Contenciones con muros de tierra reforzada. Análisis y ejecución en obra

Dentro de las muchas soluciones existentes en el mercado para realizar una adecuada contención de tierras, una de las que se adapta con gran facilidad a la heterogeneidad y orografía del terreno es la que ofrecen los sistemas de contención a base de muros de tierra reforzada.

1.- Denominación.

A este tipo de soluciones se las suele definir como muros de contención a base de tierra armada o reforzada con o sin geo malla sintética.

En el caso concreto de esta entrada, nos vamos a centrar en un tipo de muro con suelo de tierra reforzada con geomalla sintética y bloques de hormigón vibro prensado.

2.- Normativa de aplicación.

A día de hoy no existe normativa europea que regule este tipo de soluciones, por lo que la mayoría de fabricantes se basa en publicaciones y reglamentaciones de EEUU, dado que allí está la patente del sistema.

En este caso, el sistema del que vamos a hablar tiene como normativa de diseño y ejecución el manual de dimensionamiento de muros de tierra reforzada FHWA-NHI-00-043 del departamento de transportes de EEUU.

3.- Elementos que componen el sistema.

  • Bloque de hormigón. En nuestro caso, de dimensiones 20.30.45 cm.
  • Pernos de fibra de vidrio para conexión entre bloques.

FOTO 1

Foto nº 1: Bloques de vibro hormigón y pernos para conexión entre bloques.
  • Geomallas sintéticas.

FOTO 2

Foto 2: Acopio de geomallas sintéticas.

4.- Metodología de cálculo.

En el caso concreto del muro que definimos en esta entrada, el cálculo está basado en la teoría de Coulomb, por la que se modela el peso de una cuña de terreno que desliza a lo largo de un plano inclinado, siendo el empuje, Pa, la fuerza necesaria para mantener la cuña en equilibrio.

En esta metodología se consideran los siguientes aspectos:

  • El relleno del trasdós del muro se ejecutará con un terreno clasificado al menos como suelo adecuado según el PG-3.
  • El tamaño máximo del árido a disponer como relleno entre bloques y capa de transición con la base y trasdós del muro.
  • El PH del agua se situara entre los valores 5-8.

Además, en el procedimiento de cálculo se necesitan los siguientes datos:

  • Parámetros geotécnicos del suelo a contener (cohesión, ángulo de rozamiento interno y peso específico)
  • Parámetros geotécnicos del suelo a emplear como macizo de suelo armado o reforzado.
  • Parámetros geotécnicos del suelo de apoyo.
  • Características geométricas del muro.
  • Coeficientes de seguridad.
  • Tipo de geomalla.

5.- Ejecución del muro.

5.1.- Preparación del apoyo.

En función del tipo de terreno de apoyo que tengamos, la base del muro puede ir apoyada sobre una mejora del terreno, o bien sobre el zuncho de apoyo y base de grava. En el caso concreto de este muro, la base se ejecutó mediante una mejora del terreno realizada con grava.

FOTO 3

Foto 3: Mejora del terreno mediante excavación y relleno con grava.

5.2.- Preparación de la base de apoyo.

Una vez realizada la mejora del terreno y el zuncho de apoyo, se ejecuta una primera capa de grava de unos 20 cm de espesor, sobre la que se apoya la primera hilada de bloques.

FOTO 4

Foto 4: Apoyo de primera hilada del muro.

Es importante tener bien estudiadas las soluciones de drenaje e impermeabilización del muro, ya que en el cálculo se considera que no llega agua al macizo de tierra reforzada.

foto 4.1

Foto 5: disposición de drenaje en la base del muro.

5.3. Colocación de la primera hilada.

Esta se realiza replanteando su trazado y apoyándola sobre el manto de grava.

Una vez dispuesta la primera hilada, se colocan dos pernos en los orificios ubicados en cada bloque, de tal manera que la siguiente hilada quede perfectamente trabaja con la primera.

FOTO 5

Foto 6: Colocación de pernos o conectores para la conexión con bloques de la hilada superior.

El muro tiene una inclinación nominal hacia el trasdós de aproximadamente 3 cm por metro, si bien esta inclinación puede variar en función de las necesidades geométricas, el tipo de muro y fabricante.

5.4.- Compactación del terreno y colocación de geomallas.

En el cálculo del muro se debe especificar tanto el tipo de geomallas a colocar (de mayor o menor masa y apertura de malla en función de la altura del muro) como la ubicación de las mismas con respecto a la altura del muro.

Teniendo esto en cuenta, los pasos previos a la colocación de la primera geomalla serían la colocación de los bloques con los conectores, relleno de grava en bloques y parte del trasdós, y ejecución por tongadas del suelo a disponer en el trasdós.

Para garantizar que el terreno del trasdós se compacta con los parámetros de densidad y humedad establecidos en el proctor modificado, se ejecutarán los ensayos de control de compactación definidos en el proyecto o memoria de cálculo del muro. En caso de no definirse en ninguno de estos documentos, se pueden tomar como referencia los límites para el establecimiento de los lotes y determinación del número de ensayos de control de compactación “in situ” definidos en el P3.

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Foto 7: Compactación del terreno en el trasdós del muro.

La colocación de la geomalla se realizará a la altura determinada en la memoria de cálculo del muro, y con la longitud indicada.

FOTO 7

Foto 8: Colocación de geomalla sobre capa de terreno compactado. La geomalla se dispondrá bien extendida y fijada al terreno.

Los pasos anteriormente descritos se irán repitiendo hasta llegar a la coronación del muro. En nuestro caso, las últimas hiladas fueron armadas y macizadas con hormigón para la colocación posterior de una malla de simple torsión y su estructura de apoyo.

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Foto 9: Relleno de hormigón en ultimas hiladas.

El sistema tiene en su parte superior piezas a dos caras vistas y tapas para los casos en los que el fuste sobresalga a modo de barandilla.

FOTO 9

Foto 10. Piezas con dos caras vistas y tapa en coronación de muro.

Al ser un sistema conformado mediante bloques de hormigón dispuestos en hiladas, estas permiten ajustarse con bastante facilidad a la orografía del terreno, permitiendo además el enjarje entre muros.

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Foto 11: Encuentro en esquina entre muros.

En definitiva, un sistema muy recomendable en el caso de terrenos con desniveles importantes cuando queramos probar soluciones que se salgan un poco de las contenciones más convencionales, pero para el que tendremos que tener espacio suficiente para realizar las labores de compactación y armado del terreno en el trasdós del muro.

 

Bibliografía:

  • Memoria de cálculo de un muro de contención de tierra armada para una obra en Tres Cantos (Madrid) de SMC.
  • Pliego de prescripciones técnicas generales para obras de carreteras y puentes (PG-3)

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