refuerzos. El espesor de las capas y AASHTO son los siguientes:
el equipo de compactación a utilizarse deben
garantizar la integridad de los geosintéticos. • Los sondeos deben realizarse a intervalos de
mínimo cada 30 m a lo largo del alineamiento
Del mismo modo no se deben utilizar equipos de la estructura de suelo reforzado y cada 45 m
pesados junto a la fachada para evitar el deterioro a lo largo de la parte posterior de la estructura
de los elementos que la conforman. de suelo reforzado.

ESTUDIOS PREVIOS AL DISEÑO • La profundidad de los sondeos depende de
las características del subsuelo. Donde se
La FHWA le da mucha importancia a la exploración consigue roca a poca profundidad, los sondeos
del sitio, los reconocimientos de campo, los sondeos pueden tener profundidades cerca de 3 m y en
y los ensayos. todos los casos se recomienda determinar la


profundidad a la cual aparece el suelo duro La mayoría de sistemas poseen detalles que son
y los espesores y características de los suelos propiedad intelectual de los comercializadores del
sueltos o blandos. sistema. Generalmente, los comercializadores
ofrecen asistencia técnica en el manejo y
• En cada perforación deben tomarse muestras especificaciones de cada producto.
cada 1.5 metros.
Los diversos sistemas han tenido historias
Los métodos de ensayo pueden seguir las diferentes de comportamiento y esto en ocasiones
normas AASHTO T 206 o AASHTO T 207. crea dificultades para realizar una evaluación
técnica adecuada.
• Se puede utilizar resistencias tanto SPT como
CPT. Algunos sistemas no son adecuados para
soluciones permanentes y otros son más adecuados
Ensayos de Laboratorio para áreas urbanas o para áreas rurales. La
Se recomienda realizar ensayos de inspección selección del sistema más adecuado depende de los
visual y clasificación, resistencia al cortante por requerimientos específicos del proyecto.
medio de ensayos de compresión inconfinada, corte
directo o triaxial. Condiciones Geológicas y Topográficas
El suelo de la cimentación debe tener unas
Se le debe dar mucha significancia a la características geológicas y una resistencia
distribución granulométrica y a la plasticidad. suficiente para soportar 2.5 veces el peso de la
Adicionalmente, se debe investigar el estructura.
comportamiento de los suelos a la compactación,
de acuerdo a AASHTO T 99 o T 180. Si las condiciones de capacidad de soporte no
son suficientes, se requiere mejorar las condiciones
Para determinar la agresividad potencial de del subsuelo o de la estructura utilizando entre
los suelos de relleno se deben realizar ensayos otras alguna de las siguientes técnicas:
de pH, resistividad eléctrica y contenido de sales,
incluyendo sulfatos y cloruros. • Excavación y remoción de los materiales
y su reemplazo por un relleno estructural
Factores a Tener en Cuenta en la compactado.
Selección del Tipo de Estructura
Para la selección del tipo de estructura la FHWA • Uso de materiales de relleno livianos
recomienda tener en cuenta los siguientes
factores: • Densificación utilizando compactación
dinámica, o mejoramiento mediante precarga
• Geología y condiciones topográficas con o sin columnas de drenaje.

• Condiciones ambientales • Construcción de columnas de piedra

• Tamaño y naturaleza de la estructura Tamaño y Naturaleza de las Estructuras
MSE
• Durabilidad Teóricamente no hay un límite a la altura de los
muros MSE. Las estructuras de gran altura se
• Estética han realizado utilizando refuerzos de acero. Sin
embargo, las estructuras de más de 25 metros son
• Criterios de comportamiento poco comunes.
• Disponibilidad de materiales Igualmente, las estructuras de baja altura
pueden no ser económicas, especialmente si
• Experiencia con un determinado sistema
se requiere adicionalmente la construcción de
barreras para el tráfico.
• Costos


Criterios para el Establecimiento del Tabla 6.8 Granulometría del relleno recomendada.
Proyecto Porcentaje de
Tamaño del Tamiz
Pasantes
Para el establecimiento del proyecto se recomiendan
4” 100%
las siguientes etapas:
No. 40 0 a 60%
• Considere todas las alternativas posibles
No. 200 0 a 15%
• Escoja el sistema de estructura (MSEW-muro, El índice plástico no debe ser mayor de 6.
o RSS-talud).

• Analice las opciones de fachada
Propiedades de los Suelos
• Estudie los criterios de comportamiento del
• uelos de fundación
S
muro, factores de seguridad para estabilidad
Para establecer las propiedades del suelo
interna y externa, comportamiento de los de cimentación se debe hacer énfasis
refuerzos, etc.; de acuerdo a las especificaciones en el cálculo de capacidad de soporte, el
de la AASHTO. potencial de asentamiento y la posición del
nivel freático. Para calcular la capacidad
• Considere el comportamiento de los refuerzos de soporte se utilizan los parámetros φ, c y
a largo plazo (corrosión, fluencia, etc.). γ. Para la determinación de asentamientos
es muy importante conocer el coeficiente de
consolidación Cc, conjuntamente con una
• Realice el diseño utilizando un sistema de
aproximación del índice de compresión Cv.
software apropiado.
• Suelos de relleno

FACTORES A TENER CUENTA EN La mayoría de la experiencia de estructuras
EL DISEÑO MSE ha sido con rellenos granulares, limpios,
no cohesivos. Generalmente estos materiales
Elementos que se Requiere Diseñar son más costosos que los de menor calidad.
Se requiere diseñar los siguientes elementos
(Figura 6.19): 3.0
Longitud Requerida Lc = Función de H

• Tipo de estructura 2.5
s
5
0.

• Tipo de refuerzo
=

2.0
T

s
2
0.
=
• Longitud de los refuerzos 1.5 T

T = Período
• Espaciamiento de los refuerzos 1.0 T = 0.2 seg
T = 0.3 seg
T = 0.4 seg
• Materiales y características de la fachada 0.5
T = 0.5 seg

0 0.1 0.2 0.3
• Berma en el pie de la estructura Kh (Función de g)

• Profundidad de empotramiento Figura 6.20 Efectos del coeficiente sísmico seudoestático
Kh y del período de vibración (T) en la longitud requerida
• Sistema de subdrenaje (Lc) para el refuerzo de geosintético en un muro MSE
para kv = 0.5kh, φ = 30o, H = 5 m, (Nimbalkar y
otros, 2006).


Tabla 6.9 Factores típicos de reducción por fluencia. Ling y otros (1997) presentaron un método
seudoestático utilizando equilibrio límite y
Factores de colocando una aceleración sísmica horizontal.
Tipo de polímero Reducción por Igualmente se deben mencionar los métodos de
Fluencia (Creep) Shahgholi y otros (2001), Kramer y Paulsen (2004),
y Huang y Wang (2005).
Poliéster 1.6 a 2.5
Polipropileno 4a5 La mayoría de los métodos para calcular la
fuerza sísmica son muy similares a los utilizados
Polietileno de alta para estabilidad de taludes o para muros de
2.6 a 5
densidad contención. El resultado de tener en cuenta la
fuerza sísmica es un incremento en la resistencia a
la tensión requerida en los refuerzos del muro y un
En la tabla 6.8 se indican las propiedades
aumento en la longitud de los refuerzos. El efecto
recomendadas para los suelos de relleno.
es mucho más notorio en la longitud del refuerzo
Adicionalmente se exige que los materiales
que en la resistencia a la tensión (Nimbalkar y
deban estar libres de lutitas u otros materiales
otros, 2006).
blandos o de pobre durabilidad.
En la figura 6.20 se muestra el aumento en longitud
Propiedades de los Refuerzos requerida del geosintético de acuerdo a los ángulos
de fricción. Como se observa al disminuir el ángulo
• Refuerzos de acero de fricción del material, la longitud requerida del
El esfuerzo de tensión admisible para los refuerzo puede aumentar hasta más del 50%.
refuerzos de acero es de 0.55Fy y para las
uniones de la fachada 0.48 Fy. La mínima
cobertura de galvanizado es de 0.61 kg/m2.

• Refuerzos de geosintéticos

Los factores de reducción por fluencia
dependen principalmente del tipo de polímero.
Los valores típicos de acuerdo a la FHWA se
presentan en la tabla 6.9. Los factores de
reducción por durabilidad varían típicamente
entre 1.1 y 2.0. El mínimo factor de reducción a) Deslizamiento

debe ser de 1.1. Los factores de reducción
por daños en la instalación varían de 1.05 a b) Volteo
3.0 dependiendo de la gradación del relleno.
El mínimo factor de reducción recomendado
es de 1.1. Los factores de seguridad para
estructuras permanentes deben ser de 1.5.

Análisis Sísmico
Una cantidad numerosa de métodos están
disponibles para el diseño sísmico de estructuras c) Capacidad de soporte
de suelo reforzado, basadas en el análisis
seudoestático. Tal vez el trabajo más importante
fue el elaborado por Okabe (1926), y Mononobe
y Matsuo (1929). Este método conocido como
el método Mononobe Okabe, utiliza la teoría
d) Falla rotacional profunda
de Coulomb agregándole análisis sísmico con
coeficientes estáticos y obtiene un coeficiente
de presión de tierras que incluye tanto la parte
Figura 6.21 Modos de falla a analizar para estabilidad
estática como la parte sísmica (Kramer, 1996).
externa.

Línea de máximo
PARTES DEL DISEÑO esfuerzo

El diseño de muros de suelo reforzados con
Plano de falla
geosintéticos se basa en el análisis de estabilidad Fachada
contra los diferentes modos de falla (Figura 6.21).
Se requiere analizar en forma separada cada uno
de los modos de falla en la siguiente forma:
Zona
Diseño para Estabilidad Externa Anclaje a de suelo
El diseño es muy similar a los diseños clásicos la fachada retenido
Zona de suelo
explicados en los cursos de fundaciones para H reforzado
estructuras de gravedad y semigravedad. Se Geomalla
analizan generalmente cuatro tipos de falla:

L extracción
• Deslizamiento sobre la base del muro

• Volteo
Zona de fundación de suelo
• Capacidad de soporte Longitud Geomalla > 0.7 H

• Falla profunda rotacional o traslacional
Figura 6.22 Análisis de los elementos de refuerzo.
Para los cálculos y dimensionamientos
de estabilidad externa se deben seguir las
especificaciones de la AASHTO. Para el diseño Para el diseño por capacidad de soporte se utilizan
contra deslizamientos y volteo se utilizan los los mismo procedimientos utilizados para el
mismos criterios que se emplean en el diseño diseño de cimentaciones. Para el análisis de falla
de muros convencionales a gravedad. En este profunda o de traslación se emplean los métodos
caso el ancho del muro es igual a la longitud del de estabilidad de taludes por equilibrio límite.
refuerzo.

Tabla 6.10 Propiedades de los suelos requeridos para el diseño.

Peso Unitario Angulo de Fricción
Suelo Cohesión c Kpa
Húmedo γ (KN/m3) φ (Grados)

Suelo de fundación por
( Llenar la tabla )
debajo de la estructura

Suelo retenido detrás
de la estructura

Material granular a
utilizar como relleno
dentro de la estructura

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