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El blog de Alaudae

Muros de gaviones reforzados

  1. Introducción

Para terminar la serie de muros reforzados con geomallas quería mencionar aunque sea de manera menos extensa una aplicación muy versátil, que en realidad sería una variante de los muros de bloques sobre los que ya  hemos escrito y que son los gaviones reforzados.

Un muro de gaviones reforzados con geomallas consistiría en crear un paramento casi vertical usando gaviones (prisma metálico relleno de piedra) e intercalar entre cada unidad de gaviones geomallas de refuerzo debidamente dimensionadas.

 

Esquema de muro de gaviones reforzado

Esquema de muro de gaviones reforzado

De esta manera se consigue una economía importante respecto al modo de empleo tradicional de construir un muro de gaviones que consiste en crear una pirámide de los mismos más ancha en la base y más esbelta en coronación, habitualmente siguiendo una regla de B= ½ (1+H) donde B es la base del muro y H la altura, siendo la única fuerza estabilizadora  el propio peso del material,  al convertirla a un solo paramento de estos elementos que formaría la cara vista,  y tras él  un relleno de material competente reforzado con geosintéticos.

Personalmente pienso que es un sistema que tiene muchas bondades, al tener un acabado similar al de gaviones tradicionales, al ser drenante completamente, al ser un sistema que se amolda perfectamente a las deformaciones que pudiera sufrir el terreno, rápido de instalar y sencillo, que permite en muchos casos utilizar tanto la roca como el terreno de relleno propio de la zona lo que conlleva aparejado un precio competitivo.

 

muro terminado

muro terminado

 

 

2.       Componentes del sistema

Así pues, podemos diferenciar varios elementos que componen este sistema.

Gaviones

Por un lado estarían los gaviones propiamente dichos. Normalmente se emplean jaulas conformadas por una malla hexagonal galvanizada de triple torsión de tamaño 8×10 cm y alambre de Ø2.7mm con diafragmas cada metro lineal. El tamaño recomendado del gavión oscila entre 0.5×0.5ml y de 1x1ml. no tiene mucho sentido hacer gaviones de mayor tamaño.

tongada de gaviones sobre geomalla

tongada de gaviones sobre geomalla

 

Relleno del gavión

Se realizará con piedra cuyo diámetro debe ser mayor que la luz del hexágono de la malla para que no se pierda material a su través. Se pueden usar muchos tipos de material, tendiéndose a usar el más cercano a la obra para abaratar costes. Generalmente se coloca canteada a mano los primeros 20-30cm que dan la apariencia al muro y después se rellenan por medios mecánicos.

 

 

 

relleno de gavión con piedra de canto rodado silícea

relleno de gavión con piedra de canto rodado silícea

 

relleno de gavión con piedra de marmol

relleno de gavión con piedra de marmol

Es muy conveniente si bien no necesario, colocar una capita de grava de tamaño 20-40 mm de machaqueo al finalizar el gavión para que haga de trabazón físico entre las hiladas contiguas de gaviones y las geomallas.

 

Geomallas

Geomallas de alta tenacidad y baja fluencia, que deben estar ensayadas por un organismo independiente y poder tener acceso a los factores de reducción de las mismas para poder diseñar con ellas, como en cualquier otro muro de suelo reforzado.

Las geomallas quedarán ancladas a los gaviones por el propio peso de los mismos y por rozamiento. Debe hacerse esta comprobación como si fuese un muro de bloques.

hilada de gaviones y geomalla

hilada de gaviones y geomalla

Se extenderán en horizontal sobre cada hilada de gavión y en una longitud hacia el trasdós en función del diseño del muro.

El propio diseño puede hacer necesario la colocación de hiladas de geomallas secundarias entre la base y la altura de cada hilada de gavión (1 metro como máximo) por ejemplo a 0.5ml.

 

Relleno

El material de relleno recomendado es un material granular, con alto ángulo de rozamiento interno, buena puesta en obra, fácil compactación y buena disposición al drenaje.

La realidad es que se tratan para utilizar los suelos disponibles en la zona, para abaratar la solución, pudiendo emplearse hasta suelos tolerables según PG-3. Es evidente que cuanto menor ángulo de rozamiento interno posea el material, más cuantía de geomalla va a necesitar.

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Drenaje

Como ya hemos citado en alguna ocasión, en muros de suelo reforzado muro es hasta donde acaban las geomallas y por ello, el drenaje que debe llevar cualquier tipo de muro de contención de tierras, en este caso, debe ser colocado ahí, es decir al final de las geomallas.

El drenaje suele estar formado un un tubo semi-perforado para conducir las aguas fuera del paquete de suelo reforzado y un dren vertical de gravas en toda la altura del muro, envuelto en un geotextil no tejido que haga la función de no contaminar las mismas con finos.

La cara vista formada por gaviones de roca es drenante por sí, y según en que casos, puede ser conveniente si se prevé que bajo la misma puede acumularse agua disponer de algún otro tubo tras el paramento de gaviones y/o una cuneta u otro tubo en el intradós.

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3.       Instalación

 

El primer paso consistiría en preparar una bancada de apoyo horizontal de ancho suficiente para alojar la longitud máxima de de geomallas, el gavión de la cara vista y el drenaje del trasdós, bien compactado. En caso de que el terreno tenga desnivel habría que hacer diferentes bancadas con saltos entre ellas.

Para el apoyo del gavión suele realizarse una pequeña zanja de ancho ligeramente superior al del propio gavión para rellenar de hormigón en masa o grava y sobre este colocar las cestas metálicas.

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Posteriormente, se colocaría la primera geomalla, bien extendida y sin arrugas y sobre esta la primera hilada de gaviones. Se rellenarían los prismas y se atarían entre ellos. Detrás de los gaviones se puede colocar un geotextil no tejido anti-contaminante para separar del material de relleno propiamente dicho y que no manche la cara vista de piedras.

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Después se extenderían las diferentes semi-tongadas de material de relleno (25cm) y se compactarían a la vez que se va colocando el sistema de drenaje tras el relleno a base de tubo de drenaje y bolos hasta alcanzar la altura de la primera tongada de gaviones.

Después habría que repetir la operación hasta llegar a coronación.

4.       Recomendaciones

Como cualquier muro de suelo reforzado, volvemos a insistir en que es una estructura flexible y que puede tener ciertos movimientos, por lo que hay que tener mucho cuidado en colocar elementos rígidos sobre ella.

El drenaje de aguas subterráneas y la correcta gestión de las aguas superficiales de escorrentía es fundamental para la vida del muro, por ello debe estudiarse y aplicarse las medidas necesarias (cunetas de guarda etc).

Las cestas de gaviones deben quedar bien rellenas y con las piedras perfectamente colocadas para evitar deformaciones de las mismas, y bien atadas. Esto tiene mucho de arte pero al ser un trabajo casi manual es muy recomendable contar con un equipo de instalación especializado.

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Con esta entrega finalizamos la serie de muros de suelo reforzado, espero que haya sido de interés.

Saludos

Marco Rodríguez

Muros de bloques gigantes

Hoy vamos a tratar sobre los muros prefabricados en bloques de gran escala, un tipo de muros que hasta hace pocos años no se han popularizado en España, a pesar de que hay varias empresas que los desarrollan.

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 Imagen cortesía de Redi-Rock

Debo reconocer que, si bien este tipo de muro los conocí en una Feria de prefabricados en Los Angeles, allá por el 2005, no ha sido hasta hace unos cuatro años cuando he tenido más contacto directo con ellos, tanto a nivel de diseño como de proyectos.

La primera duda que se planteaba cuando pensé en escribir sobre este tipo de muros fue cómo calificarlos: ¿escollera artificial? ¿muros de bloques grandes? ¿muros bestiales?

En realidad, son muros de bloques prefabricados al estilo de los SRW (Segmental Retaining Walls)los cuales ya comentamos en su día, pero en escala mayor, ya que si bien los SRW se colocan “a mano”, estos muros de bloques grandes, por mucho empeño que se ponga, deben ser puestos en obra mediante maquinaria.

Estamos hablando pues, conceptualmente, de muros de bloques, pero de tamaño y peso mucho mayores (de 200kg-500kg y de hasta 1500kg).

Su mayor tamaño le da una serie de características que los hacen diferentes y complementarios a los de pequeña escala tradicionales.

Descripción y recomendaciones

Hablamos de unidades modulares de muro que mediante un anclaje permiten desarrollar un muro de contención de tierras, como si de un “lego” de hormigón se tratara.

Sus dimensiones y peso hacen necesaria su manejo con maquinaria.

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Existen muchos modelos, pero en general, casi todos los bloques son de hormigón en masa o ligeramente armados, con un sistema de anclaje basado en un machihembrado para la unión vertical entre bloques. Los sistemas más desarrollados también tienen resueltas varias tipologías de anclaje para el uso eventual de geomallas de refuerzo, a veces como un simple resalto, o bien poseen sistemas más complejos como un orificio donde voltear la misma (como el caso del positive connection de redi rock).

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Imagen cortesía de Redi-Rock

Están pensados para trabajar principalmente por gravedad, es decir usar su peso para contrarrestar los empujes laterales de las tierras y las sobrecargas previstas. Para optimizar el diseño, normalmente cada fabricador tiene piezas de diferentes tamaños, de manera que se puedan ir colocando de mayor peso a menor en sentido desde pie de muro hacia coronación del mismo.

No  precisan de cimentación al uso, y las recomendaciones son preparar una cama de grava donde nivelarlos y asentarlos. Esta afirmación y recomendación hay que tomarla con precaución, ya que debe verificarse en todo momento la tensión admisible del terreno que vamos a cargar con este peso.

En cuanto a formas y tamaños, los hay para todos los gustos. Normalmente en planta presentan una forma que le permita adaptarse a las curvas, aunque los hay prismáticos más simples.

Uno de los fuertes de estos sistemas son los acabados, que pueden imitar piedra natural, sillería, pizarra etc., dando resultados realmente sorprendentes. También los hay muy elegantes, con una terminación pulida en hormigón y que, según en qué entornos, encajan perfectamente.

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Características de uso

Como he comentado anteriormente, estos muros están pensados para funcionar fundamentalmente por gravedad aprovechando su forma y su gran peso. Dependiendo de las características geotécnicas del suelo a retener, de las sobrecargas de uso y del tipo de muro, podemos hablar que en general se mueven entre los 2-4ml de altura sin necesidad de refuerzo.

Esta característica los hace ideales para situaciones en las que no es necesario excavar detrás de la línea del frente del muro.

Para alturas mayores, es necesario el uso de geomallas. Los fabricantes resuelven este aspecto unos presentando bloques más ligeros y pequeños para la geomalla y otros sin más usando los mismos.

He de comentar que las geomallas en los sistemas menos desarrollados, en los que la conexión simplemente se logra mediante confinamiento entre bloques, sufren mucho mecánicamente y además no suele estar ensayada y es necesario estimarla.

Me explico: a grandes rasgos tenemos en el mercado dos familias de sistemas, los que están respaldados por una patente internacional y los de nueva creación, normalmente más modestos. Los primeros cuentan con una amplia variedad de bloques de diferentes tamaños y acabados y tienen resuelta la conexión a las geomallas, tienen ensayada la conexión a las mismas y entre ellos (Ensayos srw-1 y srw-2 normalizados por la NCMA) y  además suelen tener un software propio para el diseño.

Los sistemas más modestos cuentan con menos variedad de tamaños, y no tienen o tienen pobremente resuelta la conexión de las geomallas y sin ensayar ésta, por lo que debe ser estimada. La forma de algunos  bloques, de hecho, parece que están pensados “a mala leche” para cizallar las geomallas, pues presentan dientes de sierra como conexión entre bloques e incluso aristas vivas.

Si bien el peso es la cualidad que los hace diferentes y funcionar muy bien por gravedad, también se convierte en un problema para transportarlos, por lo que el precio del producto se incrementa en cuanto tenga que ser transportado a grandes distancias.

Son muros muy permeables ya que las juntas lo son y al ser estar compuestos por piezas independientes muestran muy buena respuesta ante sismos por su flexibilidad como estructura.

Recomendaciones prácticas

Si la obra que se está diseñando contiene desniveles de entre 2 y 4 metros de altura y es posible no excavar detrás de la línea en planta del muro, este sistema probablemente sea la mejor opción.

En cualquier caso, y como siempre reitero, un muro de contención es una estructura, y si bien a todos nos encanta “jugar” con los legos, estos deben ser tratados con respeto y con profesionalidad.

Independientemente de las características  estéticas que busquemos, debemos poder elegir un sistema que nos resulte económico, pero con solvencia técnica, y además debe ser calculado por un especialista. Como he dicho anteriormente, en algunos sistemas la conexión entre bloques y/o geomallas no está ensayada y debe estimarse. Además de las conexiones, han de realizarse las comprobaciones clásicas de vuelco, hundimiento y deslizamiento, con los condicionantes de la geotecnia local y eventualmente del sismo. También debe quedar recogida en proyecto las sobrecargas de uso del muro y fijar en planos las alturas máximas, que con los muros de bloques es muy goloso subir la altura “poniendo un bloque más que me he quedado bajo”.

Si han de colocarse geomallas y no tienen previsto un sistema de anclaje o en cualquier caso, la misma queda atrapada entre dos bloques, mi recomendación es usar al menos resistencias nominales mayores a 80kN y además darles una “doble vuelta” en la zona de confinamiento entre bloques y al menos 1ml por detrás, además de consultar con un especialista que realice los cálculos.

Por supuesto, no debemos de olvidar drenar el muro, factor crucial en cualquier estructura de contención, por lo que en el trasdós de este debe diseñarse un sistema de drenaje adecuado y una correcta gestión de la escorrentía.

Puesta en obra

El primer paso es abrir una zanja hasta terreno competente, y nivelar y extender una cama de gravilla donde se apoyarán las piezas. Esta capa debe quedar muy bien nivelada, porque marcará la nivelación de las hileras de bloques.

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Imagen cortesía de Redi-Rock

Después se colocará la primera hilada de bloques. Generalmente los módulos que componen el muro traen un enganche metálico donde poder anclar una cadena o eslinga, y se colocan en obra con la ayuda de una grúa o maquinaria de movimiento de tierras como una retroexcavadora.  En el proceso participan también  uno o dos operarios que orientan la pieza y ayudan a colocarla cuando está suspendida por la máquina. Conformada la hilada, el proceso es repetitivo de ir colocando los bloques encajados unos en otros.

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Imagen cortesía de Redi-Rock

Tras el paramento de bloques debe disponerse una columna de grava y un tubo dren en la parte baja para canalizar posibles infiltraciones de agua y disipar presiones producidas por la misma.

En coronación se colocan piezas de remates especiales, donde ya no presentan tentón alguno y hacen la función de albardilla. Incluso existen piezas vistas a dos caras que pueden usarse como peto.

Es un montaje muy sencillo y rápido al estar mecanizado.

Si eventualmente hubiera que colocar geomallas, estas tendrían que disponerse entre las piezas o en anclaje correspondientes según el diseño del muro y extenderse en la longitud requerida.

No lo he comentado anteriormente, pero es lógico pensar que si se ha tenido que excavar detrás de los bloques o es una zona a “ganar”, el relleno del trasdós se va haciendo siembre a la vez que se instala una hilada de piezas; de esta manera se asegura una compactación correcta en tongadas y se puede trabajar siempre a nivel detrás de los bloques.

Aplicaciones

Se pueden aplicar para todo uso de muros de contención de tierras ya sean en proyectos de obra civil o residencial.

Por su peso y por estar fabricados en hormigón, tienen una aplicación muy práctica en obras de encauzamientos y defensas en obras hidráulicas.

No requieren montadores especialistas (aunque siempre ayuda) y se acometen con maquinaria convencional.

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Imagen cortesía de Redi-Rock

Como hemos podido comprobar, esta es otra  opción de muros  muy recomendable a tener en cuenta.

Quiero agradecer al personal de Redi-Rock España (Memorial Parks S.A.) su amabilidad a la hora de proporcionarnos material técnico y fotografías para la redacción de este artículo.

muros verdes

Introducción

Los muros verdes son una tipología de los muros de suelo reforzado muy popular y, junto con los de bloque, los más empleados.

Básicamente, los muros verdes consisten en un paquete de suelo reforzado con geomallas de alta tenacidad y baja fluencia, y un acabado en la cara vista que permite el crecimiento de vegetación, lo que le confiere el acabado “verde” que le da el nombre.

Son muy utilizados por su versatilidad, su fácil instalación y, por supuesto, por su bajo precio en comparación con el resto de tipologías de muros.

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Vamos a continuación a repasar sus características principales, y también sus particularidades.

El acabado visto

Aunque hay varios sistemas, el más utilizado consiste en un mallazo electrosoldado en el frente del muro, que sirve como confinamiento de las tierras a modo de encofrado perdido y cuya inclinación del panel en la vertical marca la inclinación de la cara vista, normalmente comprendida entre 70 y 80 grados.

El mallazo se recubre por su interior con una malla anti-erosión de tamiz más cerrado que la geomalla, y que debe permitir el crecimiento de la vegetación pero también evitar que la tierra vegetal se pierda, y se enganchan sus dos planos con unos bastones metálicos para mantener la inclinación deseada.

Tras este, se coloca una columna de tierra vegetal destinada a servir de sustrato a la vegetación, y a continuación se coloca el relleno estructural, reforzado con una geomalla.

Dependiendo de varios factores, principalmente de la altura, se puede dar una doble vuelta a la geomalla de manera que actúe como una geomalla secundaria, minimizando el empuje sobre el mallazo.

Las alturas de tongada más utilizadas suelen ser de 0.75ml y de  1ml de altura.

Es un muro muy versátil, ya que permite hacer en planta rectas, curvas cerradas, ángulos, etc y en vertical, permite jugar con la inclinación, bermas  etc. por lo que sus opciones geométricas son extensas. Además, en cuanto al muro en sí, no hay una limitación ni en altura ni en sobrecargas de uso, y se comportan muy bien sobre suelos con baja capacidad portante, en zonas sísmicas (ya que son deformables) y permiten normalmente aprovechar tierras del mismo lugar.

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Diseño

Los factores a tener en cuenta para su dimensionamiento son los mismos que para cualquier otro muro de suelo reforzado; es decir, las características de la geotecnia local  donde se quiere asentar la estructura, del material a usar como relleno, las características tenso-deformacionales de las geomallas, el espacio disponible para extender las mismas, la sobrecarga de uso y su vida útil de servicio. Además de todo esto, debe estudiarse, si la estructura lo requiere, la deformación admisible de la estructura reforzada.

 

Como toda estructura de tierras, y muro de contención en general, el drenaje es un aspecto esencial que debe ser estudiado, dimensionado y puesto en obra de manera competente.Imagen

Cómo aspecto intrínseco a los muros verdes, es fundamental la correcta gestión de la escorrentía, ya que la cara vista es tierra vegetal. Si la escorrentía de aguas de lluvia la dirigimos ahí, vamos a tener lavado de tierras y el consiguiente asentamiento de tongadas en la zona vista, e incluso vuelvo de los mallazos hacia el intradós (con el consiguiente mal cuerpo que se le pone a todo el mundo ante tal estampa).

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Igualmente importante es tener contemplada  la hidrosiembra o la siembra en el plan de obra para no dejar el acabado de tierras y geomallas. Es decir, queremos hacer un muro verde, no un muro negro. Los muros negros, generalmente suelen tener la lucha tierra vs agua-de-lluvia, en la que, como ya hemos indicado alguna vez, suele ganar la lluvia. Un muro verde sin vegetación es un muro desnudo susceptible de ser erosionado fácilmente.

Instalación y consejos

La instalación es un proceso bastante sencillo pero al que debe prestarse atención si queremos asegurar una estructura competente.

El primer paso es preparar la base de apoyo, nivelada, limpia y compactada, donde se replantea el muro.

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Seguidamente se coloca el drenaje del trasdós y que se tendrá que subir a modo de columna drenante en toda la altura del muro.

Se colocan los mallazos de encofrado perdido de la cara vista, solapándolos en horizontal. Estos se pueden grapar al terreno si se quiere evitar que se muevan accidentalmente.

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A continuación se colocan las geomallas estructurales, como siempre en horizontal, sobre terreno limpio y nivelado, y solapando los diferentes paños al menos 15cm., dejándola completamente estirada sin “ondas”.

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Ocasionalmente me he encontrado que se exige que se coloquen unas “U” metálicas para anclar las geomallas una vez extendidas. Bueno, otra vez en mi opinión, que es muy personal, lo mejor es devolverlas educadamente a la bolsa de la que han salido. Las geomallas trabajan por rozamiento con el terreno y en toda su extensión (ancho). Si las anclamos al terreno, se hace trabajar esa zona de manera superior al resto, siendo un punto de concentración de tensiones y así no es como deben trabajar las geomallas por definición. Creo que es mejor hacer una buena puesta en obra, estirarlas y estar pendientes de que se extienda bien las tierras de manera que no altere la colocación de las geomallas.

Debe verificarse que las geomallas se correspondan a la resistencia nominal que corresponde según los planos de montaje para cada sección y que tengan la longitud de anclaje prevista en los mismos.

Ahora es momento de colocar la geomalla de control de erosión en el mallazo (también con solapes) y de fijar a este los bastones de arriostramiento que aseguran la inclinación constante de los mismos.

Empieza la fiesta, porque es hora cuando entra el equipo de  movimiento de tierras. Mi recomendación es colocar primeramente la semitongada de tierra de relleno estructural y compactarla al 98 P.M. En la zona más cercana al mallazo, debe hacerse la compactación con un equipo más ligero y con más pasadas, porque los equipos pesados no caben entre los ganchos de anclaje del mallazo y por que pueden deformarlos.

Las tierras se deben extender desde la cara vista hacia el trasdós, para que la “onda” que pueda aparecer en las geomallas se disipe y quede completamente estirada.

Finalmente se extiende y se pisa la tierra vegetal entre el espacio comprendido entre el relleno estructural y el mallazo.

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Hay empresas que estos pasos lo hacen al revés. En mi experiencia he encontrado que si primero se coloca la tierra vegetal, además de verter mucha, al compactar el relleno empuja a la tierra vegetal y deforma el mallazo, por eso me gusta más dejar que el relleno se extienda libremente cuando lo compactamos.

También es una buena práctica constructiva dejar una ligera pendiente 2-4% hacia el drenaje, de manera que si llueve, la escorrentía circule hacia el drenaje y no hacia la cara vista, donde puede lavar la tierra vegetal.

Lo sensato es hacer semitongadas de 20-25cm de espesor y compactarlas con el grado de humedad óptimo determinado previamente, tantas como altura tenga la tongada entre geomallas en vertical.

Para finalizar el ciclo, se da la vuelta a la geomalla anti-erosión extendiéndola en horizontal sobre las tierras y si viene así prescrito también la geomalla estructural, en la longitud que indique el diseño.

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Para ir ganando altura, se va repitiendo el ciclo descrito hasta coronación, engarzando los mallazos en vertical y en horizontal.

En la última tongada, siempre debe tenerse en cuenta volver la geomalla de manera que asegure las tierras y cortar los hierros prominentes del mallazo (o doblarlos).

Vuelvo a recordar aquí la necesidad de una buena gestión de la escorrentía para que el agua no vaya a parar a la tierra vegetal, ya sea mediante cunetas de guarda, zanjas drenantes o lo que sea, pero que funcione.

Tampoco es buena idea colocar sobre este muro nada que sea rígido, sobre todo cerca de la cara vista, algo así como un cerramiento de bloques o alguna otra cosa con una cimentación superficial, porque fijo que se le mueve.

Bueno, pues ya está terminado el muro. O mejor dicho, casi. Porque estamos en el punto de tener un “muro negro”. ¿Qué tal si lo pasamos a verde?

No deje pasar tiempo sin la hidrosiembra o siembra por favor.Imagen

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¿A qué no es lo mismo?

Geosintéticos como encofrado perdido en obras hidráulicas

Me comentaba un amigo, tras leer la anterior entrada de este blog, que las habituales primeras lluvias de octubre se han convertido en el diluvio de noviembre, y me preguntaba si  los geosintéticos podían hacer algo contra estas abundantes lluvias. La respuesta, explicaremos  a continuación,  es contundente: SÍ, y lo vamos a ver claramente en la siguiente aplicación.

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Uso de geosintético como encofrado perdido.

Existe un tipo de geosintético doble:  es decir, dos capas con un hueco en medio en forma de “bolsa” y con conectores entre sí, que una vez relleno de hormigón fluido, actúa como encofrado del mismo, confiriéndole la forma y el espesor deseado.

Este tipo de “colchón” tiene varias aplicaciones prácticas,  y una vez terminado cumpliría las funciones de una losa de hormigón. Este tipo de estructura  puede emplearse en  revestimientos de canales, protección en orillas, control de erosión o como lastre en sifones invertidos.

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Es importante reseñar que existen diferentes tipos, según la aplicación a la que se destine. Los hay impermeables, permeables, flexibles, e  incluso los hay con huecos en medio, de manera que permitan la revegetación o el relleno con grava.

El espesor del colchón lo determinan los conectores entre las dos capas, y la ventaja de diseñarse a medida es que te permite en obra una colocación rápida y sencilla.

Notas a tener en cuenta en fase de diseño.

Como hemos avanzado, existen diferentes opciones de material que hay que elegir a priori, según los requerimientos de nuestro proyecto. Si pretendemos impermeabilizar, por ejemplo en un canal, tendremos que elegir un material que sea continuo, para que el hormigón ocupe todo el hueco interior. En este caso es primordial tener en cuenta en el diseño los empujes hidrostáticos o disponer un sistema de drenaje adecuado.

En cambio, si el objetivo es hacer una obra de encauzamiento y la función principal va a ser la protección frente a la erosión, será una gran ventaja poder contar con un material que sea permeable, con el fin de aligerar el peso de la solución al poder disipar los empujes hidrostáticos. También se podrá elegir el acabado y la rugosidad del mismo en función de si interesa o no disipar energía. En aplicaciones de defensa contra la erosión, los más usados son los permeables y flexibles, que permitan un cierto acomodo de las losas al terreno cuando se producen asientos diferenciales.

Para el diseño de proyecto deben tenerse en cuenta la retracción del material y los solapes, así como el empotramiento de las losas en pie y cabeza de talud y todos los elementos que puedan resultar interferidos por la colocación del colchón de hormigón: pozos de registro, tuberías etc. En esos casos deberán de ser cortados y cosidos los huecos necesarios.

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Puesta en obra.

La puesta en obra es algo más complejo que la simple colocación del geosintético. Vamos a describir la preparación y puesta en obra para una aplicación como encauzamiento en un talud.

En primer lugar se perfila y limpia el talud, para posteriormente preparar el anclaje provisional en cabeza del mismo, ya sea mediante zanja de anclaje, ya sea con berma horizontal, y el correspondiente empotramiento del pie de talud mediante la apertura de zanja para ese fin.

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Posteriormente se extenderá un geotextil no tejido de gramaje mínimo 300 gr. para que cumpla la función de filtro de finos y de protección y acomodo al geotextil  de encofrado.

Una vez dispuesto esto, ya se puede colocar el geotextil de encofrado o colchón sobre el no tejido. Normalmente se engancha en cabeza del talud  mediante la inserción de varillas de acero, en longitud, diámetro y espaciamiento que nos resulte de un cálculo de estabilidad para soportar el peso del colchón lleno de hormigón hasta que este adquiera resistencia por si mismo.

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El hormigón que se usa para relleno debe ser un hormigón muy fluido y con áridos finos que permitan el llenado de manera sencilla. Se procede al llenado de la “bolsa” o colchón” mediante el empleo de una bomba estática y una serie de tubos que se insertan en la “bolsa” de abajo a arriba del talud.

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Un rendimiento por equipo en condiciones ronda  los 400m2/día, por lo que se trata de una  aplicación muy competitiva en comparación con técnicas convencionales.

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MUROS DE CONTENCIÓN DE TIERRAS. MUROS DE BLOQUES

 

Vamos a hablar de los famosos muros de contención de tierras con bloques prefabricados, conocidos en inglés con las siglas  SRW (Segmental Retaining Walls), lo que en España conocemos como muros de bloques o muros ecológicos, y lo que pasado Despeñaperros llaman “Muros tipo Keystone”.

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1.- Componentes del sistema.

Formalmente, estos tipos de muros están compuestos por un bloque de hormigón prefabricado aligerado, grava para rellenar los intersticios de los bloques y su trasdós, un refuerzo geosintético (geomalla), y  el material de relleno del trasdós.

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Los bloques

Casi en todas las patentes y tipologías de bloques que existen en el mercado, la cara vista de estos bloques es de 0.45ml de ancho por 0.2ml de alto, y 30 cm. de fondo, un pie cuadrado, que es como facturan el material en USA., con lo que su peso varía entorno a los 30-35kg de media. La inclinación de estos suele ser entorno a los 7º respecto a la vertical. Están constituidos en hormigón en masa hidrofugado con terminación en la cara vista rugosa, lisa o envejecida, y con uno o varios colores. Van conectados entre sí mediante pernos de fibra de vidrio (patente Keystone) o con tetones de hormigón (Anchor Retaining Walls, Allan block etc).

La función de los bloques es la de conseguir un acabado estético y la de evitar la erosión del material de relleno.

La grava

Normalmente llamada “grava de drenaje”, las prescripciones hablan de una grava de 12-18mm de machaqueo vertida entre los huecos de los bloques y 30cm tras estos.

Las funciones de esta grava son tres:

– Rellenar los huecos de los bloques (por eso decíamos que eran aligerados) para conferirles más masa.

-Conectar físicamente la geomalla a los bloques en una superficie continua, no solo en los pernos, que son zonas de concentración de tensiones.

-Drenar el agua que pueda infiltrarse tras el paramento de bloques.

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El material de relleno

El material de relleno recomendado es un material granular, con alto ángulo de rozamiento interno, buena puesta en obra, fácil compactación y buena disposición al drenaje.

La realidad es que se tratan para utilizar los suelos disponibles en la zona, para abaratar la solución, pudiendo emplearse hasta suelos tolerables según PG-3. Es evidente que cuanto menor ángulo de rozamiento interno posea el material, más geomalla va a necesitar. Por eso es recomendable hacer un estudio serio antes del diseño del muro teniendo en cuenta todas las variables de cara al cliente final y optando por la solución más económica en conjunto. Evidentemente, una empresa que vende los bloques no tiene los mismo intereses que la que vende las geomallas ni que la empresa constructora, por lo que una vez más, volvemos a destacar el papel de un técnico cualificado que vele por los intereses del promotor y diseñe una solución óptima teniendo en cuenta todos los factores y desde luego técnicamente justificada.

Las geomallas

Este apartado nos podría dar para hablar días, pero resumiendo, diremos que lo ideal es colocar geomallas de alta tenacidad y baja fluencia, que deben estar ensayadas por un organismo independiente y poder tener acceso a los factores de reducción de las mismas para poder diseñar con ellas, como en cualquier otro muro de suelo reforzado.

La particularidad que tienen los muros de bloques es que las geomallas se enganchan al paramento para evitar que este vuelque, y  lógicamente debe estar ensayado. Este no es un tema baladí, y en España hoy todavía se están vendiendo bloques que carecen de ensayos de conexión entre la geomalla y el bloque, y si, lo han adivinado, se caen. Por favor EXIJAN EL ENSAYO DE CONEXIÓN (PULL OUT/srw-1).

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2.- ¿Cómo funciona?

Dependiendo del tamaño del bloque y de su inclinación, así como de las sobrecargas a soportar y de la naturaleza del material a contener, hasta una cierta altura normalmente inferior a 2ml, lo muros pueden funcionar por gravedad, es decir, empleando como única fuerza estabilizadora su propio peso, pero estas condiciones son muy restrictivas generalmente, por lo que hay que acudir a refuerzos de geomalla para la mayoría de usos.

Las geomallas extendidas hacia el trasdós se deben diseñar a largo plazo atendiendo a criterios de tensión y deformación de la estructura.

Deben de cumplir dos funciones: deben servir como refuerzo estructural, reforzar el terreno de tal manera que sea estable frente a las solicitaciones de cálculo, y hacer de conector con los bloques para que estos no se caigan.

Para ello ha de comprobarse:

– la conexión entre geomalla y bloques

-la estabilidad interna y externa de la estructura

-la estabilidad global, especialmente en aquellos casos de muros con varias alturas, a media ladera, con taludes superiores etc. ya que a veces se nos olvida que el muro está en un lugar específico, con sus múltiples condicionantes y no en la pantalla del programa de cálculo.

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3.- ¿Qué podemos hacer con ellos y qué no?

Prácticamente, el uso de este tipo de muros es tan extenso como pueda serlo el campo de aplicación de cualquier otro tipo de muro. Solo existe una premisa fundamental básica y es la de disponer del suficiente espacio en el trasdós del muro para alojar la longitud de geomalla necesaria

Un muro de bloques es extremadamente versátil como muro de contención. Permite adaptarse fácilmente a orografías complejas, ya que se puede  acomodar en altura a múltiplos de las piezas que son muy pequeñas. En planta también es muy flexible, y se pueden hacerse curvas, contracurvas, esquinas, escaleras…

En el diseño se juega también con la posibilidad de realizar bermas intermedias para romper el “efecto pared”. Sin embargo, la característica principal que le aporta  personalidad propia es sin duda el acabado de los bloques; existen muchas texturas: lisas, rugosas (split y soft split), envejecidas… y luego colores con una amplia gama de los mismos. Algunos fabricantes en España disponen de la tecnología para aplicar hasta cuatro colores diferentes a una misma pieza, incluso llegando a asemejarse a una piedra natural.

Estructuralmente hablando se le pueden dar multitud de usos, desde uso en obra civil así  como carreteras o ferrocarriles, incluyendo usos en estribos de puentes, hasta usos más arquitectónicos en ámbitos urbanos, donde sin duda aportan un valor añadido respecto a otras tipologías de muros de suelo reforzado.

Respecto a lo que no se debe hacer con ellos es deducible de sus características y de los elementos que lo componen.

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Es un muro flexible, es decir, su cara vista, el paramento de bloques, permite un movimiento de los mismos. Esto es de gran utilidad, por ejemplo, para disipar energía en un evento sísmico, o para ajustarse a un asentamiento del terreno. Sin embargo, NO se debe colocar sobre ellos o tras ellos estructuras rígidas o que no admitan deformaciones, porque tienen todas las papeletas para que se fracturen.

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En obra, como se ve muy fácil “quitar o poner bloques”, se tiende a pensar que se puede subir la altura si “nos hemos quedado bajo”. Pues no. Invertir en una buena topografía y ajustar el diseño para abaratar la estructura es lo más sensato. Subir de altura respecto a lo programado solo se puede hacer a costa de reducir los factores de seguridad de la estructura.

Las deformaciones previsibles deben ser compatibles con el uso al que se destinan; como es lógico, no es lo mismo un muro bajo una vía del AVE que para un jardín de una vivienda.

Las sobrecargas de uso, lo mismo: si está destinado para un uso no pretendan que valga para otro que tiene mayores solicitaciones.

Las geomallas son el elemento estructural. Las geomallas no se pueden cortar ni manipular.

Es conveniente señalar la longitud de anclaje del muro con algún elemento, para que en actuaciones posteriores que se realicen sobre el muro se tenga en cuenta a qué distancia y profundidad están situadas, para que los “amigos de las zanjas” sepan donde pueden abrir y donde no.

El drenaje. El drenaje, a pesar de lo que la gente en general piensa, se debe colocar detrás del muro, teniendo en cuenta que  ¡MURO ES HASTA DONDE ACABAN LAS GEOMALLAS! es decir, ha de colocarse detrás de estas. No confundir con la grava que se coloca entre y detrás de los bloques: eso no es el drenaje.

No vamos a volver a repasar los componentes del sistema, pero hay uno de ellos que llamábamos “material de relleno”: las tierras. Estas tierras deben estar drenadas y protegidas contra la erosión. Un mal diseño de los elementos alrededor del muro puede dar con su ruina, como por ejemplo una mala gestión de las escorrentías, del freático o de una arqueta de registro de una canalización que tenga fugas. En la batalla del agua frente a la tierra suele ganar siempre la primera.

Por ello insisto mucho en que UN MURO (incluso los de bloques)  ES UNA ESTRUCTURA y que además no basta con diseñarla en un entorno ideal, sino que hay que ponerla en el lugar donde va a trabajar, con todos los condicionantes particulares que tenga, y han tener en cuenta todos estos puntos que estoy tratando. Les pregunto: ¿harían lo mismo con un muro de hormigón?

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En cuanto a los fabricantes en España, por desgracia las principales fábricas que comercializaban con las patentes más conocidas, han cerrado por la situación de parálisis en el sector. Estas grandes patentes estaban respaldadas por técnicos competentes, sistemas testados y materiales de alta calidad.

La actualidad es bastante más oscura, ya hablaré de ello en otra ocasión, pero sí que tengo constancia de que se están vendiendo bloques con pocas garantías y sin tener ensayados asuntos elementales como la conexión con la geomalla.

Yo recomiendo siempre pedir todos los ensayos, tolerancias de fabricación, manual de puesta en obra y si disponen de Documento de Idoneidad Técnica, mejor que mejor.

Refuerzo de firmes de carreteras mediante geocompuestos

INTRODUCCION

En este nuevo artículo vamos a hablar de un uso diferente de los geosintéticos de refuerzo; nos salimos del ámbito de trabajar con tierras para pasar al refuerzo de firmes de asfalto.

El principio es muy parecido al que ya hemos visto en otras ocasiones: es decir,  tenemos una sección con unas características mecánicas determinadas y mediante el empleo de un refuerzo geosintético, vamos a mejorarlas.

Existen diferentes geosintéticos para este tipo de aplicaciones, desde una simple geomalla hasta productos más evolucionados tipo geocompuesto, que le dan al refuerzo de la geomalla valores añadidos. Vamos a explicar cómo funcionan estos últimos y cuáles son las aplicaciones, en concreto el que creo que es el sistema que mejor funciona, el geocompuesto Hatelit de Huesker.

DEFINICIÓN

Es un geocompuesto de refuerzo de asfalto con recubrimiento bituminiso, formado por una geomalla biaxial y un geotextil no tejido de muy bajo gramaje.

CÓMO FUNCIONA

La geomalla aporta la resistencia necesaria con la deformación específica del material donde se encuentra confinado, siendo su función estructural, aumentando la resistencia a tracción del firme y asegurando además la distribución de esfuerzos en una superficie mayor.

El riego bituminoso exterior proporciona el aspecto esencial para cualquier geomalla, que no es sino aumentar el rozamiento con las capas de material que la confinan, en este caso el firme asfático y dar adherencia para que la geomalla pueda entrar en tensión, así como proporcionar la resistencia. Se intenta además no crear una capa en medio de la sección de firme para que toda ella trabaje más eficientemente.

Por último, el geotextil no tejido de muy bajo gramaje incorpora una característica que lo hace especial, que es facilitar extraordinariamente la puesta en obra, ya que se pega literalmente al riego de adherencia y hace una labor rápida y limpia en la puesta en obra. Además, se reducen drásticamente las dotaciones del riego necesarias. Este material, al ser tan fino, desaparece con el calor cuando se extiende la capa de asfalto sobre el geocompuesto.

APLICACIONES

El geocompuesto Hatelit se utiliza en refuerzo de firmes degradados en firmes asfáticos, ya sean de carreteras o de aeropuertos en labores de conservación  y aumentar la vida útil respecto de una sección sin reforzar del orden de 3-4 veces.

Se usan en  cuñas de ensanche, fisuras reflejas por agotamiento, por reflejas de juntas de pavimento rígido bajo pavimento flexible, etc.

También se puede conseguir en tramos nuevos una rebaja del espesor de la sección respecto de la equivalente sin reforzar.

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APLICACIÓN COMO SISTEMA ANTI REMONTE DE FISURAS

Es la aplicación más conocida; la de retrasar la reflexión de grietas desde las capas inferiores

hasta la capa de rodadura.

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Las causas de estas grietas reflejas son varias:

– RETRACCIÓN de las capas rígidas inferiores.

– FATIGA por acción térmica (retracción de capas inferiores). Importante en firmes rígidos, debido a la retracción del hormigón.

– FATIGA por la acción del tráfico (cargas repetidas). Al pasar una carga sobre una junta o fisura de una capa inferior, provoca primero un cortante, luego un flector y de nuevo otro cortante.

En resumen, un deterioro de las sucesivas capas del firme que SE REFLEJA EN LA SUPERFICIE.

Cuando se lleva a cabo la rehabilitación de un firme, aparecen grandes tensiones entre la capa antigua y la capa nueva.

Las consecuencias son:

-Introducción de agua por las fisuras

-Introducción de sólidos  (Pérdida de la capacidad portante)

-Confortabilidad, estéticas…    (Incomodidad)

Soluciones:

Podríamos pensar en aumentar el espesor de la capa de refuerzo pero se ha comprobado empíricamente que eso no resulta efectivo: sólo retrasa un poco la aparición de la fisura, pero ésta en poco tiempo surge de nuevo. Así pues ¿por qué no armar el firme como se hace con el hormigón?

El geocompuesto se extiende sobra la capa degradada y se liga mediante un riego bituminoso de adherencia, sobre el geocompuesto se extiende a continuación la nueva capa.

Los ensayos en laboratorio muestran que la carga de rotura de una probeta reforzada es un 50% mayor que una sin reforzar y la deformación en rotura un 65% mayor en la reforzada.

Las tensiones de la grieta refleja quedan absorbidas por la acción conjunta del refuerzo y las capas de firme, rompiendo el ascenso de la misma a la capa de rodadura.

APLICACIÓN COMO REFUERZO Y REDUCCIÓN DE ESPESOR RESPECTO A SECCIÓN EQUIVALENTE.

Otra manera de entrar en la ecuación es al contrario de lo que se ha hecho en el caso anterior, es decir, si el objetivo no es alargar la vida útil de la sección y fijamos esta variable, la resistencia que aporta el geocompuesto tiene como resultado una mejora de las características mecánicas de la sección, es algo parecido a si añadimos otra capa al firme, por lo que podemos reducir el espesor calculado con los métodos tradicionales. La reducción de espesor depende de varias variables, como el tráfico, vida útil condiciones geotécnicas locales etc. Pero podemos hablar que habitualmente la reducción de la sección del firme puede rondar los 3-4 cm., lo que supone  un ahorro muy considerable.

PUESTA EN OBRA

La aplicación es muy sencilla. En primer lugar se limpia y regulariza la superficie sobre la que se va a extender el refuerzo. No es necesario tratar las grietas con anchuras menores a 3mm. Las mayores deben ser limpiadas y selladas mediante un tratamiento bituminoso.

Sobre la superficie regularizada y limpia se aplica un riego de adherencia con una dosis de 0,6kg/m2 de una emulsión catiónica rápida al 70% de betún.

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Se espera a que la emulsión “rompa” que se manifiesta por un cambio de color de marrón a negro y acto seguido se extiende el rollo de geocompuesto.

Ha de extenderse sin arrugas y asegurando que queda totalmente en contacto con la capa inferior. Los solapes recomendados son  de 25cm en el sentido longitudinal y de 15cm en el transversal.

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Los camiones y la extendedora deben avanzar despacio y sin cambios de dirección y velocidad bruscos sobre el geocompuesto hasta que no se extienda la capa de asfalto sobre el.

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El último paso sería el asfaltado, que se realiza con equipos y métodos convencionales.

Cómo mínimo se recomienda se extienda una capa de 4cm de espesor sobre el geocompuesto.

 

Muros de contención de tierras. Introducción.

En el siguiente artículo quiero hablar de una de las aplicaciones más populares del empleo de los geosintéticos de refuerzo, los muros de contención de tierras.

Para ello lo voy a dividir en cuatro entregas, siendo la primera una introducción al asunto para seguir después por muros de bloques, muros verdes finalizar con gaviones reforzados y otros tipos de acabado.
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