DESARROLLO DISEÑO MURO GAVION

INTRODUCCIÓN

El buen desempeño de las estructuras es resultado de un buen diseño, por esta razón en esta oportunidad haremos la verificación del dimensionamiento del muro de contención a base de colchones de gaviones con el objetivo de verificar si cumple o no con el diseño que garantice el buen trabajo de los mismos como:

 Resistencia al volcamiento

 Resistencia al deslizamiento

 Profundidad de socavación

 La capacidad portante del terreno

Así como también verificando los valores obtenidos en campo y el uso de un software GEO5 seguido de ello la comparación de los resultados obtenidos, como también el cuidado y mantenimiento de esta e esta estructura.

UBICACIÓN Y DESCRIPCIÓN DEL MURO

Son estructuras de sostenimiento de constitución flexible y de forma rectangular prismática, manufacturadas mediante mallas metálicas de dimensiones definidas por el diseño, las cuales al unirse van formando cajas de varias dimensiones y son rellenaos con agregado grueso (piedras medianas y grandes), mayormente de dimensiones que varían entre 15 a 45 centímetros.

1.1. UBICACIÓN

El muro está ubicado en un tramo de la vía alto de ventanas a la vereda el cedro en el Municipio de Yarumal Departamento de Antioquia

DESCRIPCIÓN DE LA ESTRUCTURA

 En campo se pudo observar que el muro de contención o estructura de sostenimiento propuesta son gaviones.

 También podemos mencionar que en los gaviones se debe incorporar mortero para su asentado de manera irregular.

1.2. PROPUESTA VISTA EN CAMPO:

A. CALCULO PARA DISEÑO DE GAVIONES

Datos

 = 1,800 Kg/m³

A = 6.1 m²

 = 30º

h = 3.60 m.

b = 2.60 m.

 = 1.50 Kg/cm²

f = 0.60

Tipo de suelo: granular grueso de baja permeabilidad Sobrecarga, s/c= 1ton/m2

Coeficiente de cohesión, c = 0º

CALCULOS PREVIOS Cálculo de H:

H = [ h + ( b – a ) Tang  ] Cos  = [ 3.6 + ( 2.60 – 1.00 ) Tang 10º ] Cos 10º H = 3.82 m.

Cálculo del Peso específico del material de Relleno Utilizamos la fórmula:

relleno =  [ 1 - ( e / 100 ) ]

De la tabla:

Materi

al Densidad del Gabión

Kg/m³

Canto Rodado 1,800

Granito 1,650

Basalto 1,700

Ladrillo 1,240

Ripio 1,500

Arenisca 1,390

Piedra Caliza 1,440

Tenemos para e= 30% ( valor promedio ) Reemplazamos en la fórmula:

relleno = 1,800 Kg/m³ [ 1 - ( 30 / 100 ) ]

relleno = 1,260 Kg/m³

CALCULO DE LOS EMPUJES

Para el cálculo de los empujes, utilizamos los gráficos presentados al final del capítulo signados como G-1 y G-2; donde se puede calcular los coeficientes de empuje vertical y horizontal.

Para el tipo de suelo granular de baja permeabilidad, le correspondería la curva 2 y un ángulo = 30º, con lo cual obtenemos:

Kh = 880 Kg/m² y Kv = 430 Kg/m² En las ecuaciones de Terzagui:

Ph = ( Kh * H² ) / 2 = [ 880 Kg/m² * (3.82 m.)² ] / 2 = 6,421 Kg.

Pv = ( Kv * H² ) / 2 = [ 430 Kg/m² * (3.82 m.)² ] / 2 = 3,137 Kg.

CALCULO DEL PESO DEL GAVION

W = A * relleno = 6.1 m² * 1,260 Kg/m³ W

= 7,686 Kg.

CALCULO DE LOS MOMENTOS

Previamente se determinan las coordenadas ( d ) y ( s ), las cuales corresponden al punto de aplicación de la resultante del Empuje Total de la ladera, con respecto al punto

“O” y serán:

d = H/3 - b * Sen = (3.82 / 3) – (2.6 * Sen 10º) = 0.822  0.82 m.

s = b*Cos + H *Tang = (2.6*Cos 10º)+3.82*Tang10º = 3.2341  3.23 m.

Luego calculamos las coordenadas del centro de gravedad (c.g.) del gavión:

ygg = A 1 y 1 + A 2 y 2 + A 3 y 3 + A 4 y 4 = 1.46 m.

AT

xgg = A 1 x 1 + 2 A x 2 + A 3 x 3 + A 4 4 x = 1.65 m.

AT

La distancia “r” entre el punto “O” y el punto “c.g.”, será:

r = xcg * Cos  + yg * Sen  = 1.46 Cos 10º + 1.65 Sen 10º = 1.72

Por lo tanto, el Momento Volcador se obtiene de:

Mv = Ph * d = 6,421 * 0.82 = 5,265.22 Kg-m

El Momento estabilizador será:

Me = W * r + Pv * s = 7,686 * 1.72 + 3,137 * 3.23 = 23,352.43 Kg-m

VERIFICACION AL VUELCO

F.S.v = Me / Mv = 23,352.43 / 5,265.22 = 4.44 > 1.5 ok

VERIFICACION AL DESLIZAMIENTO

Se calcula primeramente la componente normal y tangencial de la resultante respecto de la base:

N = Ph * Sen + [W + Pv) Cos] = 6,421*Sen10º + [(7,686+3,137) Cos10º] = 11,773.57

T = Ph * Cos - [W + Pv) Sen] = 6,421*Cos10º - [(7,686+3,137) Sen10º] = 4,444.06

Entonces:

F.S.d = N / T = 11,773.57 / 4,444.06 = 2.65 > 1.5 ok

VERIFICACION DE LOS ASENTAMIENTOS La excentricidad está dada por:

e = (b/2)–[(Me– Mv) /N] = (2.6/2)- [ (23,352.43 – 5,265.22) /11,773.57) = -0.24m.

b / 6 = 2.6 / 6= 0.43 > 0.20

 Se comprueba que el Gavión trabaja a compresión.

Los asentamientos máximos y mínimos serán:

1 = N * [ 1 + 6e ] = 11,773.57 * [ 1 + 6 * ( -0.24 )] = 0.45 Kg/cm² < t

b*1 b 260 * 100 260

2 = N * [ 1 - 6e ] = 11,773.57 * [ 1 - 6 * ( -0.24 )] = 0.455 Kg/cm² < t

b*1 b 260 * 100 260

Por lo tanto, la estructura de protección cumple con la condición de trabajar a la comprensión y el suelo soporta los asentamientos máximos y mínimos.

B. VERIFICACIÓN CON SOFTWARE:

Se ha utilizado el programa GEO 5 – versión Demo para la verificación del cálculo del Factor de Seguridad.

El programa se utiliza para realizar el análisis de la estabilidad de taludes (Terraplenes, cortes tierra, ancladas estructuras de contención, muros de suelo reforzado, etc.). Se utiliza principalmente para la comprobación de la estabilidad del gavión.

PROCEDIMIENTO

PARA EL TALUD AGUAS ABAJO

Se definen los datos básicos en la sección “Proyecto”. Este cuadro contiene campos de entrada para introducir la información básica sobre la tarea a

analizar. Ej.: Información del proyecto, descripción del proyecto, fecha, etc. Esta información será utilizada en el futuro para las salidas de impresión de textos y gráficos

En el cuadro de “Configuración” se introduce los estándares y teoría de análisis, la forma de proporcionar seguridad para una estructura y coeficientes individuales del análisis.

Se introduce las distintas interfaces de suelo dentro del cuerpo del suelo

En el cuadro “Suelos” se anotan Las características de suelo se especifican en el programa. Estas características serán detalladas en los capítulos: "Datos básicos",

"Aumento de presión", "Foliación" y "Influencia del agua". La introducción de futuros parámetros depende del tipo de análisis seleccionado (estado de tensión: efectivo / total) el cual es configurado en la lista desplegable. En el cuadro “Datos Básicos” introducimos parámetros básicos de suelo: peso unitario del suelo, estado de tensión, ángulo de fricción interna y cohesión del suelo, etc. El valor particular es obtenido a partir de estudios

geotécnicos o de experimentos en laboratorios que nos ha proporcionado la tesis encontrada en la biblioteca.

C. CONCLUSIONES

 Las piedras que conforman los gaviones tienen que estar alineadas para

que haya una mejor distribución de esfuerzos y deformación del alambre

 Los gaviones funcionan a gravedad es por ello que son muy voluminosos

RECOMENDACIONES

 En zonas urbanas se debe de evitar el uso de gaviones, porque es proliferación de animales que se desarrollan en los espacios vacíos y es una fuente de contaminación

 Se debe desarrollar un programa educativo para hacer conocer a los pobladores las áreas donde no es conveniente edificar sus viviendas y el peligro que significa ubicar los poblados en zonas críticas, ya que se ha observados casos de gente que se instala en áreas críticas a sabiendas del peligro existente con el fin de exigir luego al gobierno su reubicación.

 En general, los suelos son suelos blandos, sueltos y muy húmedos por lo que les corresponde periodos de vibración largos, en tal sentido se

recomienda que las construcciones de albañilería cuenten en lo posible con igual densidad de muros en ambas direcciones y en estructuras de concreto armado estas deberán tener periodos de vibracón cortos.