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Cálculo de Soil Nail Walls o Muros Anclados con Hormigón Proyectado

Para estabilizar un talud existen varios tipos de muros que pueden ser utilizados. Uno de ellos son los Muros Anclados con Hormigón Proyectado o Soil Nail Walls.

Soil Nail Walls

Se trata de un muro compuesto por una capa de 10 a 12 cm de hormigón proyectado y malla electrosoldada que conecta varios anclajes al terreno. Estos anclajes suelen estar menos espaciados que en muros anclados de hormigón armado. De hecho, cada anclaje suele tener asignada un área de influencia de entre 1 a 4 m².

PARTES SOIL NAIL WALLS

Esta tipología, frecuentemente usada en todo el mundo, data de primeros de los años 70 del siglo pasado, y sin embargo en España todavía no se dispone de normativa o guía que la regule directamente.

En la “Guía para el diseño y la ejecución de anclajes al terreno en obras de carretera” del Ministerio de Fomento y que podéis bajaros en nuestra sección de “Normativas y Guías”, se pueden encontrar todas las comprobaciones necesarias a realizar para los anclajes pero poco o nada se habla de este sistema contención en general.

En este post os dejo una breve guía de comprobaciones a realizar en el cálculo de esta tipología de muros así como una bibliografía de referencia.

Las comprobaciones que hay que realizar sobre esta tipología de muros son las siguientes:

 1)  Comprobaciones sobre Fallo Externo

1.A. Comprobación de la Estabilidad Global

1A

Esta comprobación consiste en considerar tanto al talud como a los refuerzos, como un bloque rígido. En este tipo de análisis primero se establece una superficie de deslizamiento del talud, que puede ser una aproximación circular, unilineal o bilinear, pero siempre y cuando se sigan los conceptos de la mecánica de suelos. Luego, se consideran todas las cargas que actúan sobre el bloque suelorefuerzo, tomando en cuenta tanto las estabilizantes como las desestabilizantes para determinar el factor de seguridad. El método consiste en determinar una superficie de deslizamiento crítico en la cual el factor de seguridad de la relación fuerzas estabilizantes para las fuerzas desestabilizantes es menor, para luego comparar con el factor de seguridad mínimo establecido para la estabilidad global.

1.B. Comprobación de deslizamiento

 1B

Para este tipo de análisis se considera la teoría de Rankine y la de Coulomb para el empuje activo del suelo. Para analizar la capacidad de deslizarse de un muro, nuevamente se le considera como un bloque a toda la estructura y se analizan las fuerzas que empujan al muro y las fuerzas que lo retienen. Como siempre, el factor de seguridad al deslizamiento se establece como la razón entre las fuerzas resistentes horizontales y las fuerzas deslizantes horizontales

 1.C. Comprobación de la Capacidad de Carga

 1C

Ocurre cuando, por la excavación, del talud se genera una carga de desequilibrio que causa un levantamiento en el talón del muro y por ende el asentamiento de la estructura (muro y anclajes). No suele ser un fallo común en muros anclados de hormigón proyectado, sin embargo se puede presentar cuando el muro se construye en suelos blandos y finos.

 2)     Comprobaciones sobre Fallo Interno

Estas comprobaciones están específicamente definidas en la “Guía para el diseño y la ejecución de anclajes al terreno en obra de carretera” en su apartado 3.2.2.2. Evaluación de la estabilidad del propio anclaje. Como ya he dicho, dicha normativa la tenéis en las sección “Normativas y Guías” de este blog. Dichas comprobaciones son:

2.A. Comprobación de la tensión admisible del acero del tirante (rotura del tirante a tracción).

2B

 2.B. Comprobación del deslizamiento del tirante dentro del bulbo

2B2

2.C. Comprobación de la seguridad frente al arrancamiento del bulbo (deslizamiento bulbo-terreno).

2A

3)     Comprobaciones sobre la cara del muro

3.A. Comprobación a flexión

3A

El muro anclado de hormigón proyectado puede ser considerado como una losa continua donde las cargas son la presión lateral de tierra y los apoyos son las fuerzas de tensión generadas por los anclajes insertados en la tierra. Por ello, es posible calcular la resistencia a flexión de este muro como se calcula en cualquier losa de hormigón armado. Los momentos positivos en esta “losa” de hormigón se encuentran en el vano entre dos anclajes así como los momentos negativos se encuentran alrededor de los anclajes, modelo parecido a cualquier viga continua.

 3.B. Comprobación a punzonamiento

 3B

Ocurre en la cara del muro y semejante con el análisis de este tipo de estado límite en cimentaciones. La superficie de fallo, como toda rotura por punzonamiento, es cónica y depende de la placa que se haya utilizado en la conexión anclaje-pantalla y también del grosor y armado de la pantalla del muro.

Me he limitado a enumerar los estados límites a verificar. Para ver la formulación de cada uno os dejo un manual de diseño publicado por U.S. Departament of Transportation Federal Highway Administration que es un referente en el cálculo de esta tipología de estructura. También os dejo una tesis de grado de Pedro Valdez sobre el tema que es altamente recomendable. Sin embargo, como es lógico, se debe hacer el correspondiente uso de la normativa nacional para poder presentar los cálculos en un proyecto.

Espero que os haya interesado y os llegue a servir.

FUENTES: 

 Manual de Diseño y Construcción de Muros Anclados de Hormigón Proyectado. Tesis de grado de Pedro Valdez UNIVERSIDAD SAN FRANCISCO DE QUITO

Manual for design & construction monitoring of soil nail walls. U.S. Departament of Transportation. Federal Highway Administration

– Guía para el diseño y la ejecución de anclajes al terreno en obras de carretera. Ministerio de Fomento de España.


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José Antonio Agudelo Zapata

Ing. Caminos, Canales y Puertos y Máster de Estructuras por la Universidad de Granada. Cofundador y responsable de Estructurando.net

6 Responses to Cálculo de Soil Nail Walls o Muros Anclados con Hormigón Proyectado

  1. Manolo dice:

    me parece una técnica interesante, como bien dices en la guía de diseño y ejecución de anclajes no habla nada de ellas, veo excesivo los diámetros de perforación que recomiendo al guía para bulones.

    saludos

  2. Muy interesante!! Grandes recuerdos de la asignatura de ingeniería del terreno.

  3. GuiGonSe dice:

    Genial!! Hemos hecho una rehabilitación de un muro de contención con esta técnica, y… ¡¡¡suerte que el estrato rocoso estaba cerquita!!! 😉

  4. edgard flores castellón dice:

    Excelente. Le deseamos igual éxito en sus próximas publicaciones.

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