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Weber - Saint-Gobain

Rellenos en Trasdoses

Introducción

El árido ligero Arlita® Leca® combina dos factores que lo hacen muy interesante como material de relleno de trasdós de muros de contención de gran altura, por un lado su ligereza y por otro un elevado ángulo de rozamiento interno.

Las principales ventajas son:

• Reduce el empuje 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® Leca® actúan como amortiguadores de la presión ejercida por el terreno.

En estribos de puentes, la utilización de arcilla expandida reduce el riesgo de asientos en la transición de estructura-relleno

Solución

En las siguientes figuras se muestran soluciones generales donde se ha empleado Arlita® Leca® para reducir el empuje de tierras horizontal contra determinadas estructuras. 

Estabilidad de una pendiente tras un muro de contención:

Es importante remarcar que las soluciones requieren que la pendiente existente detrás de las estructuras sea estable. Si la pendiente existente no es estable, o si el resultado de las excavaciones requeridas para llevar a cabo la estructura da lugar a una pendiente inestable, es posible conseguir condiciones de estabilidad empleando material de relleno convencional (grava) en la parte inferior de la siguiente estructura.

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® Leca®. Se puede ver claramente la reducción considerable que existe en el empuje que soporta la pared cuando se emplea Arlita® Leca®. 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:

La figura A muestra el empuje de tierras ejercido contra un muro de contención, con y sin relleno de Arlita® Leca®. Como se puede ver en la figura, el uso de Arlita® Leca® 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. El muro de contención segmentado colapsa en secciones más reducidas debido a su estructura segmentada. La combinación de Arlita® Leca® 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.

Emjpuje 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® Leca®. La figura muestra que la reducción del empuje obtenida gracias al uso de relleno de Arlita® Leca® 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.

 

Ejemplo

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
  • Empuje de tierras activo, sA
  • Empuje de tierras pasivo, sP

Los edificios, así como otras estructuras de gran tamaño, que tienen un movimiento relativo nulo, están expuestos a un empuje de tierras en reposo.

Las estructuras de menor tamaño, como pueden ser los muros de contención, pueden desplazarse respecto al suelo circundante.

Empuje de tierras activo

 La siguiente figura muestra un muro de contención separándose del suelo circundante. Esto causa una reducción en el empuje de tierras que soporta el muro, y se define como empuje de tierras activo.

Empuje de tierras pasivo

La siguiente figura muestra un muro de contención desplazándose hacia el suelo circundante. Esto causa 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.

La rugosidad es el factor entre el esfuerzo de corte del suelo y el esfuerzo contra el muro. En el caso de un muro suave, la rugosidad será r = 0.

El ángulo de fricción en movimiento se define como:

 Suele ser habitual emplear factores de material cuando se están diseñando estructuras relevantes. Sin embargo, en estos ejemplos, se emplean factores de seguridad en lugar de factores de material. El objetivo principal de estos ejemplos es mostrar la diferencia de empuje de tierras que existe entre un material de relleno convencional y un material de relleno ligero, como Arlita® Leca®.