Rellenos en Trasdoses de estructuras de contención
Las siguientes estructuras de contención de terrenos son las más adecuadas para utilizar Arlita®:
- Muros de contención
- Muros pantalla y tablestacas
- Estribos de puentes
- Muros de Tierra Armada
Esta arcilla expandida combina dos factores que lo hacen muy interesante como material de relleno de trasdós de muros de contención de gran altura: su ligereza y su elevado ángulo de rozamiento interno.
Ventajas de implementar Arlita® para el relleno en trasdós de estructuras de contención:
- Reduce el empuje cerca de un 70% del terreno sobre el trasdós del muro.
- Incrementa la seguridad ante vuelco y deslizamiento en muros de gravedad.
- Permite secciones de muro más esbeltas.
- Reduce la longitud de cimentación del muro.
- Garantiza un drenaje continuo (40% aprox. de huecos, una vez compactado K>10-3 m/s).
- Material bombeable, en caso de dificultades de acceso al tajo.
- En el caso de laderas inestables, los rellenos con Arlita® actúan como amortiguadores de la presión ejercida por el terreno.
- En estribos de puentes, la utilización de Arlita® reduce el riesgo de asientos en la transición de estructura-relleno (Ver obra de la ejecución de estribos para puente en el nuevo acceso al Puerto de Bilbao).
Utilización de Arlita® para el relleno en trasdós de muros pantalla y tablestacas
Los muros pantallas o de tablestacas son estructuras prefabricadas que se utilizan para sostener excavaciones provisionales y/o definitivas impidiendo que el terreno retroceda dentro de la excavación. En algunos casos específicos, como en la realización de estructuras de contención portuarias, islas artificiales, el terreno que transmite el empuje desestabilizador se deposita artificialmente.
El proyecto de un muro pantalla radica en el cálculo de los empujes que tienden a que el muro gire alrededor de un punto hipotético de rotación instantánea.
Al reducir el empuje desestabilizador (empuje activo) se podrá, sin variar todas las demás magnitudes, disminuir la profundidad de hundimiento y, por lo tanto, la porción de suelo que realiza el contra-empuje (empuje pasivo), permitiendo de esa forma que el proyectista pueda diseñar muros más cortos.
El uso de Arlita® como material de relleno, puede evitar en algunos casos la ejecución de anclajes para asegurar la estabilidad de la pantalla.
Empujes de tierras, un aspecto fundamental a la hora de realizar rellenos en trasdós
Cuando se realizan diseños de estructuras sometidas al empuje de tierras es importante tener en cuenta el movimiento relativo de la estructura.
Existen tres aspectos relevantes en el cálculo del empuje de tierras, dependiendo del tipo de estructura y del movimiento:
- Empuje de tierras en reposo, s0: Los edificios, así como otras estructuras de gran tamaño, que tienen un movimiento relativo nulo, están expuestos a un empuje de tierras en reposo.
- Empuje de tierras activo, sA: Cuando encontramos un muro de contención separándose del suelo circundante se produce una reducción en el empuje de tierras que soporta el muro, y se define como empuje de tierras activo.
- Empuje de tierras pasivo, sP: Cuando encontramos un muro de contención desplazándose hacia el suelo circundante se produce un incremento en el empuje de tierras, y se define como empuje de tierras pasivo.
Los coeficientes de empuje de tierras dependen de la rugosidad, r, y el ángulo de fricción en movimiento, tan r.
¿Qué efectos tiene el uso del árido ligero Arlita® sobre los empujes que generan los rellenos en las estructuras de contención?
Empuje de tierras contra un muro de cimentación:
La siguiente figura muestra el empuje de tierras ejercido contra un muro pantalla, con y sin relleno de Arlita®. Se puede ver claramente la reducción considerable que existe en el empuje que soporta la pared cuando se emplea Arlita®. Esta reducción minimiza la presencia de fisuras potenciales, e incluso en el peor de los casos, el colapso total del muro.
Empuje de tierras contra un muro de contención convencional:
Como se puede ver en la figura, el uso de Arlita® acarrea una reducción considerable del empuje de tierras en comparación con un relleno de material convencional. Esto permite la construcción de una estructura más delgada y con un coste más económico.
Empuje de tierras contra un muro de contención segmentado:
La figura B muestra el empuje de tierras contra un muro de contención segmentado con las mismas condiciones de material de relleno. El muro de contención segmentado reacciona, sin embargo, de forma distinta cuando se somete a esfuerzos. Este colapsa en secciones más reducidas debido a su estructura segmentada. La combinación de Arlita® con el refuerzo del suelo proporciona una buena solución para un relleno ligero. Esta combinación permite construir estructuras de mayor altura conservando siempre una capacidad suficiente.
Empuje de tierras contra estribos y pilotes de puentes:
La siguiente figura muestra el empuje de tierras contra estribos y pilotes de puentes sobre los cuales se asientan los pilares, tanto empleando material de relleno convencional como Arlita®. Se observa que la reducción del empuje obtenida gracias al uso de relleno de Arlita® beneficia a los pilotes, ya que se reduce la posibilidad de que se produzcan pandeos sobre los mismos. Esto permite el uso de pilotes de menores dimensiones, reduciendo por tanto su coste.
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