Muros Tierra Armada Geotextiles Braja

5/11/2018 Muros Tierra Armada Geotextiles Braja - slidepdf.com

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8.16 Mums de contenci6n con refuerzo geotextil 375

(8.47)

Muros de contenci6n con refuerzo geotextil

La figura 8.29 muestra un muro de contenci6n en el que capas de geotextiles se usa-

ron como refuerzo, Igual que en 1a figura 8.27, el relleno es un suelo granular. En es-

te tipo de muros de contenci6n, 1a Iachada del muro se forma traslapando las hojas

como se muestra can una longitud de traslape de l, . Cuando se termina la construe-

cion, la cara expuesta del muro debe cubrirse; de otra manera, el geotextil se deterio-

rara par exposicion a 1a luz ultravioleta, Una emulsion bituminosa 0 Gunita se rocia

sobre la cara del muro, Tal vez sea necesario anclar una malla de alambre a la facha-

da geotextil para mantener el recubrimiento sobre la fachada del muro.

El disefio de este tipo de muro de contencion es similar al presentado en la sec-

cion 8.14.A continua cion se presenta un procedimiento paso a paso basad.o en las re-

comendaciones de Bell y otros (1975) y Koerner (1990):

Estabilidad interns

1. Determine la distribucion de la presion activa sobre el muro con la formula

donde K; = coeficiente de presion activa de Rankine = tarr' (45 - ¢;/2)Y l = peso especifico del relleno granular

¢i = angulo de friccion del relleno granular



376 Capitulo B Mums de contencion

H

z

~~-+----;----~--- Geotextil

tArena

Sv Y l; < P 1

2i'iiliC=-----ti-s-"--- Geotextil

~=~~"T"'~~"'_---------~ Geotextil

Figura 8.29 Muro de eontencion con refuerzo geotextil

2. Seleccione un tejido geotextil can una .resistencia admisible de eT G (lb/pie a

kN/m).

3. Determine el espaciamiento vertical de las capas para cualquier profundidad z

con la formula

r T o (J'G

S V = = (8.48)r T ~ F S(B) ( 1 '1zK o ) [FS(I I )J

Observe que Ia ecuaci6n (8.48) es similar a 1a ecuaci6n (8.31). La rnagnitud de

FS(ll) es generalmente de 1.3 a 1.5.

4. Determine la longitud de cada capa del geotextil con la f6rmula

donde

y

en donde

L = If + 1 . (8.49)

H - z(8.50)

t, = ( 0 / ' )tan 45 +i

(8.51)

FS{p) = 1.3 a 1.5

¢ F = angulo de friccion en la interfase geotextil-suelo

_ 2,+.1

- 3'f'1



B.16 Muros de contenci6n con reiuerzo qeotexti! 377

Observe que las ecuaciones (8.49), (8.50) Y (8.51) son similares a las ecuaciones

(8 .3 5), (8 .3 7) Y (8 .3 6), respectivamente.

Con base en los resultados publicados, Lahipotesis de que o / F I ¢ 1 " "'" es razo-nable y resulta ser conservadora,

S. Determine la longitud de traslape, [I, de

SvO'~FS(p)[/=----

40'~tao¢'r(8.52)

La longitud minima de traslape debe se r de 1 m (3 pies).

Estabilidad externa

6. Revise los factores de seguridad contra volteo, deslizamiento y falla por capaci-

dad de carga como se describe en la seccion 8.15 (pasos 9,10 y 11).

16

3 6

56

76

96

112

128

144

160

176

1', = 1101b/pie3

< P i = 36°



378 Capitulo 8 Mums de contenci6n



8. 17 Muros de contenci6n con refuerzo de geomallas 379

Muros de contenci6n con refuerzo de geomallas

Las geornallas tarnbien se usan como refuerzo en relleno granular para la construe-

cion de muros de contencion. La figura 8.31 muestra diagramas esquematicos tfpicos

de muros de contencion con refuerzo de geomallas.

(a)

Figura 8.31 Diagramas esquematicos tfpicos de mums de contencion con refuerzo de geo-

mallas: (a) mUTO con geomallas todo alrededor; (b) muro con fachada de gaviones, y (c) mu-

TO can fachada de paneles de concreto (segun la Tensar Corporation, 1986) (continua)



380 Capftulo 8 Muros de contenci6n

Fachada de gaviones

(b)

Panel de

concreto

precolado

Conexi 6n a rt ic ula da

Geomallas

Z ap ata d e n iv ela cio n

Figura 8.31 (Continuaci6n)

(c)

Se dispone de relativamente pocas mediciones de campo de Ia presion lateral

de tierra sabre muros de contencion construidos can refuerzo de. geomallas. La figu-

ra 8.32 muestra una comparaci6n de presiones Iaterales medidas y de diseno (Berg y

otros, 1986) para dos IDurOS de contencion construidos con fachadas de paneles pre-

colados, La figura indica que las presiones de tierra medidas fueron considerable-

mente mas pequefias que las calculadas para el caso activo de Rankine.



8.18 Comenterios generales 381

Presion lateral, lT~(kN/m2}

o iO 20 30 40

--- Mum en Tucson, Arizona, H =4.6 m

---- Muro en Lithonia, Georgia, H =6 ill

2

3

4

Presion active de Rankine

5

Altura del relleno sobre celda de carga (m)

Figura 8.32 Comparaci6n de las presiones Iaterales teorica y medida en muros de conten-

cion reforzados con geomallas (segun Berg y otros, 1986)

Comentarios generales

Muchos avances se estan haciendo en el desarrollo de procedimientos racionales de

disefio de muros de contencion con tierra estabilizada rnecanicamente (MSE). Los

lectores deben consultar: la Transportation Research Circular No. 444 (1995) y la Fe-

deral Highway Administration Publication No. FHWA-SA-96-071 para mayor infor-

macion. Sin embargo, se resumen a continuaci6n unos cuantos de estos avances.

1. La presion activa de Rankine se usa en el disefio de rnuros de contencion MSE

en este capitulo. Sin embargo, el valor apropiado del coeficiente de presion de

tierra par usarse en el disefio, depende del grad a de restriccion que los elementos

de refuerzo imponen al suelo. Si el muro cede considerablemente, Ia presion acti-

va de tierra de Rankine es la apropiada, 10 que noes el caso para todos los tipos

de muros MSE. La figura 8.33 muestra los valores recomendados de disefio parael coeficiente K de presi6n lateral. Observe que

a;' = Ka~ = KYIZ



382 Cspttulo 8 Muros de contenci6n

C oeficien te d ~ la p resio n lateral d e tierra, K I K a

012 3

o

Figura 8.33 Valores recornendados

de disei'io para el coeficiente K de pre"

sion lateral de tierra (segiin el Trans-

portation Research Board, 1995)

H

1 1.5

r-O.3H---+j

T

/1IJiii"1I1

H

2

- -/

H ._ L

I.- - - - - - - >11/ I

2

/

II'0- '11<':, ~ t/1Jiii"Nlt'it/IJiii""It:t/

(a) Refuerzo no extensible (b) Refuerzo extensible

Figura 8.34 Localizacion de la superficie de falla potencial (segun el Transportation

Research Board, 1995)

donde O'i, = = presion lateral de tierra efectiva

O'~=esfuerzo vertical efectivo

Y1 = = peso especifico del relleno granular

En la figura, K; = = tan2 (45 - 1 > 1 1 2 ) , donde 1 > ; es el angulo efectivo de fricci6n del

relleno,2. En. las secciones 8.14 y 8.16, se calculo 1aIongitud efectiva contra zatadura detras

de la superficie de falla de Rankine (par ejemplo, vease la figura 8.25a). Medicio-

nes en campo recientes asi como analisis teoricos muestran que la superficie



Problemas 383

potencial de falla depende del tipo de refuerzo. La figura 8.34a muestra las ubi-

caciones del plano potencial de falla para muros con refuerzo inextensible en el

relleno granular, y la figura 8.34b muestra las ubicaciones para estos mUTOS con re -

fuerzo extensible.

Nuevos desarrollos en el disefio de muros MSE seran incorporados en futuras

ediciones de este texto.

En los problemas 8.1 al 8.7, use 'Yconcreto = 23.58 kN/m3 (150 lb/pie"). En la ecuaci6n

(8.11), use kl = k2 =2 /3 Y Pp = O .

8.1 Para el mura de contenci6n eo voladizo mostrado en Ia figura P8.1, se han dado

los siguientes datos:

Dimensiones del muro: H = 8 m , Xl = = 0.4 m, X2 = 0.6 m ,

X3 = 1 .5 m , X4 = 3.5 m , Xs = 0.96 m ,

D = = 1.75 m, a = 100

Propiedades del suelo: 'Y l = 16.8 kN/m3, c P l = 32° ,Y 2 = 17,6kN/m',

c P 2 = 28°, C 2 = 3 0 kN/m2

Calcule el factor de seguridad can respecto al volteo, deslizamiento y capacidad

de carga,

Figura P8.1



384 Capitulo 8 Muros de contenci6n

8.2 Resuelva el problema 8.1 can los siguientes datos:

Dimensiones del muro: H = 20 pies, Xl = 12 pulg, X2 ='27 pulg, X3 = 4.5 pies,

X4 = 7.5 pies, x5 = 2.75 pies, D = 4 pies, (l' = 5°

Propiedades del suelo: Yl = = 1171b/pie3, ¢ ; _ = 34°, Y2 "" 107 lb/pie ', ¢ 2 = = 18°,

C z = 1 050 Ib/pie''

8.3 Resuelva el problema 8.1 can los siguientes datos:

Dimensiones del muro: H = 5.49 m, Xl :;;;:0.46 m, X2 = 0.58 m, X ) = 0.92 m,

X4 = 1.55 m, Xs = 0.61 m, D = 1.22 m, a = 0°

Propiedades del suelo: Yl = 18.08 kN/m3, fl = 36°, yz = 19.65 kNjm3,

f 2 = = 150, C 2 :=: 4 4 kN/m2

8.4 En la figura P8.4 se muestra un muro de contencion de gravedad. Ca1cule el

factor de seguridad con respecto a volt eo y deslizamiento, dados los siguientes

datos:

Dimensiones del muro: H = 6 m, Xl = 0.6 m, X2 = 2 m, X3 = 2 m, X4 = 0.5 m,

Xs = 0.75 m, Xli = = 0.8 m, D = 1.5 m

Propiedades del suelo: 1'1 = 16.5 kNjm3, ¢~= 32°,1'2 = 18 kN/m3, ¢ 2 = 22°,

C 2 = 40 kN/m2

Use la presion activa de tierra de Rankine en sus calculos,

" " ' "

i'lc{ = 0

< P l

'.': '.'

" '.':F igura PB .4

8.5 Resuelva el problema 8.4, usando la presion activa de Coulomb en su calculo y

can 0 = 2/3¢;.8.6 Coosidere el mum de contenci6n de graved ad mostrado en la figura P8.4.

Calcule el factor de seguridad can respecto a volteo, deslizamiento y capacidad

de carga, can los siguientes datos:



Referencias 385

Dimensiones del muro: H = 15 pies, Xl = 1.5 pies, X2 = 0.8 pie, X3 = 5.25 pies,

X4 = 1.25 pies, Xs = 1.5 pies, X6 = 2.5 pies, D = 4 pies

Propiedades del suelo: Yl = 1211b/pie3, ¢; = 30°, Y2 = 1211b/pie3, ¢2 = 20°,

C2 = 1 000 Ib/pie"

Use la presion activa de Rankine eo su calculo.

8.7 Resuelva el problema 8.6, usando 1a presion activa de Coulomb y 1 5 = 2/3¢; en

sus calculos,

8.8 En la figura 8.25a, use los siguientes parametres:

Muro: H= 8m

Suelo: Y1 = 17 kN/m3 y ¢ ; = 35°Refuerzo: Sv = 1 my SF ! = 1.5 m

Sobrecarga: q = 70 kN/m2, a' = = 1 .5 my b' = 2 m

Calcule el esfuerzo vertical zr; [ecuaciones (8.24), (8.25) Y(8.26)] en z = 2 m,4m,6 m y 8m.

8.9 Para los datos dados en el problema 8.8, calcule la presi6n Iateral o; en z = 2 m,

4 m, 6 m y 8 m. Use las ecuaciones (8.27), (8.28) y (8.29).

8.10 Un muro de contenci6n de tierra reforzada (figura 8.25) va a ser de 10 m de al-

tura. Se dan los siguientes datos:

Relleno: peso especffico, Yl = 16 kN/m3

; angulo de friecion del sueJo, < P i = 34°

Refuerzo: separacion vertical, Sv = 1 m; separacion horizontal, Sfi = 1.25 m;

ancho del refuerzo = 120 mm.j, = 260 MN/m2 ; r p ~ = 25°;

factor de seguridad contra extraccion del tirante = 3;

factor de seguridad contra ruptura del tirante = 3

Determine:a. E1 espesor requerido de los tirantes

b. La longitud requerida maxima de los tirantes

8.11 En el problema 8.10, suponga que los tirantes a todas las profundidades tienen

la longitud determinada en la parte (b). Para el suelo in situ, 4 > 2 = 25°,12 = 15.5

kN/m~ y C 2 = 30 kN/m 2• Calcule el factor de seguridad contra fall a por volteo,

deslizamiento Ycap acid ad de carga,

8.12 Un muro de contenci6n con refuerzo geotextil tiene 6 m de altura. Para el relle-

no granular, Y l = 15.9 kN/m3 Y ¢1 = 30°. Para el material geotextil, lTG = 16

kN /m . Para el disefio del muro, determine Sv, L Y 1 / . Use FS(B) = FS(p) = 1.5.

8.13 Para los valores S v, L Y 1 / determ inados en el problema 8.12, revise la estabilidadde conjunto (es decir, elfactor de seguridad contra volteo, deslizamiento y capa-

cidad de carga) del muro. Para el suelo in situ, Y2 = 16.8 kN/m\ ¢2 = 20°, c2 =55 kN/m2.

Bell, J. R, Stilley,A. N.yVandre, B. (1975). "Fabric Retaining Earth Walls", Proceedings, Thir·

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