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En el siguiente artículo se estudiarán aspectos como los orígenes de la tierra armada, los tipos de láminas horizontales, el cálculo de la estabilidad externa e interna, referencias destacadas como el Apunte de estructuras de contención en suelo reforzado, del Ingeniero Diego M. Skok, de la Universidad Nacional de La Plata, el Manual para el proyecto y ejecución de estructuras de suelo reforzado y la tesina de Alex Galindo Mondragón titulada Actualidad del diseño de muros de suelo reforzado: análisis comparativo entre la FHWA NHI-10-024, BS-8006 Y EBGEO 2010, temas contenidos en el Máster Internacional en Cimentaciones y Estructuras de Contención.
El terreno es un material que resiste relativamente bien a compresión, pero mal a cortante y tracción. Si reforzamos esta resistencia a corte, podemos mejorar su comportamiento. Esta es la base de las contenciones de tierra armada o suelo reforzado: se construye un relleno de material granular en el que se colocan láminas horizontales de un material resistente a tracción que evita la rotura por corte.
Las láminas geotextiles son tejidos no biodegradables, generalmente hechos con polímeros derivados del petróleo: poliéster, polietileno y polipropileno.
Las geomallas son materiales poliméricos de módulo alto, como el polipropileno y el polietileno, y se elaboran mediante el proceso de extrusión.
Los geocompuestos están formados por la combinación de dos o más materiales.
Tal vez las tiras metálicas sean las más habituales, formando los típicos muros de escamas que vemos por muchas carreteras.
Pulsando sobre la imagen accedemos al blog MurosTEM, dónde podemos ver muchas fotografías de muros construidos con esta tipología.
El cálculo de la estabilidad externa es igual que en cualquier otro muro de gravedad, considerando como un conjunto todo el muro de tierra armada: hay que comprobar la estabilidad a vuelco y deslizamiento, así como el hundimiento en el terreno.
El cálculo de la estabilidad interna consiste en verificar la rotura y el arrancamiento de los tirantes.
Para verificar la rotura, se calcula la presión horizontal en cada tramo (presión vertical por coeficiente de empuje activo) y se multiplica por el área aferente de cada tirante. De este modo tenemos la tracción en cada tirante, que comparamos con la resistencia del mismo, es decir, el producto de su área por la resistencia a fluencia del acero.
Para verificar el arrancamiento, se comprueba que la tracción calculada anteriormente es menor (con un factor de seguridad) que la resistencia por rozamiento en la parte que queda fuera de la cuña de rotura
Por ejemplo, supongamos un muro de 6 m de altura con un relleno arenoso de peso específico 18 kN/m³ y ángulo de fricción/rozamiento efectivo 30º. Disponemos de tirantes de acero con límite de fluencia 240 MPa, de 80 mm de ancho y 6 mm de espesor (aunque consideramos una tasa de corrosión de 0,025 mm/año durante 50 años). El ángulo de rozamiento entre el suelo y el tirante es de 20º.
Para facilitar el cálculo y mostrarlo más ordenadamente hemos usado una hoja de cálculo.
Si queremos profundizar en la teoría, un documento magistral es este Apunte de estructuras de contención en suelo reforzado, del Ingeniero Diego M. Skok, de la Universidad Nacional de La Plata.
Otra referencia interesante, aunque algo antigua, es el Manual para el proyecto y ejecución de estructuras de suelo reforzado, editado por el Ministerio de Obras Públicas y Urbanismo de España en 1989
Más actual es esta completísima tesina de Alex Galindo Mondragón titulada Actualidad del diseño de muros de suelo reforzado: análisis comparativo entre la FHWA NHI-10-024, BS-8006 Y EBGEO 2010.
Jose Carlos Coya
