Muros de contención
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Muros de contención

Debe construir una pendiente o un muro de contención si identifica una diferencia de pendiente durante el proceso de diseño.

Considere una pendiente si hay espacio adecuado para construir una pendiente estable que satisfaga el factor mínimo de seguridad requerido en la práctica de diseño actual.

Use un muro de contención si no hay espacio suficiente para una pendiente estable.

La pendiente máxima está dictada por el análisis de estabilidad global que requiere factores mínimos de seguridad como se indica en el Manual Geotécnico.

La pendiente se puede proteger con escollera para desalentar la erosión y / o eliminar la necesidad de cortar el césped y otro tipo de mantenimiento.

Tenga en cuenta los siguientes criterios al elegir un muro de contención:

  • Determinación de corte o relleno.
  • Constructibilidad.
  • Estética.
  • Economía.
  • Estabilidad.

Determinación de corte o relleno

El primer paso en la selección de la pared es determinar si una pared se construirá en una situación de corte o relleno. Utilice paredes de tipo relleno en situaciones de llenado de terraplén. Si bien las paredes de relleno se pueden construir en situaciones de corte, lo contrario no es cierto para todas las paredes cortadas.

La construcción de muros de relleno en cortes requiere excavación adicional detrás de la cara de la pared y, posiblemente, apuntalamiento temporal. Para muros de relleno construidos en cortes, el costo de la pared, la excavación y el apuntalamiento pueden exceder el costo de un muro de corte más adecuado.

Condición de llenado

Dos condiciones de llenado comunes son:

  • Terreno nivelado: Esta condición se representa mejor mediante cruces a nivel que se actualizan a separaciones de nivel elevando una carretera por encima de la otra. Esto se logra colocando relleno para el enfoque de la nueva estructura elevada.

    Los muros de contención de aproximación son comúnmente necesarios en áreas urbanas debido a la falta de derecho de paso disponible para pendientes laterales. Los muros de relleno más comunes en esta situación son la tierra estabilizada mecánicamente (MSE) o el bloque de hormigón.

  • Taludes: Las paredes de relleno colocadas en pendientes requieren una consideración especial. Los muros de relleno típicos, como MSE o bloques de hormigón construidos en pendientes, se consideran caso por caso y deben analizarse mediante la estabilidad global. Para paredes con una pendiente frontal, un banco frente a la pared puede mejorar la estabilidad global a largo plazo. A menudo se requiere una muesca para cortar en la pendiente para la construcción de muros. La cara posterior de la excavación puede necesitar ser apoyada con apuntalamiento temporal. Considere otros tipos de pared si el relleno se extenderá al agua.

    Considere los costos de otros tipos de paredes, como tablestacas, si se requieren ataguías o apuntalamientos temporales para la construcción. A continuación se muestra un diagrama de relleno en pendiente.

Condición de corte/relleno

Esta condición consiste en colocar relleno en la parte superior de una pendiente y eliminar la parte inferior de la pendiente. Esta condición se encuentra típicamente cuando se mejoran las instalaciones de acceso controlado cuando se amplían tanto los carriles principales como las carreteras frontales. A continuación se muestra un diagrama de una condición de corte/relleno.

Considere los siguientes tipos de pared para esta situación:

  • MSE o muros de bloques de hormigón. Estos tipos de paredes requieren que haya espacio adecuado disponible para acomodar las tiras o rejillas de refuerzo. Si es necesaria la excavación en un terraplén, podría ser necesario el uso de apuntalamiento especial temporal. Otros tipos de paredes pueden ser más apropiadas si se necesita un apuntalamiento temporal extenso para la construcción de paredes MSE.
  • Muros de pozo perforados. Dependiendo de la ubicación de la pared en la pendiente, la pared puede construirse en una o dos etapas. Si la parte superior de la pared está más cerca de la parte superior de la pendiente, se puede colocar un relleno temporal, si corresponde, antes de la excavación del pozo perforado para permitir que los pozos se construyan en una etapa. Esto evitará formas de concreto para la construcción de pozos perforados. Si no se utiliza el relleno temporal, primero se construye la porción del eje por debajo de la línea de tierra existente, y luego se forma la porción sobre el suelo y se vierte como una columna. En suelo firme o roca, las paredes perforadas del pozo pueden ser una alternativa económica.
  • Paredes atadas. Use estas paredes solo en una situación de corte / relleno cuando la línea de tierra existente esté más cerca de la parte superior de la pared propuesta que de la parte inferior (ubicada en la mitad superior de la pared). Coloque y compacte cualquier relleno antes de instalar pilotes de soldados. Por lo general, las paredes atadas son más económicas cuando se utilizan cantidades significativas en un proyecto.
  • Paredes de tablestacas. Las paredes de tablestacas se han utilizado ocasionalmente en situaciones de corte / relleno. El suelo debe estar suelto o lo suficientemente blando a una profundidad por debajo del grado terminado de una a dos veces la altura de la pared para permitir que se impulse el pilotaje. Es difícil avanzar las secciones de tablestacas en material denso o material más rígido que 12 pulgadas/100 golpes.
  • Base extendida en forma de L. Este tipo de pared se usa comúnmente cuando se realiza un pequeño corte en la base de una pendiente o no hay suficiente espacio para acomodar el talón de la cimentación debido a los servicios públicos existentes. La falta de un talón minimiza la excavación requerida detrás de la pared.

Condición de corte

En esta condición, la operación principal es eliminar el suelo con poco o ningún relleno colocado. Las opciones de pared para esta condición son similares a la condición de corte / relleno. Se aplican las mismas consideraciones, excepto que las paredes de pozo atadas y perforadas son más fáciles de construir en esta condición. A continuación se muestra un diagrama de una condición de corte. Otros tipos de paredes cortadas a considerar aquí son las paredes clavadas en tierra o roca.

Las paredes clavadas en tierra y roca se pueden construir en muchas situaciones de corte y son muy adecuadas para situaciones de bajo margen bajo estructuras, incluida la construcción de paredes giratorias debajo de puentes. Si es posible, la parte superior de la pared no debe estar más de dos pies por encima del grado existente.

Constructibilidad

El eje perforado y las paredes atadas requieren perforar un agujero vertical en el suelo. Esto dicta que se disponga de una distancia aérea adecuada para el equipo de perforación. Si no se dispone de espacio libre, se puede usar equipo de perforación de bajo margen y se pueden empalmar refuerzos de pozos o miembros de pilotes de soldado a medida que se insertan en el agujero. Estas operaciones aumentan considerablemente los costos. En una situación de bajo espacio libre, una pared clavada es a menudo más económica.

El espacio libre horizontal es una consideración para las paredes atadas hacia atrás y clavadas. Los amarres a menudo se instalan con una barrena de vuelo continuo algo más larga que la profundidad del agujero, lo que generalmente significa que se requiere un espacio horizontal de 50 pies o más. Los sinfines seccionales se pueden usar en áreas de espacio libre. Las uñas, al ser más cortas, generalmente necesitan alrededor de 20 pies o más de espacio libre para la instalación. Debido al tamaño mínimo del equipo de perforación común utilizado, las holguras horizontales de 20 pies y verticales de 6 pies deben considerarse holguras mínimas. El espacio libre total requerido dependerá de la longitud y el ángulo de instalación de los clavos.

Estética

El criterio final es la estética, un área difícil porque las opiniones varían ampliamente. Dentro de lo razonable, la mayoría de los tratamientos estéticos se pueden realizar independientemente del tipo de pared.

Algunas paredes, como las paredes de bloques de concreto, tienen una apariencia única que no puede ser duplicada por otro tipo de pared. Sin embargo, los elementos de revestimiento de bloques de hormigón se pueden utilizar con otro tipo de pared para lograr el objetivo estético.

El tratamiento estético de los muros de contención puede involucrar elementos tales como:

  • Forme revestimientos para producir varios acabados superficiales.
  • Pinturas, manchas o concreto coloreado para colorear superficies.
  • Varias geometrías de pared para acomodar el paisajismo.

Dependiendo del tratamiento seleccionado, el costo puede no verse afectado significativamente. El uso de revestimientos de forma simple puede ser económico, y el concreto coloreado puede ser costoso. El acabado normal de la superficie de campo del concreto coloreado también puede producir colores variables.

Considere también la cantidad de interacción que ocurrirá entre el público automovilista y el tratamiento estético. Un gráfico complicado al lado de una carretera de alta velocidad es un borrón para la mayoría de los automovilistas que pasan que podrían ver el gráfico por solo décimas de segundo. En este caso, un revestimiento de forma simple podría ser un tratamiento más apropiado. Si una pared da a un parque u otra área pública, se pueden justificar tratamientos más elaborados.

Las posibles distorsiones de la pared durante la construcción o después de la construcción pueden afectar significativamente la apariencia de la estética. Las paredes MSE, por ejemplo, son sistemas de pared flexibles que experimentan algún movimiento durante la vida útil de la pared.

Los tratamientos estéticos con paisajismo junto con muros de contención deben hacerse con cuidado. Si se prevé un riego extenso del paisajismo, es posible que se necesiten medidas de drenaje adicionales para garantizar que no se acumulen presiones excesivas detrás de las paredes.

Paredes alternas

A veces es difícil elegir la pared más adecuada para una condición de corte o corte / relleno. Es posible que el diseñador no pueda evaluar los factores que un contratista considera importantes, como la disponibilidad de equipos o el costo de acarreo del suelo excavado para la construcción de muros MSE en un corte. En tales casos, el diseñador puede optar por incluir un tipo de pared alternativo en los planos para que el contratista pueda determinar la opción más económica.

Cuando se incluyan tipos de pared diferentes en los planos de una sola pared, presente los tipos de pared como alternativos para que los elementos de oferta apropiados puedan incluirse en cada alternativa. Una pared alternativa MSE en un corte debe incluir un elemento para apuntalamiento temporal, mientras que la alternativa atada no necesitaría un elemento de apuntalamiento. A continuación se muestra un diagrama de flujo de selección de pared.

Consideraciones sobre el diseño de la pared

Considere cuidadosamente la ubicación de los muros de contención. La ubicación de una pared puede afectar significativamente la cantidad de pared.

Pendientes laterales de terraplén

Considere una separación de pendiente típica donde el derecho de paso inadecuado requiere que se coloquen muros de contención a lo largo del terraplén de acceso. En estas situaciones, las paredes se pueden colocar en el borde de la carretera superior con la parte superior de la pared coincidente con la parte superior del terraplén o a cierta distancia del borde del pavimento con la pendiente que se extiende desde el borde del pavimento hasta la parte superior de la pared.

La colocación del muro coincidente con el borde del pavimento requiere la colocación de un riel de hormigón en la parte superior del muro y elimina cualquier posibilidad de una futura ampliación de la calzada superior; Sin embargo, mejora la capacidad de servicio a largo plazo de la pared.

Colocar la pared a una distancia del borde del pavimento requiere el uso de una cerca de protección o barrera de concreto en el borde del pavimento. También permite la futura ampliación de la calzada superior si las disposiciones se hacen en el diseño inicial y los detalles de la pared.

Ampliación de secciones de relleno

Las secciones de relleno que se están ampliando presentan consideraciones especiales. Por lo general, se debe excavar parte del suelo para permitir la construcción de un muro MSE.

Colocar la cara de la pared lo más cerca posible de la punta de la pendiente existente minimiza la excavación y el apuntalamiento temporal. Se debe tener cuidado para garantizar que la pendiente sea estable y que se cumplan los requisitos de estabilidad global de la pared.

Colocar la pared cerca de la parte superior existente del terraplén requiere el uso de una pared de tipo corte o una pared de relleno con apuntalamiento extenso.

Secciones deprimidas

En secciones deprimidas, considere un ancho adicional para la carretera inferior para permitir futuras adiciones de carriles. Una vez que los muros de contención están en su lugar, no se pueden mover para adaptarse a los requisitos de ancho futuros.

Estribos de puentes

Coloque muros de contención a una distancia razonable frente a los estribos del puente para permitir un espacio libre adecuado para la construcción del muro. Para la mayoría de los muros de contención, la cara de la pared debe estar al menos 3 pies delante de la cara de la tapa del pilar. Para las paredes de amarre, clavos de tierra y MSE, esto es especialmente crítico porque los anclajes y los refuerzos de la pared pueden necesitar estar sesgados alrededor de los cimientos del pilar.

Para mejorar la apariencia de las paredes, control de la parte superior del perfil de la pared con curvas verticales en lugar de elevaciones discretas en puntos específicos. Esto da como resultado una parte superior de la pared mucho más lisa.

Estructuras detrás de muros

Considere la proximidad de un muro de contención a las estructuras detrás del muro. Las paredes MSE generalmente se colocan al menos de uno a tres pies frente a los cimientos para permitir espacio para la fijación de los refuerzos a los paneles de revestimiento y el sesgo de los refuerzos.

Consideraciones de estabilidad

Investigue a fondo la estabilidad del muro de contención. El análisis de estabilidad debe realizarse tanto para condiciones a corto como a largo plazo.

A diferencia de las fallas de cimentación, que pueden ocurrir lentamente durante un período de años, los muros de contención pueden fallar rápidamente con resultados catastróficos. Las fallas en los muros de contención pueden cerrar una instalación de transporte tan rápido como una falla en un puente.

Deslizamiento y vuelco

El deslizamiento implica la traslación lateral de una pared debido a la resistencia inadecuada al movimiento en la base de la pared. Las fallas de deslizamiento pasadas han involucrado suelo marginal en la base de las paredes.

El vuelco depende de la masa de la pared para resistir las fuerzas impulsoras del suelo detrás de la pared. Debido a que las fuerzas motrices se aplican a la pared a aproximadamente dos tercios de la altura de la pared sobre la base, la pared tiende a volcarse si la masa o la geometría de la pared es inadecuada.

Consulte la norma reguladora para conocer los factores mínimos de seguridad para estos dos modos de falla.

Excentricidad

La combinación de cargas verticales y horizontales en una pared se combinan para producir una fuerza resultante en la base de una pared, que no está en el medio de la base. La distancia entre el centro de la base y la ubicación de la fuerza resultante es la excentricidad. La ubicación de la fuerza resultante se limita al tercio medio de la zapata en el diseño para garantizar que la parte trasera de la zapata no se levante del suelo.

Presión del rodamiento

El peso de la masa de la pared y las fuerzas impulsoras activas detrás de la pared ejercen presión sobre el suelo de la cimentación a lo largo de la base de la pared. La presión es mayor en la punta de la pared. Si se excede la capacidad de carga final del suelo debajo de la punta de la pared, la punta de la pared puede sumergirse en el suelo de cimentación. El resultado es una distorsión local de la pared cara.

 Un factor de seguridad de 2.0 en la capacidad de carga generalmente se considera adecuado.

Estabilidad global

Las fallas globales de las paredes abarcan toda la pared, así como una parte del suelo retenido. Este tipo de falla no siempre depende específicamente del diseño de la pared, sino más bien de la resistencia de la cimentación y el suelo retenido. Los programas informáticos pueden evaluar la estabilidad global.

Consulte el Manual Geotécnico de TxDOT para conocer el factor mínimo de seguridad para la estabilidad global.

Asentamiento

El asentamiento puede ser significativo cuando las paredes se construyen en un suelo más suave que aproximadamente 5 golpes / 12 pulgadas TCP. El asentamiento es principalmente un problema en las zonas costeras del estado, donde el suelo más suave que dos golpes / 12 pulgadas se produce a profundidades de 20 a 50 pies.

Si se construye un terraplén de aproximación al puente sobre un suelo sujeto a un asentamiento significativo, hay varias opciones para acelerar la consolidación o instalar mejoras en los cimientos.

El asentamiento puede acelerarse mediante la instalación de drenajes verticales a través del subsuelo compresible. La construcción de terraplenes en suelos muy blandos también es más probable que resulte en fallas de estabilidad rotacional durante la construcción si no se toman precauciones.

Cuando encuentre capas significativas de suelo blando, obtenga muestras para pruebas de consolidación para determinar el asentamiento potencial. Tenga en cuenta que los datos obtenidos de las pruebas de consolidación son solo aproximados.

Atempere cualquier valor calculado para el asentamiento con experiencia previa en el área. Cuando se prevé un asentamiento significativo, la mejor solución puede ser alargar el puente y, por lo tanto, reducir la altura de la aproximación. Esta es a menudo la solución más económica y práctica.

Procedimientos de diseño

El diseño de muros de contención requiere un conocimiento profundo de la ingeniería estructural y geotécnica. Esto no significa que una persona deba diseñar todos los aspectos de un muro de contención. Las cargas de diseño y las presiones permitidas recomendadas por un ingeniero geotécnico a menudo son utilizadas por un ingeniero estructural para diseñar la pared.

Los siguientes procedimientos de diseño transmiten métodos generales y no abordan todas las situaciones de diseño.

Distribución de la presión del suelo

Determinar la presión aplicada por el suelo sobre una estructura de retención por diferentes métodos dependiendo del tipo de pared.

El suelo detrás de las paredes, que son libres de desviarse o moverse en respuesta a las cargas aplicadas, se considera que está en estado activo. Para esta condición, calcule la presión de la tierra basándose en los métodos de Rankine o Coulomb. La distribución de la presión es de forma triangular con la presión máxima que se produce en la parte inferior de la pared. Este es el caso de las zapatas extendidas, MSE, pozos perforados y paredes de tablestacas. Por lo general, se supone que la presión del suelo aumenta hacia abajo a una velocidad de 40 psf por foo de profundidad.

Las estructuras como las paredes atadas o el apuntalamiento de excavación arriostrado son más o menos fijas y, por lo tanto, no pueden alcanzar el estado activo. Para esta condición, use una distribución de presión de tierra como la propuesta por Terzaghi y Peck. La distribución de la presión tiene la forma de un trapezoide.

Análisis interno

El análisis interno se refiere al diseño de la estructura de la pared para resistir las tensiones inducidas por la presión de tierra aplicada a la pared. Este aspecto del diseño comprende principalmente ingeniería estructural. Los diversos elementos de la pared deben estar diseñados para soportar las tensiones generadas de modo que se alcance un factor de seguridad adecuado.

  • Paredes de tierra mecánicamente estabilizadas: El diseño interno de las paredes MSE implica verificar los refuerzos de tierra para las tensiones permitidas y el anclaje en la masa de relleno selecto detrás de la cara.

    Tenga en cuenta la pérdida de sección metálica en los refuerzos al calcular las tensiones de tracción. Modifique la densidad y el tamaño del refuerzo para lograr tensiones y anclaje adecuados.

    La dimensión general de la masa reforzada se rige con mayor frecuencia por la estabilidad externa.
  • Paredes atadas: El diseño interno de las paredes atadas implica el análisis de una viga continua (pila de soldado) para determinar las reacciones de soporte (cargas atadas) para un diagrama de carga aplicado (presiones de tierra).

    Corrija las cargas atadas determinadas por el análisis continuo del haz para tener en cuenta la inclinación del anclaje. Seleccione una pila de soldado que resista adecuadamente los momentos máximos de flexión del análisis de viga continua. Luego diseñe el revestimiento de pared que se extiende entre la pila de soldados. Analice esto como una viga simple para soportar la presión máxima del suelo. Luego diseñe la conexión de pilotes de soldado enfrentado.
  • Muros de pozo perforados: El diseño de estos muros implica el análisis de una viga continua sobre soportes no lineales.

    Los soportes no lineales modelan el suelo en el que está incrustada la viga. Este enfoque explica la rigidez a la flexión de la base del eje perforado a diferencia de otros métodos, que consideran que la cimentación es infinitamente rígida.

    Utilice el programa informático COM624 o LPILE para realizar el análisis. Utilice el programa para determinar la respuesta de cimentación a la carga aplicada para un rango de profundidades de incrustación. Determine una longitud de cimentación examinando la relación incrustación-deflexión para una deflexión adecuada, ya sea en la línea de tierra o en la parte superior de la pared.

Análisis externo

El análisis externo de las paredes examina si las paredes permanecerán donde se construyeron. Una serie de fallas de paredes y terraplenes demuestran que la estabilidad externa es tan importante como el diseño interno. La estabilidad externa se evalúa rutinariamente para paredes de relleno. Las paredes de tipo corte no se verifican rutinariamente para la estabilidad externa debido a los diferentes enfoques de su diseño. Sin embargo, si hay suelo excepcionalmente blando, verifique los diversos aspectos de la estabilidad externa para paredes de tipo cortado. Como siempre, el buen juicio de ingeniería debe prevalecer.

  • Deslizamiento y vuelco: El deslizamiento de un muro de contención ocurre cuando las fuerzas impulsoras activas del suelo detrás de la pared exceden las fuerzas de fricción o cohesivas a lo largo de la base de la pared y la fuerza de resistencia pasiva frente a la pared. Si incluir fuerzas pasivas frente a una pared depende de si ese suelo estará presente durante la construcción o en alguna fecha futura.

    El vuelco ocurre cuando las fuerzas motrices activas exceden las fuerzas de resistencia a la gravitación de la masa de la pared. La masa de la pared se considera el volumen reforzado para una pared MSE o el peso del concreto y el suelo sobre el talón para una pared de pie extendida. El factor de seguridad se determina agregando momentos alrededor de la punta de la pared.
  • Excentricidad: La excentricidad es la suma de los momentos de las fuerzas que actúan en la base de la pared dividida por la suma de las fuerzas verticales. Los momentos se calculan normalmente en la parte posterior de la base de la pared.

  • Presión del rodamiento: Las fallas en la capacidad de carga debajo de las paredes implican el desplazamiento del suelo desde debajo de la pared. Utilice ecuaciones de capacidad de carga para determinar la capacidad final del suelo de cimentación. Estas ecuaciones requieren valores de cohesión y fricción determinados por pruebas triaxiales. Si estos datos no están disponibles, utilice los datos de penetración del cono de Texas para obtener las presiones permitidas de los rodamientos del eje perforado y la tabla de diseño de zapatas extendidas.

    La ecuación clásica de la capacidad de carga para la presión final del suelo está a continuación.

 

Nc, Nq, Ng son factores teóricos basados en la geometría de la masa fallida del suelo debajo de una base, c es la cohesión del suelo y g es la densidad del suelo. Por lo general, se requiere un factor de seguridad de dos para la capacidad de carga.

La siguiente figura muestra estos factores.

  • Estabilidad global: La estabilidad global de los muros es un caso especial de estabilidad de taludes. Los límites de la pared afectan dónde puede desarrollarse una superficie de falla potencial.

    La superficie de falla para una falla rotacional puede ser circular o no circular dependiendo de la estratificación del suelo de cimentación. Para paredes en arcilla blanda uniforme, las superficies de falla tienden a ser circulares. Si la zona blanda es bastante delgada, la superficie de falla tiende a ser no circular después de la zona blanda.

    TxDOT utiliza el programa informático GSTABL 7 para analizar la estabilidad. Si bien el subsuelo se puede probar de antemano para obtener datos de resistencia para el análisis, se desconocen las propiedades futuras del material del terraplén. Una respuesta precisa es difícil de obtener porque normalmente aproximadamente la mitad de la superficie de falla pasa a través del terraplén detrás de una pared de relleno.

    La experiencia local puede proporcionar una idea de la fuerza del relleno propuesto. Si bien se utilizan programas informáticos para evaluar la estabilidad de la pared, se puede realizar una verificación manual aproximada de los resultados mediante el método de cortes.

Selección recomendada del sistema de construcción y mantenimiento

Responsabilidad

El ingeniero del proyecto debe asegurarse de que el sistema de muro de contención seleccionado para una ubicación determinada sea apropiado. Los proveedores de paredes MSE solo son responsables de la estabilidad interna y externa de sus paredes. La estabilidad general (global) de un sistema de pared MSE es responsabilidad del ingeniero que selecciona este tipo de pared para su inclusión en los planos.

El RW(MSE)DD (Datos de diseño) es una hoja estándar de 2013 en la sección de muros de contención patentados. Esta hoja estándar debe usarse junto con el estándar RW (MSE). Se requiere que el diseñador del muro de contención registrado en el momento de la preparación del plan llene esta hoja con suposiciones fundamentales para el diseño de la pared, y firme y selle esta hoja. Consulte el documento, RW(MSE)DD Guidance, para obtener más información sobre el uso de esta norma.

Geometría

La geometría de ubicación a menudo dicta la selección de un sistema de muro de contención. El Manual Geotécnico ofrece información sobre la evaluación de la geometría y la selección de varios tipos de paredes.

Las paredes MSE se usan comúnmente en proyectos de TxDOT; sin embargo, en muchas situaciones, especialmente en cortes, las paredes MSE pueden no ser el tipo de pared más apropiado. A menudo, la excavación y el apuntalamiento adicionales necesarios para la instalación de muros MSE en situaciones de corte los hacen antieconómicos y difíciles de construir. Aunque las paredes atadas, clavadas en el suelo, perforadas y extendidas requieren considerablemente más esfuerzo y tiempo de diseño, son preferibles en muchas situaciones de corte.

Debe evaluarse la viabilidad de cada instalación de muro de contención propuesta. Por lo general, esto implica una revisión simple de la altura de la pared, la geometría del sitio y las perforaciones del suelo.

En general, no se recomienda colocar paredes en pendientes más pronunciadas que 4: 1. Esta condición debe revisarse cuidadosamente para la estabilidad a corto y largo plazo. De particular preocupación son las paredes colocadas en pendientes recién cortadas, donde los datos del suelo pueden indicar altas resistencias a nivel de excavación. El material recién expuesto se ablandará con el tiempo, y se debe hacer una evaluación de las resistencias a largo plazo al analizar las paredes en esta situación.

Los distritos locales pueden querer modificar estas pautas en función de su experiencia con proyectos específicos y condiciones locales.

Características del suelo

El penetrómetro de cono de Texas está mal correlacionado para resistencias de suelo muy bajas y puede producir resultados demasiado conservadores. Al evaluar la estabilidad de las paredes en suelos con menos de 20 golpes por pie, puede ser apropiado realizar pruebas de laboratorio o in situ además del TCP. Las pruebas de laboratorio triaxiales o de cizallamiento directo generalmente producirán resistencias del suelo más precisas para este tipo de análisis.

Prácticas de construcción recomendadas

Condiciones reales del suelo

Debido a que las perforaciones del suelo se toman en lugares discretos, es difícil determinar qué condiciones del suelo se experimentarán en un área más amplia.

Durante la construcción de muros de contención, evalúe la ubicación propuesta del muro de contención y notifique a los diseñadores del proyecto sobre posibles problemas.

Entre los posibles problemas de estabilidad se incluyen los siguientes:

  • Suelo blando o húmedo.
  • Áreas que están produciendo agua subterránea.
  • Áreas que exhiben fallas de talud durante la excavación.

Cada una de estas condiciones debe ser llevada a la atención del diseñador de paredes. Puede ser necesario mejorar la base del suelo.

Cumplimiento de planes y especificaciones

Asegure el cumplimiento de los planos y especificaciones durante la construcción, especialmente con respecto al ancho del volumen reforzado, la longitud de las correas y el tipo de relleno utilizado. Una serie de problemas de rendimiento del muro de contención a corto y largo plazo son el resultado de que el contratista no cumple con los requisitos de las especificaciones y el plan.

Aplomar

Las paredes MSE requieren una atención especial a la colocación y compactación del relleno seleccionado. Monitoree la verticalidad de los paneles de pared al finalizar el relleno de cada panel. La masa inicial del panel debe modificarse según sea necesario para lograr un muro de contención de plomada. En muchos casos, la falta de evaluación de la plomería del panel a lo largo de la construcción da como resultado paredes que están significativamente fuera de tolerancia.

Tiempo

Observe de cerca el muro de contención y el relleno después de fuertes lluvias, particularmente en áreas con mayores volúmenes de lluvia. La lluvia puede suavizar o aflojar el relleno compactado, y cualquier lluvia que se filtre en el relleno puede aumentar las presiones sobre los paneles de pared. Revise cualquier cubierta de superficie existente en busca de grietas y selle rápidamente para evitar filtraciones en el relleno.

Relleno base

Rellene el área excavada en la base de los muros de contención lo más rápido posible. La acumulación de agua subterránea o superficial en esta área suavizará los suelos y reducirá la estabilidad de las paredes. La excavación en la base de una pared existente para la instalación de alcantarillado pluvial, carretera, de otra estructura no debe proceder sin una determinación de la estabilidad de la pared en la condición excavada.

Tejido filtrante

El relleno selecto sin cohesión está sujeto a erosión y tuberías si se somete a grandes cantidades de agua que fluyen hacia la pared. Se requiere tela de filtro en cada junta del panel y está diseñada para retener el relleno de la pared mientras permite que pase el agua. Los huecos o huecos en la tela del filtro permiten que el relleno escape de detrás de la pared.

Sellamiento

El sellado de las juntas de afrontamiento evita que cantidades excesivas de agua entren en la parte superior de la pared. La hoja estándar actual de RW (TRF) requiere que todas las juntas de afrontamiento estén selladas. Este elemento de trabajo debe ser requerido en el campo y monitoreado para su cumplimiento.

Inspeccione periódicamente las paredes en busca de evidencia de pérdida de relleno, pérdida de sellos de juntas o movimiento.

Vuelva a sellar las juntas, particularmente aquellas que pueden permitir que el agua superficial ingrese al relleno de la pared. Si se observa evidencia de pérdida de relleno, rellene el área afectada con relleno selecto si el área es accesible, o use relleno fluido si el acceso está restringido.

La infiltración de agua en los huecos de las paredes puede causar presiones excesivas dentro de la pared y provocar paneles desplazados y fallas en las paredes. Trate las áreas vacías cuando sean pequeñas y manejables, ya que siempre aumentarán de tamaño con el tiempo.

Recomendaciones de diseño

Los muros MSE han sido el tipo de muro de contención más común en los proyectos de TxDOT durante las últimas dos décadas. Las ventajas de las paredes MSE incluyen su bajo costo, bajo esfuerzo de diseño, velocidad de construcción y apariencia atractiva. Las paredes MSE continuarán siendo utilizadas en grandes cantidades en proyectos de TxDOT en los próximos años. Con esto en mente, la División de Puentes recomienda que se considere lo siguiente en los próximos proyectos que utilicen muros MSE:

  • Selección de relleno para muros MSE: La Especificación estándar de muros de contención de 2014 (artículo 423) enumera cuatro tipos de relleno selecto para muros MSE:

    • El tipo "BS" es el relleno predeterminado para paredes MSE permanentes. Es un relleno de buena calidad y dará como resultado un rendimiento de pared aceptable.
    • El tipo "AS" es un material más grueso y de mayor calidad, que exhibe una mejor constructibilidad y rendimiento. Por lo general, es un material de relleno más caro, pero debe considerarse para proyectos en los que sería deseable mejorar el rendimiento.
    • El relleno tipo "CS" se utiliza solo en paredes MSE temporales y no es apropiado para paredes permanentes.
    • El relleno de roca tipo "DS" es un relleno de roca de drenaje libre. El tipo "DS" está diseñado para su uso en paredes MSE que están sujetas a inundaciones.

    Los muros de contención sujetos a inundación deben indicar claramente que se requerirá un relleno tipo "DS" por debajo de la elevación de agua de 100 años indicada en los planes. Alternativamente, todo el volumen de la pared se puede especificar como Tipo "DS". Para proyectos que requieren relleno de tipo "AS" o "DS" en las paredes MSE, las notas generales o los diseños de pared deben designar claramente el tipo de relleno requerido. Si no se especifica ningún tipo de relleno, la especificación vuelve al tipo "BS".

  • Aumente la incrustación mínima: considere aumentar la incrustación mínima de las paredes MSE de 1 pie a 2 pies por debajo del grado terminado. En proyectos donde se debe colocar una pequeña cantidad de relleno debajo de la pared, el diseñador puede especificar una incrustación mínima de 2 pies por debajo del nivel terminado o del suelo natural, lo que sea menor.

    La incrustación estándar de las paredes MSE actualmente debe ser de 1 pie a menos que se indique lo contrario en los planos. Varios distritos de TxDOT requieren una incrustación mínima de 2 pies. Dos pies dan un mayor margen de error contra estudios o nivelaciones inexactos, y proporciona una medida adicional de estabilidad en suelos blandos. Los proyectos sobre terreno duro o que requieren excavación en roca pueden querer retener la incrustación de 1 pie.

  • Pendientes pronunciadas: Desaconseje la colocación de paredes en pendientes más pronunciadas que 4:1. Muchos suelos en Texas exhiben estabilidad marginal de pendiente a 3: 1 o incluso 4: 1. La carga adicional de una pared en estas pendientes reduce su estabilidad y puede provocar una falla. Si los requisitos del proyecto dictan muros en pendientes (muros encaramados), se debe realizar un análisis detallado de la estabilidad de la pendiente y se deben tomar medidas para garantizar la estabilidad de la pared.

  • Evite el uso de relleno estabilizado con cemento: Aunque el relleno estabilizado con cemento es una opción permitida en nuestras especificaciones estándar y es una solución fácil a corto plazo, afecta el rendimiento a largo plazo de la pared porque reduce la flexibilidad de la pared y no permite el drenaje a través de la pared. En los proyectos en los que se prevé el asentamiento debido a suelos blandos, se debe agregar una nota general a los planes que eliminen el relleno estabilizado con cemento como una opción.

    Los muros de contención sirven bien, pero hay algunos puntos clave para el rendimiento exitoso de los muros: se debe elegir el sistema correcto para cada ubicación y se deben emplear prácticas de construcción adecuadas. Además, como se describió anteriormente, hay una serie de problemas de diseño y mantenimiento que son igualmente importantes.

Revisión del sistema de muro de contención patentado

Sistema de muro de contención de bloques de hormigón

Sistemas tipo panel de tierra estabilizados mecánicamente

Pérdida de relleno en tierra estabilizada mecánicamente