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• Michaeel Paredes

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1. ANTECEDENTES

Obras de Contención...

Definición: Hay varios tipos de estructuras de contención. Las más comunes son aquellas que pueden añadir a su composición, peso propio para soportar el empuje activo y la capacidad para absorber posibles tensiones de tracción que surgen de, por ejemplo, pequeñas deformaciones en el suelo de fundación.

Conceptualización...

Diagrama simplificado de cuerpo rígido

Peso Empuje

Fundación

Conceptualización... Fisura interna ya que no resiste las tensiones de tracción debido a la deformación en la base

Empuje

Solución propuesta...

MURO DE CONTENCIÓN EN GAVIONES QUE SON LOS GAVIONES?

Origen de la palabra...

Definición de la palabra gavión: La palabra viene del italiano gabbione, aumentativo de gabbia, que significa jaula.

Recuerdan la definición...

Piedras de grandes dimensiones representan peso

PESO

Empuje

Sin embargo, es difícil el manejo y falta encapsulamiento para resistir cualquier carga de tracción...

Recuerdan la definición...

Jaulas metálicas resistentes a la tracción

Empuje

Uso de piedras de cantera, que facilitan el manejo y añadir las jaulas metálicas para resistir a los esfuerzos de tracción sobre el muro.

Tipos de Gaviones

Gavión caja

1. ANTECEDENTES

Gavión caja

Tipos de Gaviones

1. ANTECEDENTES

Gavión caja

Tipos de Gaviones

HISTÓRIA DE PRUEBAS:

Históricamente Maccaferri, con su programa de I&D mundial, evalúa la resistencia de los elementos gaviones.

Prueba de compresión en los gaviones - Universidad de Bologna - italia – anõs 80

HISTÓRIA DE PRUEBAS:

HISTÓRIA DE PRUEBAS:

Prueba para determinación del comportamiento de los gaviones – Instituto de Técnica y Construcciones - Universidad de Bologna - italia – anõs 80

HISTÓRIA DE PRUEBAS: se observó que las estructuras, mismo con fallas de diseño o ejecutivas, tenían estabilidad debido a una resistencia intrínseca y no tomada en cuenta en los análisis de estabilidad

HISTÓRIA DE PRUEBAS: En Brasil y Itália se inició fuertes trabajos de investigación del comportamiento de la malla DT de los gaviones, para determinar cual su relevancia en la estabilidad de los elementos sometidos a cargas verticales:

Prueba de Compresión Simples en el elemento Gavión – UNICAMP – 2013 – Análisis numéricas por PLAXYS – Depto. Técnico – Maccaferri do Brasil - 2013

PRUEBA DE COMPRESIÓN EN GAVIÓN DE MALLA MACCAFERRI HECHO EN Universidad de Campinas - UNICAMP Loading head Rubber pad Upper gabion 0.5 m

Dial gauge

Dial gauge

Lower gabion

1.0 m Dial gauge

Dial gauge

Rubber pad Base

1.0 m

500.00

450.00

400.00

Tensión vertical [kPa]

350.00

300.00

43kN/m

250.00

34kN/m 53kN/m

200.00

150.00

100.00

50.00

0.00 0.00

0.01

0.02

0.03

0.04

Deformación vertical

0.05

0.06

0.07

Modelo numérico – MEF sin restricciones laterales, sin carga y sin cohesión efectiva

En un modelo teórico del gavión considerando que no existe malla alrededor de la caja es posible notar una instabilidad y ruptura natural del elemento modelado.

Modelo numérico – MEF sin restricciones laterales, con carga última de 400kPa y con cohesión efectiva

En ese mismo modelo, se nota la necesidad de una alta cohesión para garantizar que se alcance cargas verticales más allá de los 400kPa. Desplazamiento máximo 10cm.

Modelo numérico – MEF sin restricciones laterales, con carga última de 400kPa y con cohesión efectiva

Modelo numérico – MEF sin restricciones laterales Datos considerados: GAVIÓN Mohr-Coulomb Material – drenado Peso específico – 17kN/m³ Ángulo de fricción – 40º Cohesión – 98 kPa Módulo de Young – 5000kPa Poisson – 0,30

CARGA Carga distribuida – 400 kN/m²

TIPOS DE ANÁLISES DE ESTABILIDAD

Puntos de plastificación del suelo (en rojo)

Análisis de estabilidad interna (Método de cálculo: Rígido) FS = 1.109

Leyenda ATERRO FUNDACAO GABIAO

28 20KN/M

24

20

16

[m]

12

2000 Macstars Maccaferri

16

20

24

Nombre del proyecto:

Stability Analysis of Reinforced Slopes

Fecha:18/05/2014 Carpeta:

Sección Transversal: Archivo: MURO_GSC_COM MALHA

28

32

36

Análisis de estabilidad interna (Método de cálculo: Rígido) FS = 0.849

Leyenda ATERRO FUNDACAO GABIAO

28 20KN/M

24

20

16

[m]

12

Macstars 2000 Maccaferri

16

20

24

Nombre del proyecto:

Stability Analysis of Reinforced Slopes

Fecha:18/05/2014 Carpeta:

Sección Transversal: Archivo: MURO_GSC_COM MALHA

28

32

36

Análisis de estabilidad de la superfície (Método de cálculo: Rígido) FS = 2.687

ATERRO FUNDACAO GABIAO

28 20KN/M

24

20

16

[m]

Leyenda

12

2000 Macstars Maccaferri

16

20

24

Nombre del proyecto:

Stability Analysis of Reinforced Slopes

Fecha:18/05/2014 Carpeta:

Sección Transversal: Archivo: MURO_GSC_SEM MALHA

28

32

36

Análisis de estabilidad de la superfície (Método de cálculo: Rígido) FS = 11.595

Leyenda ATERRO FUNDACAO GABIAO

28 20KN/M

24

20

16

[m]

12

2000 Macstars Maccaferri

16

20

24

Nombre del proyecto:

Stability Analysis of Reinforced Slopes

Fecha:18/05/2014 Carpeta:

Sección Transversal: Archivo: MURO_GSC_SEM MALHA

28

32

36

Análisis de estabilidad interna (Método de cálculo: Rígido) FS = 0.503

Leyenda FUNDACIÓN GAVION RELLENO

28

PUENTE 20KN/M

24

20

16

[m]

12

Macstars 2000 Maccaferri

16

20

24

Nombre del proyecto:

Stability Analysis of Reinforced Slopes

Fecha:14/05/2014

Sección Transversal:

28

32

36

Análisis de estabilidad interna (Método de cálculo: Rígido) FS = 2.162

Leyenda FUNDACIÓN GAVION RELLENO

28

PUENTE 20KN/M

24

20

16

[m]

12

Macstars 2000 Maccaferri

16

20

24

Nombre del proyecto:

Stability Analysis of Reinforced Slopes

Fecha:14/05/2014

Sección Transversal:

28

32

36

La técnica de suelo reforzado consiste en la introducción de elementos resistentes a la tracción, convenientemente orientados, que aumentan la resistencia y disminuye la deformabilidad del suelo compactado. En este método, conocido como refuerzo de suelos, el comportamiento global del suelo es mejorado a través de la transferencia de tensiones para los elementos resistentes.

En general, son hechos de polímeros que garantizan su función de refuerzo. Lo más ampliamente utilizado es el poliéster presentando un comportamiento más armónico de tensión/deformación cuando en combinación con el suelo.



1

 3

3

1

3

1



1





1 Restricciones de las deformaciones por la presencia del elemento de refuerzo.

3 3R Δ3

1 1R



Refuerzo

Refuerzo

Refuerzo

Los procesos utilizados en proyectos a menudo involucran varios intentos de geometría en función de los parámetros propuestos. Un criterio de falla o rotura es una metodología utilizada para determinar cuándo fallará un determinado tipo de material.

La falla ocurre en los planos donde la relación entre la tensión de corte y la tensión normal alcanza un valor crítico. Esos planos son denominados de planos de ruptura o falla y ocurren en inclinaciones que dependen de los parámetros de resistencia del suelo.

Caso practico... Perfil natural de terreno

Ángulo de “talud natural”

Caso practico... Expectativa de corte de proyecto

Caso practico... Nuevo perfil de terreno

ESTABLE Ángulo de “talud natural”

Ángulo de “Corte” de proyecto

Caso practico... A que se debe esa condición de estabilidad

Al estado tensional del suelo ...que al se modificar el estado tensional del suelo se producen deformaciones que pueden originar su RUPTURA.

Criterio de ruptura de suelos El criterio de ruptura de suelos más conocido deriva de la propuesta de Coulomb, donde se relaciona tensiones normales y tensiones tangenciales actuando en cualquier plan dentro de suelo.

 = c +   tan 

67

Criterio de ruptura de suelos

Envolvente de ruptura

Concluyendo... ¿CUALES SON LOS PARÁMETROS NECESARIOS PARA UN ESTUDIO DE ESTABILIDAD DE SUELOS?

- ÁNGULO DE FRICCIÓN INTERNO DE SUELO - COHESIÓN

¿CÓMO SE PUEDE OBTENERLOS?

A TRAVÉS DE ENSAYOS DE LABORATÓRIO, TALES COMO:

- CORTE DIRECTO

- COMPRESIÓN TRIAXIAL

¿CÓMO SOLICITAMOS ESTOS ENSAYOS? 70

DEBEMOS ANALISAR EL SUELO BAJO LAS CONDICIONES DE LA MUESTRA A SER ESTUDIADA, EN GENERAL, UTILIZAMOS UNA MUESTRA ALTERADA O NO

- RELLENO ESTRUCTURAL (MUESTRA ALTERADA) - SUELO NATURAL (MUESTRA NO ALTERADA)

71

Corte Directo

N

T

Compresión Triaxial 1

c

c pedra porosa

c

drenagem

corpo de prova

c aplicação da tensão confinante

Analizando Resultados

 (kPa)

45



Corte Directo

 = c + .tan c

0 0

 (kPa)

25

Compresión Triaxial

74

En función del nivel de tensión variando con la profundidad y de la tensión máxima en la capa de refuerzo es posible definir básicamente dos tipos de refuerzo:

-

Refuerzo extensible (> 1%)

-

Refuerzo inextensible (< 1%)

-

Refuerzo extensible -

Malla hexagonal doble torsión -

-

-

Terramesh System, Verde o Grid

Geomallas sintéticas -

Muros de bloques segmentados

-

Terramesh Grid

-

Cara envuelta

Refuerzo inextensible -

MacForce (posible utilizar refuerzos considerados extensibles)

W

 T N

Zona activa

H

Zona Resistente

L e

0.60 – 0.80 H

< 20º

Tipos de análisis

Tampa Diafragma

Bordas enroladas mecanicamente

Bordas Altura

Base

Frente

Lateral

Painel posterior

Comprimento

Largura

Espiral Costura realizada em obra

Paso Toyota, San Pedro Sula

> 20º

Tipos de análisis

CLIQUE AQUI PARA VER A ESPECIFICAÇÃO TÉCNICA

Malha hexagonal Vareta de reforço

Biomanta ou geomanta

Painel de reforço Frente Borda enrolada mecanicamente

Tampa

m 0c 0 1

Largura

Altura

Vareta de reforço

70º

Comprimento Borda

Triângulo de suporte

Biomanta ou geomanta

Base

Rota do Sol – RS

FONTE: AZAMBUJA – Engenharia e Geotecnia

Rota do Sol – RS

FONTE: AZAMBUJA – Engenharia e Geotecnia

0.50 ou 1.00m

2.00m

FONTE: AZAMBUJA – Engenharia e Geotecnia

FONTE: AZAMBUJA – Engenharia e Geotecnia

FONTE: AZAMBUJA – Engenharia e Geotecnia

FONTE: AZAMBUJA – Engenharia e Geotecnia

FONTE: AZAMBUJA – Engenharia e Geotecnia

FONTE: AZAMBUJA – Engenharia e Geotecnia

FONTE: AZAMBUJA – Engenharia e Geotecnia

FONTE: AZAMBUJA – Engenharia e Geotecnia

FONTE: AZAMBUJA – Engenharia e Geotecnia

FONTE: AZAMBUJA – Engenharia e Geotecnia

MacGrid® Net - Micromalla

1.00 28.95

0.15 0.80

2.00 TERRAMESH SYSTEM

Geogrid M300 0.61 0.76 0.76 0.76 0.76 0.76 0.76 0.76 0.76 0.76 0.76 0.76 0.76 0.76 0.76 0.76 0.76 1.00 2.00

15.00 GREEN TERRAMESH

1

Compacted backfill Geogrid M300

70°

Geogrid M300

3.80

Geogrid M300

Natural soil Geogrid M300

3.80

12.00

15.00

Compacted backfill Geogrid M600

0.10

Geogrid M600

12.00 TERRAMESH SYSTEM (3x2x1)

Geogrid M600 Geogrid M600

0.10

Geogrid M600 Geogrid M600

Rockfill 1.00 5.00

Non-woven needle punched geotextile 400 gr/m2 15.00

s

Talud muy vertical

Yamana Gold - Minerales del Occidente (MINOSA) Honduras

Yamana Gold - Minerales del Occidente (MINOSA) Honduras

Yamana Gold - Minerales del Occidente (MINOSA) Honduras

TM1_0.5 Análisis de estabilidad interna (Método de cálculo: Rígido)

50

Cargas W-1

W-1 = 76 Ton/m2

45

MATERIAL

Material = 13.60 Ton/m2

40

35

Fundación (Relleno en ejecución)

30

P.V.= 2.02 Ton/m3

Terraplén

Angulo= 40º

P.V.= 2.02 Ton/m3

C=0.51 Ton/m2

Angulo= 40º

C=0.51 Ton/m2

25 P.V.= 2.0 Ton/m3

20

Estrato # 1 (S#3)

Angulo= 40º

TERRENO NATURAL C= 5 Ton/m2 P.V.= 1.80 Ton/m3

15 Estrato # 2 (S#3)

10 [m] 0

Angulo= 45º

TERRENO NATURAL

5

10

Macstars 2000 Maccaferri Stability Analysis of Reinforced Slopes

15

20

25

30

35

40

C= 1 Ton/m2

Nombre del proyecto: Muro San Andrés

45

50

55

60

Estadio Apertura del Mundial 2014

PARTICIPANTES: Consultores involucrados: PhD. Mauricio Abramento – USP – CEG MsC. Eduardo Do Val – Do Val Eng. PhD. Nelson Aoki – USP – AOKI Eng. MsC. Werner Bilfinger – Vekttor Design Empresas involucradas en la obra: Odebrecht AOKI Engineering Vekttor MacService CEG Consultoria Maccaferri Do Val Engenharia Tecnogeo EGT Fundações Moretti Instrumentec

OBJETIVO: Creación de zona de aparcamiento El apoyo de la grúa Liebherr LR1750

Crear acceso al subterráneo

DATOS DE LA OBRA: Tiempo de ejecución: 120 días Altura máxima: 15,00 m Longitud total: 630,00 m Área facial: 8,310.00 m² Inclinación del paramento: 6 grados

ESTRUCTURA DE CONTENCIÓN EN SUELO REFORZADO

Guindaste Liebherr LR1750

SECCIÓN TIPICA - PUNTO CRÍTICO

VISTA GENERAL

SUELO DE FUNDACIÓN

ANÁLISIS POR EQUILIBRIO LIMITE

ANÁLISIS POR EQUILIBRIO LIMITE

ANÁLISIS POR MEF

ANÁLISIS POR MEF

ANÁLISIS POR MEF

ANÁLISIS PRELIMINAR RESULTADOS: Equilibrio limite Factor de Seguridad - Análisis Interna: 1.5 Factor de Seguridad - Análisis Global: 1.5 Factor de Seguridad - Análisis de Fundación: 2.87 Factor de Seguridad - Deslizamiento: 1.50 Factor de Seguridad - Volcamiento: 1.51

MEF Desplazamiento vertical máximo: 11.00cm Desplazamiento en la cara: 3.0 a 4.0cm Máx. Tensión en la fundación: 400kN/m² Desplazamiento horizontal en la fundación: 4.0cm

INVESTIGACIÓN

INVESTIGACIÓN

INVESTIGACIÓN

Celdas de presión en la fundación

INVESTIGACIÓN

Marco de superficie

Inclinómetros

Spiral Correction : N/A Collar Elevation : 0.0 meters Borehole Total Depth : 14.5 meters North Groove Azimuth : Base Reading : 2012 Mar 27 08:01 Axis A Azimuth : 97.0 degrees

INVESTIGACIÓN RESULTADOS HASTA 27-02-2013 Axis - B

0.0

40.0

50.0

60.0

70.0

IN-25-26(97) 20-Feb-13 IN-25-26(96) 18-Feb-13 IN-25-26(95) 13-Feb-13 IN-25-26(94) 06-Feb-13 IN-25-26(93) 04-Feb-13 IN-25-26(92) 31-Jan-13 IN-25-26(91) 30-Jan-13 IN-25-26(90) 28-Jan-13 IN-25-26(89) 21-Jan-13 IN-25-26(88) 18-Jan-13 IN-25-26(87) 15-Jan-13 IN-25-26(86) 11-Jan-13 IN-25-26(85) 07-Jan-13 IN-25-26(84) 21-Dec-12 IN-25-26(83) 18-Dec-12 IN-25-26(82) 13-Dec-12 IN-25-26(81) 11-Dec-12 IN-25-26(80) 04-Dec-12 IN-25-26(79) 30-Nov-12 IN-25-26(78) 27-Nov-12 IN-25-26(77) 23-Nov-12 IN-25-26(76) 20-Nov-12 IN-25-26(75) 13-Nov-12 IN-25-26(74) 09-Nov-12 IN-25-26(73) 06-Nov-12 IN-25-26(72) 01-Nov-12 IN-25-26(71) 30-Oct-12 IN-25-26(70) 26-Oct-12 IN-25-26(63) 27-Sep-12 IN-25-26(62) 25-Sep-12 IN-25-26(61) 20-Sep-12 IN-25-26(60) 18-Sep-12 IN-25-26(58) 11-Sep-12 IN-25-26(57) 06-Sep-12 IN-25-26(56) 04-Sep-12 IN-25-26(55) 31-Aug-12 IN-25-26(54) 28-Aug-12 IN-25-26(53) 24-Aug-12 IN-25-26(51) 17-Aug-12 IN-25-26(49) 10-Aug-12 IN-25-26(48) 07-Aug-12 IN-25-26(12) 13-Apr-12 IN-25-26(10) 11-Apr-12 IN-25-26(9) 10-Apr-12 IN-25-26(8) 09-Apr-12 IN-25-26(4) 02-Apr-12 IN-25-26(2) 29-Mar-12 IN-25-26(1) 28-Mar-12

-1.0

-2.0

-3.0

-4.0

-5.0

-6.0

Depth (meters)

IN-25-26(97) 20-Feb-13 IN-25-26(96) 18-Feb-13 IN-25-26(95) 13-Feb-13 IN-25-26(94) 06-Feb-13 IN-25-26(93) 04-Feb-13 IN-25-26(92) 31-Jan-13 IN-25-26(91) 30-Jan-13 IN-25-26(90) 28-Jan-13 IN-25-26(89) 21-Jan-13 IN-25-26(88) 18-Jan-13 IN-25-26(87) 15-Jan-13 IN-25-26(86) 11-Jan-13 IN-25-26(85) 07-Jan-13 IN-25-26(84) 21-Dec-12 IN-25-26(83) 18-Dec-12 IN-25-26(82) 13-Dec-12 IN-25-26(81) 11-Dec-12 IN-25-26(80) 04-Dec-12 IN-25-26(79) 30-Nov-12 IN-25-26(78) 27-Nov-12 IN-25-26(77) 23-Nov-12 IN-25-26(76) 20-Nov-12 IN-25-26(75) 13-Nov-12 IN-25-26(74) 09-Nov-12 IN-25-26(73) 06-Nov-12 IN-25-26(72) 01-Nov-12 IN-25-26(71) 30-Oct-12 IN-25-26(70) 26-Oct-12 IN-25-26(63) 27-Sep-12 IN-25-26(62) 25-Sep-12 IN-25-26(61) 20-Sep-12 IN-25-26(60) 18-Sep-12 IN-25-26(58) 11-Sep-12 IN-25-26(57) 06-Sep-12 IN-25-26(56) 04-Sep-12 IN-25-26(55) 31-Aug-12 IN-25-26(54) 28-Aug-12 IN-25-26(53) 24-Aug-12 IN-25-26(51) 17-Aug-12 IN-25-26(49) 10-Aug-12 IN-25-26(48) 07-Aug-12 IN-25-26(12) 13-Apr-12 IN-25-26(10) 11-Apr-12 IN-25-26(9) 10-Apr-12 IN-25-26(8) 09-Apr-12 IN-25-26(4) 02-Apr-12 IN-25-26(2) 29-Mar-12 IN-25-26(1) 28-Mar-12

-7.0

-8.0

-9.0

-10.0

-11.0

-12.0

-13.0

-14.0

-15.0 -70.0

-60.0

-50.0

-40.0

-30.0

-20.0 -10.0 0.0 10.0 20.0 Cumulative Displacement (mm)

30.0

40.0

50.0

60.0

70.0

INVESTIGACIÓN RESULTADOS HASTA 27-02-2013

Deslocamento em N, E e Z (cm)

Deslocamento x Tempo

25

25.0

20

20.0

15

15.0

10

10.0

5

5.0

0

0.0

-5

-5.0

-10

-10.0

-15

-15.0

-20

-20.0

-25

-25.0

INVESTIGACIÓN RESULTADOS HASTA 27-02-2013

CONCLUSIONES - Nivel de tensión en la fundación aceptable; - Desplazamientos cerca de la fundación del muro no afectaron a las estructuras vecinas; - Las deformaciones en relleno estructural absorbidos por los elementos de refuerzo; - Asentamientos mínimos. No afectará a la estructura de contención, incluso con la carga máxima aplicada; - Tránsito normal de la grúa; - Operativo de la grúa ocurrió como se esperaba; - Estructura de contención en perfectas condiciones de trabajo bajo estado de tensión último y de servicio incluso después de la carga máxima esperada.

Gracias por su atención...