INFORME TERRAMESH
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1. Introducción
Una estructura de suelo reforzado consiste en la introducción de elementos resistentes a tracción
convenientemente orientados, que aumentan la resistencia del suelo y disminuyen las
deformaciones del macizo.
Así nació el Sistema Terramesh®, basándose en el principio de suelo reforzado anteriormente
explicado y la tecnología desarrollada a inicios de los años 60 por el Profesor Henri Vidal conocida
mundialmente como “terre armée" (tierra armada). Está idea puede ser encontrada en la misma
naturaleza, tan solo observando como el suelo gana resistencia por la presencia de raíces (fibras)
en su estructura que trabajan como tensores.
2. Objetivos
Conocer un sistema de contención alternativo a los muros de Hormigon armado o ciclópeo
Entender la manera en que funciona el sistema Terramesh
Aprender a diseñar este tipo de muro
3. Marco teórico
El Sistema Terramesh® es un sistema modular versátil utilizado en aplicaciones de refuerzo de
suelo. Las estructuras Terramesh® se basan en la malla de acero colocada horizontalmente en el
talud con el relleno compactado sobre él. El elemento tipo gavión del Sistema Terramesh® se
integra completamente con el refuerzo de acero y malla, dependiente del uso final de la
estructura.
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El refuerzo de malla de alambre de triple torsión aprovecha la fricción que actúa a lo largo de la
superficie del alambre y, lo más importante, de las propiedades mecánicas por interlocking entre la
malla y el suelo del relleno estructural. Por durabilidad, la malla de alambre cubierto de zinc está
protegida por otra barrera hecha de PVC.
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Pre dimensionamiento
Las longitudes de los bloque de gaviones serán de acuerdo a la recomendaciones especificadas por
MACCAFERRI, que es la empresa que desarrollo este sistema y la cual provee geomallas para la
construcción de la misma
Largo de cola : 3.0 m (Mínimo) Ancho : 2.0 m
Altura : 0.5 y 1.0 m
Sera necesario calcular la presión activa del suelo producido por la cuña de falla
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Donde:
H = Altura del muro
PG = Peso de los bloques de gaviones
PB = peso del suelo reforzado con la malla de alambre
P = Peso de la cuña o bloque de falla
α = Angulo de inclinación del muro
𝛿 = Angulo de inclinación del empuje activo ( ≈ α)
𝜙 = Angulo de fricción interna del suelo
𝜌 = Angulo del bloque de falla, medido desde la base
Usando las leyes trigonométricas tenemos:
( )
( ) ( )
𝜌 (
)
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Se halla el valor de empuje activo, producido tanto por el bloque de falla como por el producido por la sobrecarga Q. Se debe hallar los valores de ambos empujes activos, así como su ubicación, para poder hallar el Empuje Activo Total y sus coordenadas de aplicación.
También podemos hallar el valor empuje pasivo por el método de Rankine, pero al ser pequeña y al ser una carga que puede desaparecer con el tiempo, se la puede despreciar a la hora del diseño al igual que en muros de hormigón armado
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A. Verificación contra el deslizamiento
T = N x tan (Øb)
T = La fricción del suelo actuante en la base de la estructura
N= Componente normal del sistema de fuerzas o carga vertical total sobre el suelo
tan (Øb)= Angulo de fricción entre el suelo de fundación y la base de la estructura
L = Largo del refuerzo de la estructura de contención
W = peso propio del bloque de refuerzo (paramento frontal + masa de suelo reforzado) q = carga distribuida sobre el terraplén
B. Verificación contra el vuelco
PG = peso del paramento frontal (elementos Terramesh®)
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XG = coord. X del centro de gravedad del paramento frontal
PB = peso del macizo de suelo reforzado
XB = coord. X del centro de grav. del macizo del suelo reforzado
XEa = coord. X del punto de aplicación del empuje activo
q = carga distribuida
L = largo del refuerzo
XQ = coord. X de la resultante de la carga distribuida en los refuerzos
Ep = empuje pasivo
yEp = coord. Y del punto de aplicación del empuje pasivo
yEa = coord. Y del punto de aplicación del empuje activo
C. Presiones en la fundación
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A través del equilibrio de momentos actuantes sobre la estructura de contención, se puede
determinar el punto de aplicación de la fuerza normal “N”.
e = B / 2 - [ ( Mest ) - ( Mdesest ) ] / N
Es posible calcular entonces, la presión promedio equivalente (pmed) que actúa en la fundación,
por la ecuación:
pmeq = N / Br
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4. Ejemplo
Se pide diseñar un muro TERRAMESH con las siguientes condiciones
Sobrecarga Q = 20 KN/m Peso específico de la piedra de relleno γp=2.43 ton/m³ Material de relleno Peso específico γ = 24 KN/m³ Angulo fricción interna 𝜙 = 30° Cohesión c = 0 KN/m³ Material mejorado de la base Peso específico γ = 18 KN/m³ Angulo fricción interna 𝜙 = 40° Cohesión c = 0 KN/m³ Suelo de la fundación Peso específico γ = 18 KN/m³ Angulo fricción interna 𝜙 = 20° Cohesión c = 0 KN/m³ Capacidad ultima de apoyo qu=250KN/m³
4.1 Predimensionamiento.-
Siguiendo los parámetros de pre-dimensionamiento, se asigno las distancias y longitudes tal como
se aprecia en la figura anterior. Para minorar el componente horizontal del empuje activo del suelo,
se dio al muro una inclinación de 6°
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4.2 Calculo del bloque de falla y el empuje activo máximo
Con la ayuda de una tabla Excel, se fue variando el ancho AB del bloque de falla, y así se hallo el
ángulo de falla del bloque (𝜌), que es el que corresponde al ángulo medido desde la base y que
produce mayor empuje activo por parte de bloque de falla
AB
m KN / m KN / m
0.5 79.68 29.25 49.26
1 75.48 58.50 79.83
1.5 71.43 87.75 103.94
2 67.57 117.00 120.77
2.5 63.91 146.25 131.91
3 60.46 175.50 138.51
3.5 57.24 204.75 141.42
4 54.23 234.00 141.30
4.5 51.43 263.25 130.90
5 48.84 292.50 123.69
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Basándonos en la seguridad, se adopta el ángulo de inclinación del empuje igual al de inclinación
del terreno, es decir α=𝛿=6°. Para conocer la ubicación del empuje activo, es necesario considerar
por separado el empuje y coordenadas producidas por el bloque de falla y por la sobrecarga
EMPUJE x (m) y (m)
Eaq = 36.03 kN/m 8.59 3.25
Eas = 105.39 kN/m 8.48 2.17
Ea= 141.42 8.51 2.44
NOTA.- La ubicación de ambos empujes se hallan trazando paralelas a la línea de falla (BC) que
pasen por el centro de gravedad, en la intersección con la línea AC
4.3 Verificación contra el vuelco
Para mayor seguridad, despreciamos el empuje activo y la componente vertical del empuje activo
𝛴M.est =PG.XG + PB.XB + q.L.XQ
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𝛴M.est= (117x0.84) + (468x3.34) + (20x4x3.68)
𝛴M.est= 1955.80 kN/m
Los momentos inestabilizantes estarán producidos por la componente vertical del empuje activo
𝛴M.inst= Ea x cos(𝛿-α) x Y = 141.42 x cos (6-6) x 2.44
𝛴M.inst= 345.06 kN/m
El factor de seguridad contra el vuelco será:
OK¡
4.4 Verificación contra el deslizamiento
El análisis se lo hace por metro de profundidad
Pg = γg x H x Lg x 1 = 24 x 6.5 x 1 x 1 = 156 kN
Pb = γ x H x Lb x 1 = 18 x 6.5 x 4 x 1 = 468 kN
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W = Pg + Pb = 624 kN
Por lo tanto la carga vertical total sobre la base del muro será:
N = W + (q x Lb) + ( Ea x sen(𝛿-α) )
N = 624 + (20 x 4) + (141.42 x sen(6-6)) =704kN
Como se desprecia el empuje pasivo, la fuerza estabilizante solo será la fricción en el suelo de
apoyo:
=T = N x tan (Øb) = 704 x tan (40) =590.73 kN
Las fuerzas des-estabilizantes serán:
𝛴F.inst = Ea x cos (𝛿-α) =141.42 cos (6-6) = 141.42 kN
El factor de seguridad será
OK¡
4.5 Presiones en la fundación
Calculamos la excentricidad de la resultante de fuerzas sobre la estructura
e = B / 2 - (Mest - Minst) / N = 5 / 2 - (1955.80 - 345.06) / 704
e = 0.21 m
Br= B-2e = 5 – (2x0.21) = 4.58 m
La presión media en la base del muro será:
q.med = N / Br = 704 /4.58 =153.71 kN/m²
El factor de seguridad sera:
OK¡