ES2212515T3 - Pared de soporte. - Google Patents

Abstract

MURO DE APOYO, EN PARTICULAR PARA SOPORTAR LADERAS, DIQUES, BARRERAS DE INSONORIZACION, CON UNOS ELEMENTOS FRONTALES (1) ANCLADOS MEDIANTE ELEMENTOS DE TRACCION (5, 6) EN UN MATERIAL DE RELLENO (11), QUE DEJANDO EVENTUALMENTE UNOS ESPACIOS INTERMEDIOS QUE SE PUEDAN LLENAR CON EL MATERIAL DE RELLENO, ESTAN DISPUESTOS POR BANDAS DECALADOS ENTRE SI, DONDE ENTRE DOS BANDAS CONSECUTIVAS DE ELEMENTOS FRONTALES ESTAN SITUADOS UNOS ELEMENTOS DE APOYO DE COMPRESION (4), PREFERENTEMENTE DEFORMABLES PLASTICAMENTE, CUYOS ELEMENTOS DE APOYO (4) REDUCEN SU ALTURA AL APARECER UNA FUERZA DE COMPRESION PREDETERMINADA EN DIRECCION VERTICAL, PREFERENTEMENTE CONFORME A LA COMPACTACION DEL MATERIAL DE RELLENO (11) DURANTE LA CONSTRUCCION DEL MURO.

Description

Pared de soporte.

La invención se refiere a un muro de contención conforme al preámbulo de la reivindicación 1.

Las estructuras de muro de contención de esta clase se basan en el principio de unión íntima suelo-anclaje, en donde un muro delantero formado con elementos frontales se une con el material de relleno terraplenado detrás del mismo para formar un cuerpo compuesto, con lo que se hace posible una protección contra deslizamientos de tierra. Los elementos frontales dispuestos normalmente de forma decalada entre sí están unidos, mediante elementos de tracción resistentes a la corrosión, con elementos de inversión tendidos por el lado trasero del muro, por medio de lo cual se sujetan los elementos frontales en su posición. Los elementos de tracción también pueden anclarse en el material de relleno mediante rozamiento. Del mismo modo los dos muros exteriores, en caso de levantarse un dique, pueden componerse de elementos frontales. El verdadero cuerpo del muro está formado con ello un material de relleno comprimido por capas, que no puede desviarse a causa de los elementos frontales y los elementos de tracción y, por medio de esto, se ve forzado como cuerpo compuesto a ejercer una acción de soporte conjunta.

Mediante el documento AT 383 167 B se ha conocido un muro de contención, en el que se han previsto elementos frontales con sección transversal en forma de L. Estos elementos frontales están asegurados con anclajes que atraviesan los segmentos, que discurren casi horizontalmente, de los elementos frontales y están anclados en el material de relleno. En este muro de contención conocido se han previsto entre las mortajas aisladas elementos de apoyo elásticos, que se ocupan de una unión articulada con determinados límites.

Evidentemente se produce con ello el inconveniente de que, en una estructura de esta clase de un muro de contención, no puede limitarse de modo digno de mención una concentración de fuerzas entre elemento frontal y elemento frontal por el lado delantero de un muro de contención de este tipo.

El objetivo de la invención es evitar este inconveniente y proponer un muro de contención de la clase citada al comienzo, que sea insensible a variaciones de posición del material de relleno que se produzcan con relativa lentitud, durante o después de la erección del muro de contención, y en el que se evite una concentración de fuerzas entre elemento frontal y elemento frontal.

Esto se consigue conforme a la invención, en un muro de contención de la clase citada al comienzo, mediante las particularidades características de la reivindicación 1.

A diferencia de los muros de contención conocidos, que fundamentalmente en su mayoría sólo prevén elementos de apoyo con reducida capacidad de deformación elástica, con lo que se obtiene un muro de contención con escasa capacidad de deformación, mediante las medidas propuestas se garantiza la obtención de una estructura vertical o que puede deformarse plásticamente hacia atrás en el plano del muro, ya que el aplanado de los elementos frontales, de forma correspondiente a la compresión del material de relleno durante la instalación del muro, reduce su altura en los elementos de apoyo que pueden deformarse plásticamente con relativa amplitud a causa de la estructura alveolar. El muro de contención conforme a la invención no es de este modo una obra rígida sino una configurada a propósito con capacidad de deformación.

Mediante los elementos de apoyo propuestos se crea para cada elemento frontal una clase de apoyo establecida estáticamente y, de este modo, un montaje sin forzamientos, con lo que todo el muro de contención conforme a la invención permanece insensible a las deformaciones.

Con ello se garantiza mediante la estructura alveolar de los elementos de apoyo que, según la necesidad, pueda alcanzarse una correspondientemente amplia deformación plástica de los elementos de apoyo.

Mediante las propiedades de la reivindicación 2 se obtiene la ventaja de que, durante desplazamientos horizontales de los elementos frontales entre sí por los motivos que sean, se evitan desprendimientos en los elementos frontales que se producen rápidamente en muros de contención habituales. Esto está obligado por el hecho de que la estructura alveolar de los elementos de apoyo, con una carga vertical con desplazamiento horizontal simultáneo, cede con cargas bastante menores y con ello se eliminan las tensiones que se produzcan.

Mediante el documento DE 30 34 453 A se ha conocido un muro de contención estructurado con elementos de soga y tizón, en el que están previstas plantillas entre superficies de tope de elementos de tizón cooperantes y entre las mortajas. Con ello estas plantillas pueden deformarse elástica o plásticamente. Con ello se limita la capacidad de deformación para preservar una suficiente seguridad local contra deslizamiento, de tal manera que mediante las plantillas sólo se permite una deformación relativamente reducida.

Asimismo pueden estar previstas las particularidades de la reivindicación 3.

En el interior del cuerpo del muro se han previsto de este modo también elementos de tracción tales, que no están unidos a los elementos frontales y sin embargo contribuyen a asegurar el muro de contención conforme a la invención.

La invención se explica en detalle con base a los ejemplos de ejecución representados en los dibujos. Con ello muestran

la fig. 1 un corte a través de una representación esquemática de una forma de ejecución del muro de contención conforme a la invención;

la fig. 2 un corte a través de una representación esquemática de una estructura de dique con un muro de contención conforme a la invención;

la fig. 3 una vista frontal de una forma de ejecución del muro de contención conforme a la invención;

la fig. 4 un corte a través de la estructura del muro conforme a la fig.3 y

la fig. 5 un diagrama de aplicación de fuerzas para una forma de ejecución del muro de contención conforme a la invención.

La representación esquemática en la fig. 1 muestra un muro de contención que asegura contra resbalamiento una rampa 10. El muro de contención mostrado es también adecuado para diques, terraplenes y diques antirruido u obras similares con riesgo de resbalamiento. En el lado delantero del muro de contención se han previsto elementos frontales 1, que se han rellenado posteriormente con un material de relleno 11 comprimido en el que están anclados elementos de tracción 2, unidos fijamente a los elementos frontales 1. Los elementos de tracción 2 con preferencia resistentes a la corrosión presentan en sus extremos libres elementos desviadores no representados, que transmiten al material de relleno 11 las fuerzas de desplazamiento que actúan sobre los elementos frontales. Sin embargo, los elementos de tracción 2 pueden estar también anclados en el material de relleno solamente mediante rozamiento. El cuerpo del muro está formado, aparte de por los elementos frontales 1 que pueden estar formados por ejemplo por piezas acabadas de hormigón armado en forma de escuadra, por un material de relleno 11 comprimido por capas. El cuerpo del muro formado de esta forma no puede desviarse a causa de los elementos frontales 1 y los elementos de tracción 2 y, por medio de esto, se ve forzado como cuerpo compuesto a ejercer una acción de soporte conjunta.

Normalmente los elementos frontales 1 están dispuestos de forma decalada entre sí a modo de mortaja, con la configuración de espacios intermedios o cámaras que pueden rellenarse de material de relleno (fig. 3). Sin embargo, los elementos frontales 1 también pueden estar tendidos en una posición en la que en cada caso chocan unos con otros. El material de relleno puede estar compuesto del material que existe naturalmente en la pendiente, p.ej. tierra, o puede tratarse con ello de un terraplenado artificial, p.ej. balasto o similar.

Conforme a la invención se ha previsto ahora conforme a la representación de la fig. 3 que, entre mortajas consecutivas de elementos frontales 1, estén dispuestos con preferencia elementos de apoyo 4 por compresión, que pueden deformarse plásticamente y, al producirse una presión predeterminada, reduzcan su altura en dirección vertical, con preferencia de forma correspondiente a la compresión del material de relleno 11 durante la instalación del muro.

De este modo puede impedirse una concentración de fuerzas en el lado delantero del muro, que aparece en caso contrario y que produce en muros de contención habituales entre elemento frontal 1 y elemento frontal 1. Al alcanzarse una determinada presión a calcular sobre los elementos de apoyo 4, estos reducen su altura a causa de su capacidad de deformación plástica, con lo que se asienta la región de pared situada encima, y precisamente con un cálculo correcto correspondiente a la compresión del material de relleno durante la instalación del muro, de tal manera que no se produce ninguna variación del sistema estático del muro como consecuencia de deformaciones.

Han demostrado ser especialmente adecuados elementos de apoyo, que están formados por placas de material sintético con una estructura alveolar vertical, visto en posición de uso. Al producirse una carga predeterminada, estas estructuras alveolares se comprimen y ceden con ello de forma correspondiente a la carga surgida.

En la fig. 5 se ha indicado un ejemplo de un diagrama de aplicación de cargas para un muro de contención conforme a la invención, aplicándose como ordenada la deformación \varepsilon y como abcisa la presión vertical \sigma que se produce en el muro de contención. Para una línea de trabajo así es necesario establecer en cada caso determinadas premisas, que pueden divergir mucho para diferentes materiales de relleno o suelos. Sin embargo quiere lograrse que, durante el tendido de los elementos frontales y durante la introducción del material de relleno y su compresión, no se produzca ninguna deformación, o sólo una reducida, de los elementos de apoyo 4 (zona de deformación elástica B3 en la fig. 5).

Tras la zona de deformación elástica B3, los elementos de apoyo 4 preferentemente alveolares deben dejar de actuar plásticamente, al producirse una presión predeterminada \sigma_{B}, sin una absorción de fuerza notable (zona de deformación plástica B4), p.ej., mediante rotura de la estructura alveolar que se produzca en el punto de inflexión de la línea de trabajo. Esta proporción de la deformación se corresponde aproximadamente con el asiento compensador del cuerpo compuesto precomprimido del muro de contención conforme a la invención, bajo la acción de la resultante total formada por el propio peso del material de relleno y la proporción vertical de la presión terrestre activa sobre el muro de contención conforme a la invención, y depende mucho de las características del suelo del material de relleno y de la calidad de la compresión. Después de producirse un fallo completo de funcionamiento, permanece como proporción ulterior en altura una altura residual de los elementos de apoyo. En total se añaden estas magnitudes aisladas a la altura total necesaria de los elementos de apoyo d, que se compone de la forma siguiente.

d = d_{e} + d_{p} + d_{r}

A continuación puede verse un ejemplo de un dimensionamiento de elementos de apoyo, que sin embargo no debe entenderse como una limitación de la invención en cuanto a los materiales o grosores a utilizar.

d_{e} (elástico):

Suponiendo una deformación elástica del 10% se obtiene, con un elemento de apoyo de 10 mm de grosor, d_{e} =1,0 mm.

d_{p} (plástico):

Para la proporción plástica se supone como índice de rigidez del material de relleno = 6 MN/m^{2} (6.000 kN/m^{2}). Con una pared de altura h = 6,0 m y un peso espacial del material de relleno de G = 18 kN/m^{3}, la compresión del material de relleno \sigma = G x h = 108 kN/m^{2}. Bajo esta presión el material de relleno se deforma en \varepsilon = \sigma/s = 0,018 de la altura del muro. Con una altura de mortaja de los elementos frontales de
h_{s} = 0,333 m, la proporción plástica en la altura de los elementos de apoyo es por tanto d_{p} = h_{s} x \varepsilon = 0,006 m.

d_{r} (altura residual):

Como altura residual se toman por ejemplo 3mm.

La altura o el grosor total de los elementos de apoyo es por tanto de 10 mm, de tal forma que supone 30 mm en la altura de los elementos de apoyo por metro de altura del muro, lo que significa aproximadamente prever un 3% de elementos deformables entre las piezas acabadas.

En la forma de ejecución conforme a las figuras 3, 4 cada elemento frontal 1 aislado de una mortaja de elementos frontales está situado en cada caso sobre dos elementos de apoyo-compresión 4, dispuestos en los extremos, como soportes de campo único que, a su vez, están situados sobre los elementos frontales 1 de la mortaja de elementos frontales situada debajo o sobre la cimentación.

La capacidad de deformación así obtenida del muro permite compensar las tensiones en la obra, que se producen en caso contrario durante la erección, con lo que se obtiene automáticamente un estado equilibrado dentro del muro de contención. Los elementos frontales 1 del muro de contención no entran por tanto en contacto directo entre ellos y, en consecuencia, tampoco están en contacto directo de transmisión de fuerzas, en donde los elementos de apoyo 4 dispuestos entre los elementos frontales 1 sólo tienen que absorber fuerzas de presión, es decir, las componentes verticales de la presión terrestre.

Como puede verse en las figuras 3, 4, una mejora ulterior del muro de contención conforme a la invención consiste en que sólo una parte de los elementos frontales 1 está unida con los elementos de tracción 6, 5 anclados en el material de relleno.

Los elementos de tracción 5 están con ello unidos fijamente a los elementos frontales 1, mientras que los restantes elementos de tracción 6 no están unidos a los elementos frontales 1, sino que terminan en los espacios intermedios rellenos de material del relleno 11, entre los elementos frontales 1 tendidos de forma decalada, de tal manera que estos elementos de tracción 6 sólo llegan a situarse dentro del material de relleno 11.

La homogeneización así conseguida de la acción de apuntalamiento por parte de los elementos de tracción 2 produce en total un aumento mesurable de la resistencia a los resbalamientos del muro de apoyo conforme a la invención.

Los elementos de tracción 5, 6 pueden extenderse con ello en el material de relleno 11 horizontalmente o inclinados, incorporándose por tanto de abajo hacia arriba durante el llenado y el proceso de compresión del material de relleno. Asimismo el material de relleno 11 puede estar cubierto, en los espacios intermedios, por una capa de material del suelo con capacidad de vegetación, que hace posible plantar en el mismo.La fig. 2 muestra una aplicación especial del muro de contención conforme a la invención, estando formada una estructura de dique por dos muros de contención opuestos, que aseguran el material de terraplenado 11 o el cuerpo del dique 10 contra resbalamientos.

Claims (3)

1. Muro de contención, en especial para apuntalamiento de terraplenes, diques y diques antirruido, etc., con elementos frontales anclados en un material de relleno a través de elementos de tracción que, dado el caso, están dispuestos, con la configuración de espacios intermedios que pueden rellenarse de material de relleno, de forma decalada entre sí a modo de mortaja, estando dispuestos elementos de apoyo (4) que pueden deformarse entre las mortajas de los elementos frontales, caracterizado porque los elementos de apoyo (4) están formados por placas de material sintético, que pueden deformarse plásticamente, con una estructura alveolar vertical – visto en posición de uso - pudiendo desplazarse la estructura alveolar también horizontalmente, durante una deformación plástica vertical.

2. Muro de contención según la reivindicación 1, caracterizado porque hasta una carga que se corresponde fundamentalmente con el propio peso de los elementos frontales, los elementos de apoyo (4) sólo se deforman escasamente y, al superarse esta carga, se produce un fallo casi total de funcionamiento de los elementos de apoyo (4).

3. Muro de contención según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque una parte de los elementos de tracción (5, 6) anclados en el material de relleno (1) no está unida, por el lado de los elementos frontales, con los elementos frontales (1), sino que termina en el material de relleno (11) de los espacios intermedios configurados entre los elementos frontales (1).