Memoria de calculo suelo reforzado

ESTUDIO GEOMETRICO PARA EL MEJORAMIENTO DE LOS SERVICIOS DE TRANSITABILIDAD DEL PUENTE ESTEBAN PAVLETICH,
CREACIÓN DE LOS SERVICIOS DE TRANSITABILIDAD DEL PUENTE CIRCUNVALACIÓN Y LOS ACCESOS, DISTRITO DE AMARILIS,
PROVINCIA Y DEPARTAMENTO DE HUANUCO Página 1
GOBIERNO REGIONAL DE HUANUCO
GERENCIA DE INFRAESTRUCTURA
SUB GERENCIA DE ESTUDIOS
MUNICIPALIDAD PROVINCIAL DE HUAMALÍES
01.00 CONSIDERACIONES GENERALES
Teniendo en consideración que la contribución de las vías interdistritales, representan
para las ciudades verdaderos factores que promueven el desarrollo económico y social,
propicio el desarrollo del proyecto “MEJORAMIENTO DEL SERVICIO DE
TRANSITABILIDAD DEL PUENTE ESTEBAN PABLETICH, CREACIÓN DE LOS
SERVICIOS DE TRANSITABILIDAD DEL PUENTE CIRCUNVALACIÓN Y ACCESOS
EN LA AV. COLECTORA DISTRITO DE AMARILIS, PROVINCIAY DEPARTAMENTO
DE HUÁNUCO”
La presente Memoria de Cálculo de los análisis de suelo reforzado es un resumen sobre
las consideraciones y procedimientos seguidos desde la evaluación de las conclusiones
y recomendaciones del Estudio de Geotecnia. Todo ello referidos al proyecto:
“MEJORAMIENTO DEL SERVICIO DE TRANSITABILIDAD DEL PUENTE ESTEBAN
PABLETICH, CREACIÓN DE LOS SERVICIOS DE TRANSITABILIDAD DEL PUENTE
CIRCUNVALACIÓN Y ACCESOS EN LA AV. COLECTORA DISTRITO DE AMARILIS,
PROVINCIA Y DEPARTAMENTO DE HUÁNUCO”
La necesidad es cubrir de una forma factible las inestabilidades de plataforma
manifiestas en la zona por donde se emplaza la carretera, por lo que la acción a
desarrollar seria la construcción de muros de sistemas de suelo reforzado con mallas de
doble torsión de sistema estructural tipo Geomallas confinados.
La necesidad era cubrir de una forma inmediata y factible este problema, planteándoles
una solución para un tramo de 56 metros lineales, ya que ellos desconocían de la
funcionabilidad de los sistemas que ofrecemos. Por lo que se recomendó el sistema de
suelo reforzado con Terramesh System, además de incluir un sistema de drenaje en la
parte posterior al muro el cual servirá para evitar que nacientes de agua, nivel freático
elevado o infiltraciones produzcan la saturación del macizo.

01.01 TOPICO DE GEOTEXTIL
El empleo de un geotextil no tejido en un sistema de suelo reforzado aporta la
caracterización:
Para permitir un flujo mayor de líquido a través de un geotextil, los espacios vacíos en él
deben ser mayores. Existe, sin embargo, un límite que es cuando las partículas de suelo
aguas arriba empiezan a pasar a través de los vacíos del geo textil, junto con el líquido
fluyente. Esto puede llevar a una situación inaceptable llamada “bombeo” del suelo.
Este proceso se previene haciendo que los vacíos del geo textil sean lo suficientemente
pequeños como para retener el suelo en el lado aguas arriba de la tela. La fracción gruesa
del suelo es la que debe ser retenida inicialmente y es el tamaño de suelo objetivo en el
proceso de diseño. Estas partículas de tamaño grueso eventualmente bloquean a las
partículas de tamaño más fino constituyen una estructura estable de suelo aguas arriba.
Afortunadamente, los conceptos de filtro están bien establecidos en el diseño de filtros de
suelo, y esas mismas ideas serán usadas para diseñar un adecuado geotextil filtro.
Sistema de homogeneidad y conformidad en toda la estructura de relleno, permitiendo
controles por efectos de punzonamiento y sistema de separación de material contaminado
del material de relleno, previniendo la mezcla de ambos materiales o la disgregación de
los materiales con el paso del tiempo.
01.02 VENTAJAS TECNICO CONSTRUCTIVAS DEL SISTEMADE SUELO REFORZADO
IMPACTO SOCIAL POSITIVO
Los muros de contención con suelo reforzado tienen un Impacto Social Positivo frente a
la solución tradicional de muro concreto.
En un muro de contención con suelo reforzado de 50m de longitud y 3 metros de altura
se generan alrededor de 25 nuevos puestos de trabajo, 3 de los cuales son mano de
obra calificada y 22 son de mano de obra no calificada, con esta solución se generan
nuevas oportunidades de trabajo a los habitantes que viven cerca de la obra y
beneficiándoles con una mejor calidad de vida.
A diferencia de la solución más utilizada en Perú que es Muro de Contención en
Concreto para un muro de contención con las mismas características que las
mencionadas anteriormente sólo se generan 7 nuevos puestos de trabajo, 2 de los
cuales son mano de obra calificada (2 operarios) personal el cual debe de contar con
experiencia y provienen de lugares distintos al de la obra, 5 son mano de obra no
calificada.

MENOR IMPACTO AMBIENTAL
Los muros de contención con suelo reforzado se integran al medio ambiente, permiten el
crecimiento de vegetación entre las piedras y la malla logrando un bajo impacto
ambiental, caso contrario ocurre con el muro de concreto el cual no se integra al medio
ambiente generando un gran impacto ambiental.
Figura 03- Muro de contención con Suelo Reforzado. Figura 04- Muro de contención de Concreto.
Como se puede apreciar en la figura 03 la vegetación se ha desarrollado sobre la
estructura de suelo reforzado esto es debido a la presencia de los vacíos que se
generan entre piedra y piedra que con el transcurso del tiempo éstos son ocupados por
material fino que sirven como material orgánico para que crezca la vegetación, logrando
que la estructura se integre al medio ambiente causando un bajo impacto ambiental.
A diferencia de la figura 04 donde el muro de concreto no se logra integrar al medio
ambiente debido a que no exísten vacíos donde la vegetación se logre desarrollar e
integrarse al medio.
POR SUS CARACTERÍSTICAS
Los muros de contención de suelo reforzado tienen características de ser muros
Flexibles, Permeables, Monolíticos, Durables, Económicos, de Bajo Impacto Ambiental e
Impacto Social Positivo.

02.0 MURO DE SUELO REFORZADO
02.01 INTRODUCCION
Los muros de suelo reforzado (MSR), es un término genérico adoptado para nombrar a los
muros de contención cuya propiedades mecánicas son mejoradas a través del uso de
distintos materiales que, como su nombre indica, ayudarán a estabilizar la estructura y
hacerla más segura, aprovechando de esta manera ventajas estructurales, económicas y
estéticas. En este proyecto se ha considerado un muro de suelo reforzado de 18 m de
altura el cual estará empotrado sobre el terreno.
02.01 SISMICIDAD
La actividad sísmica en nuestro país, es principalmente producida por el fenómeno de
subducción de la Placa de Nazca bajo la Placa Sudamericana a lo largo de todo el litoral
peruano. El área en estudio se encuentra localizada en la ZONA 2, según el Reglamento
Nacional de Edificaciones.
Z = Factor de zona; depende de la zona sísmica donde está ubicado la edificación a
evaluar.
Z = 0.25 la edificación está ubicado en la zona 2.

Para el análisis sísmico se emplearán los coeficientes de aceleración para un 10% de
excedencia en un periodo de retorno de 50 años, el cual conlleva a considerar, para el
análisis pseudo-estático, un coeficiente sísmico igual al 50% del valor de la aceleración
máxima correspondiente a la zona obtenida del mapa presentado en el ANEXO 2
Tabla 01: Criterios de diseño
Fuente: Propia
Descripcion Unidad Criterio Usado
Generalidades
Topografia Curvas de nivel
Tipo de muro Muro de Suelo Reforzado
Inclinacion del muro 0°
Tipo de refuerzo Ninguno
Normas de diseño FHWA - AASHTO
Sistema de drenaje Geocompuesto de drenaje
Analisis de estabilidad
Modelo de Análisis de estabilidad de taludes Método de Bishop
Factor de zona Z = 0,25
Periodo de retorno del sismo de diseño años 50 años
Evento sísmico G 0.24
Coeficiente sismico de diseño 0.12
Factor global pseudo-estático F.S 1.125
Capacidad de soporte estático F.S 1.5
Capacidad de soporte pseudo-estático F.S 1.125
Deslizamiento estático F.S 1.5
Deslizamiento pseudo-estático F.S 1.125
Vuelco estático F.S 1.5
Vuelco pseudo-estático F.S 1.125
Cargas
Sobrecarga t/m2 2
Propiedades mecánicas del suelo de fundación Derecho - Izquierdo
Densidad t/m3 1.989 - 2.004
Ángulo de fricción interna, φ О 29.80 - 31.2
Cohesión, c t/m2 0
Propiedades mecánicas del suelo retenido
Densidad t/m3 1.96
Ángulo de fricción interna, φ О 30.11
Cohesión, c t/m2 1

1. DISEÑO DEL MURO DE SUELO REFORZADO
A continuación se describe de manera sucinta la forma en que se abordaron y resolvieron
las distintas etapas del proceso del Análisis
4.1. CONDICIONES DE SOBRECARGA
Para los muros la carga más crítica será aquella producida por la del camión de 48
TN, la cual descansa sobre 10 ruedas. Para el análisis se considera una sobrecarga
distribuida de 0.80 t/m2, pero para el cálculo se considera 2.00 t/m2, obtenido del cálculo
que se presenta a continuación en la Tabla 02.
Tabla 02: Cálculo de cargas:
Fuente: Propia
4.2. PROPIEDADES DE LOS MATERIALES
Las propiedades de los materiales fueron obtenidas a partir de la evaluación
técnica de campo proporcionada por el cliente mediante ensayos de SPT (Standar
Penetration Test).
4.3. RELLENO ESTRUCTURAL
El relleno estructural es un material muy importante en el diseño del muro de suelo
reforzado, es por ello que se debe tener en cuenta una serie de consideraciones
importantes para obtener una estructura segura y que trabaje como el diseño lo indica.
Todos los materiales de relleno estarán libres de sustancias deletéreas como basura,
materia orgánica, suelos superficiales, saturados o inadecuados y deberán contar con la
verificación de la cantera.
Es aceptable cierta desviación de las propiedades características especificadas,
siempre y cuando el material funcione tal como está previsto en el diseño.
El material para relleno estructural seleccionado será utilizado para la construcción
de los muros, el mismo que será de material granular de origen natural o industrial. El
relleno seleccionado requerido debe de ser homogéneo, libre de materia orgánica e
Peso Bruto del Camión (t) = 48.00
Ancho efectivo - Camión (m) = 2.60
Largo efectivo - Camión (m) = 23.00
Área efectiva - Camión (m2) = 59.80
Sobrecarga S/C (t/m2) = 48.00 = 0.80
59.80
Calculo de Carga

impurezas y conforme a los límites físicos y electroquímicos. Asimismo, los rellenos deben
estar formados por materiales seleccionados provenientes de las canteras o excavaciones
y debe de cumplir con las siguientes características:
· Composición: Suelo granular gravo arenoso, con contenido de finos inferior a
15% (% en peso que pasa bajo la malla Nº 200 según ASTM).
· Límites de Atterberg: El límite líquido de la fracción que pasa bajo la malla ASTM
Nº40 no será superior a 25% y su índice de plasticidad bajo a nulo, es decir, IP<10%.
· Sales Solubles: Como regla general, el contenido de sales solubles totales no
excederá un 1,5% en peso. La supervisión podrá fijar otros límites, considerando las
condiciones de cada sitio, las características de cada estructura en particular y eventuales
medidas de control o mitigación de los efectos de las sales sobre concretos, aceros e
integridad de los rellenos.
· Tamaño Máximo: El tamaño máximo de partículas dependerá del espesor de
capa a compactar, el tamaño y peso del equipo de compactación que se utilice. Se
establece como límite un tamaño máximo de 3” (75 mm).
· Sobre tamaño: De existir, el sobre tamaño no deberá exceder en peso el 10%
previa aprobación. · Huso Granulométrico: La composición granulométrica del material a
usar deberá tener una granulometría dentro del huso especificado en la siguiente Tabla
03.
Tabla 03: Granulometría del relleno estructural
Rango de gradación del relleno estructural
Fuente: Propia
La superficie donde se colocará la capa de relleno debe estar completamente limpia, compacta y
suficientemente pareja y nivelada. Antes de la colocación de cada capa, se dará rugosidad a la
superficie y se humedecerá por aspersión a fin de obtener una buena adherencia con el material
a ser depositado sobre ella. Finalmente, de acuerdo a los criterios de diseño, se ha empleado en

los análisis de estabilidad, un relleno estructural con un ángulo de fricción de 30.11º, cohesión 1
t/m2 y un peso específico de 1.96 t/m3.
4.4. SUELO DEFUNDACIÓN
El proyecto “Sistema Suelo Reforzado - Terramesh Verde Para La Empresa Conalvias”
se encontrará cimentada sobre un suelo que presenta las siguientes características
según las exploraciones a cielo abierto realizado por el cliente : Limo de Alta plasticidad,
que presenta los siguientes parámetros geotécnicos de lado derecho : ángulo de fricción
31.2º, cohesión de 0 t/m2 y un peso específico de 1.989 t/m3. Lado Izquierdo : ángulo de
fricción 31.2º, cohesión de 0 t/m2 y un peso específico de 2.004 t/m3.
4.5. ANÁLISIS DE ESTABILIDADDEL MURO DE SUELO REFORZADO
Los análisis de estabilidad fueron realizados como parte del diseño del muro de
suelo reforzado para la sección más crítica a la cual se le aplica la metodología explicada.
Se presentan a continuación las consideraciones del diseño geotécnico tomadas en
cuenta para la ejecución de los análisis.
4.5.1 METODOLOGÍA DE ANÁLISIS
Para el análisis del muro de suelo reforzado con el Terramesh® System se utilizó
el programa MacStars® 2000. Este software nos permite realizar los siguientes cálculos:
 Verificación contra el deslizamiento
 Verificación contra el vuelco
 Verificación de las presiones aplicadas en la fundación
 Verificación de estabilidad interna
 Verificación de la estabilidad global
La metodología aplicada para el cálculo de estabilidad de los muros de suelo reforzado,
ha sido considerando el manual de la FHWA NHI-00-43 “Mechanically Stabilized Earth
Walls and Reinforced Soil Slopes”. Para el análisis en condición pseudo-estática se
considera que la masa involucrada en la falla está sometida a una fuerza horizontal igual
al peso de dicha masa multiplicado por un coeficiente sísmico, de tal forma que se toma
en cuenta el efecto de las fuerzas inerciales producidas por el evento sísmico de diseño.
Para nuestro análisis se utilizó un coeficiente sísmico de 0,10g de acuerdo con la
sismicidad de la zona.

4.5.2 CRITERIO DE DISEÑO
Los factores de seguridad considerados en el presente diseño cumplen con los mínimos
requeridos según la Tabla 04.
Tabla 04: Factores de seguridad mínimos considerados
Fuente: Propia
4.5.3 CONDICIONES ANALIZADAS
Se han tomado en cuenta las siguientes condiciones para el análisis:
 Condiciones más críticas representadas por la sección de mayor pendiente y
mayor altura de muros, considerando la sobrecarga para el camión.
 Se considera la existencia de superficie de falla tipo circular en la evaluación de
la estabilidad interna a través del relleno estructural.
4.5.4 DISEÑO DEL ANÁLISIS EN EL PROGRAMA MAC STARS 2000
A continuación, se explicará la metodología de diseño utilizada para la verificación de una
estructura en suelo reforzado aplicando el Terramesh® Verde en el programa MAC
STARS 2000, teniendo como principal fuente de datos las características intrínsecas que
brinda esta solución. Para el desarrollo y dimensionamiento de las estructuras de
contención, los empujes laterales generados por el suelo son los elementos más
importantes y relevantes para el análisis de estabilidad. Dichos empujes se generan por el
peso propio del suelo y/o por las sobrecargas aplicadas sobre él, de acuerdo a la
solicitación a considerar. Estos empujes pueden ser de tres tipos diferentes: activo, pasivo
y en reposo; sin embargo, para el análisis de estructuras de contención, los empujes
Tipo de Falla FS
Deslizamiento ≥ 1.5
Vuelco ≥ 1.5
Capacidad de carga ≥ 1.5
Estabilidad interna ≥ 1.5
Deslizamiento ≥ 1.125
Vuelco ≥ 1.125
Capacidad de carga ≥ 1.125
Estabilidad interna ≥ 1.125
Analisis estático
Analisis pseudo-estático

significativos desde el punto de vista de diseño son: el activo y el pasivo. A continuación
se definen ambos términos:
 Empuje Activo: es la presión límite entre el suelo y el muro, producida cuando
existe una tendencia de movimiento en el sentido de “expandir” el suelo
horizontalmente.
 Empuje Pasivo: es la presión límite entre el suelo y el muro, producida cuando
existe una tendencia de movimiento en el sentido de “encoger” el suelo
horizontalmente.
En el siguiente gráfico se puede observar ambos empujes incluyendo el empuje de
reposo. De esta manera, se puede decir que este tipo de estructuras funciona confinando
al suelo, teniendo como consecuencia de este efecto que la situación más crítica de la
estructura se dará cuando exista el mínimo desplazamiento y por consiguiente la máxima
resistencia del suelo.
Fuente: Estructuras de suelo
reforzado con el sistema Terramesh®, MACCAFERRI
Una vez determinados ambos empujes es posible realizar las verificaciones estructurales
y geotécnicas para garantizar el funcionamiento de la estructura: · Verificación contra el
deslizamiento · Verificación contra el vuelco · Presiones en la fundación · Estabilidad
global y estabilidad interna Para ello será necesario dividir los análisis en estático y
pseudo-estático (evento sísmico) para comprender sus particularidades
Una vez determinados ambos empujes es posible realizar las verificaciones estructurales
y geotécnicas para garantizar el funcionamiento de la estructura:
 Verificación contra el deslizamiento
 Verificación contra el vuelco
 Presiones en la fundación
 Estabilidad global y estabilidad interna

Para ello será necesario dividir los análisis en estático y pseudo-estático (evento sísmico)
para comprender sus particularidades, pero antes de empezar con el análisis se
procederá a la introducción de los datos al programa.
4.5.4.1 INTRODUCCIÓN DE DATOS
1. Ejecución del programa sin datos incluidos.
2. Colocación de las propiedades del suelo de fundación y el relleno estructural
según datos de la Tabla 01

3. Configuración de los estratos referenciada según coordenadas de dibujo CAD
4. Configuración de la superficie piezometrica referenciada según coordenadas de
dibujo CAD

5. Configuración del muro
- Se procederá a colocar las características del producto, origen y
dimensiones del muro

- Descripción de los suelos asociados al muro
- En la clase de relleno estructura se coloca arena porque es un material
que dañaría el geotextil. Internamente el programa realizará el castigo
Relleno estructural
Suelo al tardoz
Suelo que compone
el bloque de
cobertura
Suelo que compone
el bloque de
fundación
Clase de relleno
estructural

- Refuerzo Adicional: Para el desarrollo de este análisis se consideró
necesario el refuerzo adicional de geomallas.
6. Información de la sobrecarga según cálculo de la Tabla 02. Y longitud del tramo
bajo la carga.

7. Consideración del efecto sísmico
Para el análisis estático Para el análisis Pseudoestatico

8. Finalmente nos quedará de la siguiente manera para la realización de las
iteraciones en el programa.
Para el análisis
Estático
Para el análisis
Pseudoestatico

4.5.4.2 RESULTADOS OBTENIDOS
A continuación se presentan en la Tabla 05, los resultados obtenidos del software
MacStars® 2000 con las condiciones de suelo antes mencionadas. Los reportes de los
análisis se podrán revisar en el ANEXO 03.
Tabla 05: Resultados obtenidos
Fuente: Propia
Estatico Pseudo-Estatico
5.018 2.371
2.225 1.297
10.344 10.129
2.282 2.066
1.512 1.283
5.272 2.428
2.484 1.416
10.344 10.302
2.282 2.066
1.522 1.291
Deslizamiento
Vuelco
Capacidad de carga
Estab. Interna
Estab. Global
SECCION
TIPICA
DERECHO
6.00 4.00
SECCION
TIPICA
IZQUIERDO
6.00 4.00
Deslizamiento
Vuelco
Capacidad de carga
Estab. Interna
Estab. Global
Factor de Seguridad
Seccion
Analizada
Altura
Total "H"
(m)
Base
"B"
(m)
Condición

ANEXO 01:
Comics de Instalación -
Proceso constructivo del
Terramesh® System y

ANEXO 02:
Mapa de
isoaceleraciones con un
periodo de retorno de 50
años

ANEXO 03:
Análisis Estáticos

Análisis Pseudo –
Estáticos

ANEXO 04:
Planos

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