Resumen - El presente artículo tiene por objetivo, dar a conocer el análisis y sistema constructivo que se empleó en la estabilización de taludes mediante suelo reforzado con geomallas. El proyecto se encuentra en el Km 84+800 próximo al puente Paracti en la Ruta N° 7 de la Red Fundamental, carretera que vincula la ciudad de Cochabamba con Santa Cruz. La obra fue importante para evitar el desplazamiento de la plataforma de la carretera que se encuentra en la corona del talud, de manera de no producir daños socio - económicos, dada la importancia de esta vía.

INTRODUCCIÓN

Fue planteada la necesidad de estabilización de taludes en el Km 84+800 próximo al puente Paracti en la Ruta N° 7 de la carretera de la Red Fundamental que vincula la ciudad de Cochabamba con Santa Cruz. Fueron realizados estudios de topografía, de los suelos existentes, y se hizo una evaluación del drenaje superficial y profundo. Los estudios de suelos, sirvieron para conocer las propiedades de índice y con el drenaje se proyectaron las distintas obras menores. Así mismo se realizaron estudios de retroanálisis de estabilidad de taludes en secciones transversales del talud, para obtener los parámetros resistentes de los distintos estratos, luego se analizó la estabilidad del talud con las geomallas, finalmente se procedió al proyecto constructivo para ejecutar la obra.

Figura 1: Zona donde se estabilizo el Talud mediante suelo
reforzado con geomallas.

 

ESTUDIO DE SUELOS

El estudio del suelo sirvió para conocer que el talud estaba constituido por dos materiales, el primero es un coluvio y el segundo es una roca pizarrosa (Lutitas). Debido a las elevadas precipitaciones el primer estrato sufrió un desplazamiento, lo que produjo que sus propiedades cambiaran con respecto al estado natural, y la roca pizarrosa al estar al nivel del lecho del río a gran profundidad no es un material que comprometía la estabilidad del talud. Sobre la base del retroanálisis de Estabilidad de Taludes, fueron obtenidos los parámetros de resistencia del suelo, los cuales fueron sujetos a un análisis de sensibilidad, con ello llegamos a definir los valores de la cohesión y ángulo de fricción del suelo coluvial, para luego realizar el análisis del talud con y sin las geomallas. Además de actuar el peso propio del material, se consideró en efecto sísmico. Los datos que se adoptaron se muestran en la Tabla 1.

Tabla 1: Propiedades de los Suelos.

 

Debido a la geometría del talud y al perfil de la carretera en el tramo considerado, se vio por conveniente la conformación de un talud de altura variable desde 11.00 hasta 7.00 metros en una longitud de 100 metros. La configuración general que proporciona los mejores resultados en términos de seguridad, cantidad y tipo de material se muestra en la Figura 2.

Figura 2: Geometría del Talud Reforzado.

El estudio de la estabilidad del talud con las geomallas, fue realizado con el apoyo de la Compañía TENSAR al ser los proveedores de dicho material, ellos emplean un programa especialmente diseñado para el análisis de estabilidad de taludes con geomallas. El programa se basa en el método de Bishop y cuenta con algunas modificaciones para analizar el efecto de las geomallas como refuerzo de tracción. En la Figura 3 se observa el resultado.

LOS GEOSINTÉTICOS

Los geosintéticos son materiales sintéticos para la aplicación en obras de ingeniería civil, particularmente en geotecnia y de protección ambiental. Los geosintéticos comprenden un conjunto de materiales poliméricos con características y funciones diferenciadas. Los polímeros mas comúnmente utilizados en la confección de éstos materiales son el polipropileno, polietileno y el poliéster, los principales geosinteticos disponibles se muestran en la Tabla 2.

Figura 3: Análisis Estático de Estabilidad del Talud.

Tabla 2: Tipos de Geosintéticos.

PROPIEDADES RELEVANTES DE LOS GEOSINTÉTICOS

Los requisitos básicos considerados en la elección de un determinado geosintético, para ser utilizado como elemento de refuerzo en una obra geotécnica, son los siguientes:

· Resistencia y rigidez a tracción compatible.
· Comportamiento y fluencia compatible.
· Resistencia y esfuerzos de instalaciones compatible.
· Interacción entresuelo y refuerzo.
· Durabilidad compatible con la vida útil de la obra.

COMPORTAMIENTO DE LA GEOMALLA

El comportamiento de una geomalla se analiza, considerando un elemento rectangular del suelo como una parte de una infinita masa de suelo. Sobre el se aplica una presión vertical sv. El elemento se deforma y sobre él, se generan una presión horizontal debido a la reacción del suelo adyacente (recordar el efecto del modulo de Poisson) y por tanto el elemento sufre una deformación eh (Figura 4). Ahora si dentro del elemento se introduce una geomalla, se produciría una tracción en la geomalla debido al efecto anterior, y por tanto, ello genera una presión horizontal sh que contribuyen a reducir las deformaciones horizontales. Se concluye que un suelo reforzado soportará mayores presiones verticales que un suelo sin refuerzo para las mismas deformaciones, Figura 5.

Figura 4: Elemento de Suelo sin Refuerzo.

Figura 5: Elemento de Suelo con Refuerzo.

GEOMALLAS EMPLEADAS EN OBRA

Las geomallas que se emplearon en los suelos reforzados fueron Geomalla Biaxial y Uniaxial, además de la manta para control de erosión y para revegetar el talud.

La geomalla estructural estaba formada por una estructura de malla integral manufacturada de polipropileno, resistente a tensiones y con un peso y características moleculares que le imparten:

• Alta resistencia a la pérdida de capacidad de carga o integridad estructural cuando se somete a tensiones mecánicas de instalación;
• Alta resistencia a la deformación cuando se somete a carga aplicada en servicio;
• Alta resistencia a la pérdida de capacidad de carga o integridad estructural cuando se somete a tensiones ambientales a largo plazo.

La geomanta se compone de 100% de fibra de coco encerrada dentro de redes pesadas de polipropileno estabilizadas contra la acción UV. La resistencia y durabilidad de las redes extra fuertes así como la fibra de coco permiten que la geomanta ofrezca un control de erosión superior en taludes 1:1 y mayores.

Los resultados del análisis y detalles del refuerzo se muestran a continuación. El recubrimiento o acabado de la superficie del talud reforzado se realizará mediante un "wrap around", el cual posibilitará la revegetación del talud. La figura 6 muestra el detalle típico para cada capa compactada.

Figura 6: Detalle Típico del Wrap Around y Refuerzo Primario.

MÉTODO CONSTRUCTIVO

La geomalla se colocó sobre el relleno compactado según muestra la Figura 6, entonces están entre capas de 50 centímetros que son las elevaciones determinadas en el diseño. En la construcción fue tomada atención a los siguientes aspectos:

• Material de relleno
• Colocación de la Geomalla
• Traslape de la geomalla
• Protección de la cara del Talud
• Drenaje

El material de apoyo para las geomallas, tenía que traerse de las proximidades de la obra y para conocer sus características se realizaron ensayo en laboratorio, obtenido los resultados que muestran la Tabla 3.

Tabla 3: Resultado de las características del material de
apoyo para las geomallas.

Las especificaciones consideran colocar el material compactado a una densidad mínima de 92% del ensayo T-180 (Proctor Modificado) o 95% del ensayo T - 99 (Proctor Estándar). El espesor de la masa de suelo a compactar se recomienda en un mínimo de 15 cm y como máximo 25 cm. Se tomó la precaución para controlar el extendido del suelo a compactar y evitar el daño a la geomalla durante la compactación con él vibro compactador. Como muestra la Figura 7.

Figura 7: Compactación del Suelo por encima de la Geomalla.

a) La colocación de la geomalla en sentido paralelo al muro, fue ejecutada en un ancho de 1,5 metros, posteriormente fueron colocadas tiras perpendiculares con una separación de 1.0 metros, como se observa en la figura 8 y 9. Las geomallas colocadas perpendiculares a las anteriores son las mallas primarias y éstas van hasta el talud del suelo natural, como se observa en la Figura 9.

b) El traslape es necesario en la dirección del esfuerzo de tracción. En la mayoría de los casos es suficiente un traslape de 1.20 metros como máximo, y el traslape mínimo de 0.5 metros. En éste caso para dar un margen de seguridad se dio 1.5 metros, como se observa en la Figura 9.

c) La protección de la cara del talud, fundamentalmente es contra la erosión, y con ello fue mantenida la pendiente del talud, para ello fueron empleadas mantas de coco. Las cuales además de proteger la erosión, revegetan el talud.

d) El drenaje, que se ejecutó en el trasdos del relleno, fue realizado colocando material granular dentro de una manta geotextil y en la parte inferior un tubo de PVC para eliminar el agua, por los lados del talud. Se puede observar ello en la Figura 7.

Figura 8: Colocación de la geomalla paralelo al talud.

Figura 9: Colación de Geomallas Principales y manta de coco.

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

1 - La aplicación de este tipo de material (geomallas) en nuestro país, debe ser mas frecuente y conocida, frente al método tradicional.
2 - El método de análisis es similar al tradicional para el cálculo de estabilidad de taludes, sin embargo en la modelación con la geomalla, se puede aplicar distintos programas, no siempre el de los proveedores de la geomalla.
3- Es necesario tomar muy en cuenta el comportamiento de los rellenos reforzados y el control del drenaje.
4 - La estabilización de un talud con un suelo reforzado con geomallas fue la solución más efectiva frente a la ejecución de muros tradicionales.
5 - Las geomallas son materiales que no afectan al medio ambiente, mas bien son muy favorables.
6 - Llegamos al objetivo de estabilizar la obra con un suelo reforzado, en combinación con un buen drenaje del relleno y talud superior

BIBLIOGRAFÍA

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