Vctor Snchez Moya PH.D. INGENIERO CONSULTOR

Mario Mamani Len INGENIERO CIVIL

TIERRA ARMADA

INTRODUCCION

La tierra armada es una estructura de gravedad que consiste en capasalternas de relleno granular y elementos de reforzamiento conectados aelementos prefabricados modulares (placas) que conforman elparamento del muro de retencin.

Se obtiene as un material compuesto de gran resistencia y estabilidad,merced a la friccin que se crea entre el material de relleno y loselementos de reforzamiento

TIERRA ARMADA

TIERRA ARMADA

VISTA ESQUEMATICA DE LA TIERRA ARMADA

Muro de Tierra Armada

Tierra Armada

Muro con Anclajes

COMPARACION DE DEFORMACION ENTRE MURO CON TIERRA ARMADA Y MURO CON ANCLAJE

La construccion de este tipo de estructuras es secuencial desde la base hacia arriba en capas alternadas de relleno compactado y elementos de reforzamiento.

El espesor de las capas y el tipo de reforzamiento a ser usado depende de la naturaleza del relleno, del refuerzo y el tamao y geometria de la estructura.

La Tierra Armada puede ser aplicada a muchas situaciones tal como se ilustra a continuacion

CONSTRUCCION Y APLICACION DE ESTRUCTURAS DE TIERRA ARMADA

EJEMPLOS DE APLICACION DE LA TIERRA ARMADA (i)

Tierra Armada

Tipica Muro Escalonado

Tierra Armada

Muro Trapezoidal

Tierra Armada

Muro de Altura

Tierra Armada

Calzada

Tierra Armada

Muro de Altura

Parapeto

Presa

Tierra Armada

ParapetoCalzada

Tierra Armada

Ladera Infinita

Muro Ambiental

Tierra Armada Tierra Armada Tierra Armada

Muro Espalda con Espalda

Muro Embebido

Tierra Armada

Tierra Armada

Muros Enlazados

EJEMPLOS DE APLICACION DE LA TIERRA ARMADA (ii)

Estribo de Tierra Armada

Tierra Armada

Estribo Mixto

Tierra ArmadaPilar

PuentePuente

Apoyo

EJEMPLOS DE APLICACION DE LA TIERRA ARMADA (iii)

TIPOS DE ESTRUCTURAS CON LA TIERRA ARMADA

- Muros de Contencin

- Estribos

- Terraplenes

- Ensanchamiento con pendiente

- Banqueta de Tierra Armada

- Tierra Tipo Anclado

- Reforzamiento basal

Tierra Armada

Muro de Contencion Estribo

Tierra Armada

Terraplen

Tierra Armada

Ensanchamiento en Pendiente

Tierra Armada

ESTRUCTURAS DE TIERRA ARMADA (i)

Tierra Armada

Banqueta de Tierra Armada Clavado de Suelos

Tierra Armada

Tierra Armada

Reforzamiento Basal

Reforzamiento Basal

Tierra Armada

ESTRUCTURAS DE TIERRA ARMADA (ii)

MODO DE OPERACIN DE UN MURO DE TIERRA ARMADA

Los elementos de reforzamiento proveen a la estructura una componente de Fuerza a Tension. Como la altura del muro se incrementa, la presion de carga y los esfuerzos de corte dentro de la masa del suelo se incrementan. Esta es una tendencia para que la cara del muro se desplace hacia fuera, la cual incrementa a medida que la altura del muro incrementa.

El movimiento del suelo hacia fuera es resistido por los elementos de reforzamiento los cuales entran en tension, desarrollando fuerzas de friccion a lo largo de estas. La capacidad de resistencia a la adherencia a lo largo de estos elementos incrementa como la carga y por lo tanto la fuerza normal que actuan en estas, aumentan.

Mtodos Permisibles basados en el Anlisis Lmite

Estado Lmite Ultimo: El mecanismo de colapso se forma en el terreno o la estructura de retencin

Estado Lmite de Servicio: Movimientos de la estructura retenida que afecta la apariencia su uso eficiente

Factores de seguridad aplicados a los parmetros del suelo, cargas, etc.

COMO DISEAR ESTRUCTURAS DE TIERRA ARMADA?

LOS ESTADOS LIMITE PUEDEN SER DEFINIDOS EN TERMINOS DE MODOS LIMITE

Modos Limite de Estabilidad Externa:a) Falla por Deslizamiento de la Estructura y Deslizamiento Externob) Falla por Volteo, Capacidad de Carga y Asentamiento de la Estructura

Modos Limite de Estabilidad Interna:

c) Falla a Tensin de la Armadurad) Falla por Adherencia en la Interface Suelo-Armadurae) Falla por Estabilidad de la Cua Activa

Modo Limite de Serviciabilidadf) Deformaciones

Otros modos a considerar podria resultar de efectos 3D, Carga Sismica e Inundaciones.

TIPOS DE FALLA POR ESTABILIDAD EXTERNA

Tierra Armada

Deslizamiento

Volteo

Tierra Armada

Capacidad de Carga

Tierra Armada

Tierra Armada

Deslizamiento Externo

Asentamiento

Tierra Armada

Presin Real Impuesta

Tierra ArmadaH

Idealizacin de la Presin

Tierra ArmadaH

BL

H

Rve

2e

v=Rv B

v= Rv L-2e

(Distribucin de Meyerhof)(Distribucion Probable)

H

(Distribucin Trapezoidal)Caso Particular L > H

Rv

L>H

Tierra Armada

H/4

FALLA POR CAPACIDAD DE CARGA

DISTRIBUCION DE PRESIONES A LO LARGO DE LA BASE DEL MURO

Superficie de Deslizamiento

Tierra Armada

Fuera de la Estructura(LH)

Tierra Armada

FALLA POR DESLIZAMIENTO EXTERNO

CHEQUEO DE LAS POTENCIALES SUPERFICIES DE DESLIZAMIENTO FUERA Y ATRAVEZ DE LA TIERRA

ARMADA

ESTABILIDAD INTERNA

Dos Mtodos de Anlisis se han desarrollado, de acuerdo al tipo de reforzamiento usado

Cuando reforzamientos extensibles son usados, la presion activa de tierra puede asumirse que actua en el muro y es analizada con el mtodo de la Cua Crtica (Tie-back wedge method)

Cuando reforzamientos inextensibles son usados, la presion lateral en la superficie del muro, puede ser aproximado por Ko, y los muros son diseados usando el mtodo de Gravedad (Coherent gravity method)

METODO DE LA CUA CRITICA (Tie-back wedge method)

CONSIDERACIONES PARA ESTABILIDAD INTERNA DE LA CUA

FL

H

SL

Ws

Peso Propio

T

N

F

a) Fuerzas a ser consideradasF = Fuerzas cohesivas

T = Fuerza a Tensin Total

a

b

c

d

Varios Planos Potencialesde Falla

no se intersectan con el area Planos Potenciales de Falla,

resistido por los elementosN = Reaccin Normal

b) Varios Planos Potenciales

y friccionantes

de Falla

de contacto efectiva

H 1h 23

4

SLFL

Ws

11

'

SL

FL

W1

T1

2

FL

SL

2

W2

T2

'R1 R2

3

FL

SL

W3

T3

4

W4

T4

FL

SL

4'R

3

R4

'

T1W1

SLFL SL

FL

W2

T2

3

SLFL

W3

T3

R1 R

2 R3

T4

W4

FLSL

R4

T Maximo Valor de T

Angulo del Plano Potencial de Falla

F

u

e

r

z

a

T

o

t

a

l

d

e

T

e

n

s

i

n

T

1

T

2

T

3

T

4

METODO DE LA CUA CRITICA

ANALISIS DE ESTABILIDAD INTERNA DE LA CUA

METODO DE GRAVEDAD (Coherent gravity method)

Este mtodo esta basado en el monitoreo del comportamiento de estructuras de reforzamiento inextensible y ha sido desarrollado sobre aos de observacin de gran cantidad de estructuras y corroboradas por anlisis terico

Se considera para el diseo, el estado lmite ltimo y para el chequeo el estado lmite de servicio.

dldT

b.

21

LINEA DE MAXIMA TENSION

Mtodo de Gravedad

Armadura de alta adherencia

eob

H

Suelo de FundacionL

ActivaZona

0.3H

ResistenteZona

TmTo

Linea

deTm

ax

CONCLUSIONES

-El mtodo de Tierra Armada ha sido usado por varias decadas y esta convirtiendose popular debido a su versatilidad y a los beneficios econmicos que pueden ser obtenidos comparndolos con otros mtodos de construccin

- El comportamiento de las estructuras de Tierra Armada es complejo, pero existen muchos cdigos y documentos que proporcionan una guia de analisis y diseo.

-El anlisis y diseo son generalmente basados en mtodos semiempricos que han sido desarrollados en las pasadas dos dcadas, estos estn basados en muchos aos de experiencia, observaciones y pruebas de investigacin (particularmente en el mtodo de la Cua Crtica)

DETALLES DE CONSTRUCCION CON TIERRA ARMADA

Vctor Snchez Moya PH.D. INGENIERO CONSULTOR

Mario Mamani Len INGENIERO CIVIL

TIERRA ARMADADETALLES

173

150 75

37,5

37,5

90

23127 23

75

Placa TpicaDetalle Unin

Placa-Suelo-Armadura

TIERRA ARMADA

PROCESO CONSTRUCTIVO

TIERRA ARMADA