Diseño y construcción de un muro mecánicamente estabilizado

Muchos son los factores a tener en cuenta cuando se diseña y proyecta una obra civil. Sin duda la condición de los suelos es un factor determinante. La estabilidad es fundamental en la proyección de una estructura vial, urbana o de cualquier tipo de desarrollo constructivo, por esto hablar de suelo mecánicamente estabilizado es sinónimo de seguridad y estabilidad.  

La historia da cuenta de esta descripcióncuando de MSE se habla. Son más de 30 años de experiencia y efectividad aplicada en diferentes estructuras, que generan confianza en los desarrollos y representan ahorros y eficiencia constructiva que ha sido significativa para los ingenieros.  

Las geomallas uniaxiales de Polietileno de Alta Densidad (HDPE), manufacturadas de una lámina de polímero compuesto coextruido, se han utilizado como alternativas de refuerzo para estructuras MSE, evidenciando la certeza de la solución y dejando experiencias representativas.  

Un caso a destacar es el diseño y construcción de un MSE con geomalla que se construyó para sostener una sección de una importante autopista en México, que además debía incluir la terminación con fachada verde de la estructura de 30.0 m de altura.  

El proyecto contó con el acompañamiento de expertos de Tensar desde el análisis de los suelos, la identificación de los parámetros de diseño, construcción y las revisiones críticas posteriores.  

El contexto 

Localizada en el estado de Veracruz, límites con la Ciudad de Xalapa, la obra tenía como objetivo trazar un paso nivel compuesto por una serie de muros a diferentes alturas, en una sección de la autopista de 222m de longitud y en particular en un tramo de 22 m. 

Como aspecto importante, las condiciones atmosféricas fueron determinantes en la definición de los materiales y el proceso constructivo, debido al clima subtropical con altos índices de pluviosidad presentes. 

Como parte del ejercicio de inspección se llevaron a cabo varios análisis para definir las características del terreno. Además del clima, las variables de sismicidad también fueron importantes identificando que este sector del país hace parte de la zona sísmica B, con un tipo de suelo I que corresponde a terreno firme. Las muestran determinaron que los componentes químicos correspondían a material volcánico densificado alterado por las condiciones climáticas y transformado en un material conocido como tepetate, una arcilla arenosa de dureza intermedia, entre suelo y roca degradada, propia para ser empleada como material de relleno en el desarrollo de obras civiles. 

En el proceso de excavación se observaron filtraciones por aguas subterráneas, razón por la cual fue necesario emplear un sistema de sub drenaje que permitió mitigar la filtración e instalar una capa de geocompuesto en la formación del corte, que posteriormente se complementó un con sistema de canales bajo el área afectada, para conducirla lejos de la fundación y zonas de relleno reforzadas. 

El diseño 

Por la complejidad de la solución y las exigencias técnicas de la vía, fue necesario soportar el desarrollo en las especificaciones estándar para puentes de autopistas (2002), de la Asociación Americana de Funcionarios Estatales de Carreteras y Transporte (AASHTO); así como los lineamientos de diseño para Muros de tierra estabilizados mecánicamente y taludes de suelo reforzado del Instituto Nacional de Carreteras (NHI), versión marzo de 2001.  

Como resultado, se decidió que el refuerzo primario sería una solución fabricada con resina polimérica de polietileno de alta densidad (HDPE) y manufacturada por Tensar. El uso una solución uniaxial (UX) empleando un proceso de perforación que alcanzara condiciones de alta resistencia a la tensión, fue apropiada para el refuerzo de la estructura MSE. La longitud de anclaje máximo para la geomalla primaria fue de 22.5m en este caso.  

Para conformar la fachada envolvente fue necesaria una solución estabilizada al UV, teniendo en cuenta que las soluciones de Tensar son 100% resistentes a los rayos ultravioleta y no se oxidan, lixivian, ni degradan con la luz solar directa.  

En la fase final de diseño y por el acompañamiento en obra, se identificó la necesidad de construir una berma mínima de 1.5m de la base del muro a orillas de la pendiente existente, así como un apoyo de relleno compactado de 4.0m de altura frente al muro MSE como una protección adicional contra la erosión. 

La proximidad de la punta de la pared en relación con la cima existente de la pendiente, que surgió como problema adicional fue resuelta propiciando un retroceso del muro en cerca de 1.5 m.  

La construcción  

Los trabajos que iniciaron en marzo de 2012 se completaron en agosto del mismo año, dejando una obra de las siguientes características:  muro MSE (Km55+041.81 – Km55+263.71), incluyendo el muro más alto (30.3m).  

Para la fachada, además de la geomalla biaxial con protección UV, se instaló un manto de control de erosión (NAG350) empleando escuadras de malla electrosoldada como material no estructurado en cada sección envolvente de 0.5m. La estética vegetal del relleno se obtuvo con la aparición de las lluvias, logrando así que además de convertirse en una solución estable y segura, el muro con suelo mecánicamente estabilizado fuese una obra de arte amable con el medio ambiente.  
Con el paso del tiempo, Tensar y todas las empresas que participamos en el proceso de proyección, diseño y construcción del muro MSE, pudimos constatar que no se detectó movimiento lateral o vertical durante la etapa de construcción.  

Proyectos como estos, respaldan el propósito de Tensar en ser un aliado estratégico, siendo siempre la solución más efectiva, segura y económica para infraestructuras cuya funcionalidad se respalde en el tiempo. 

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