GEOMALLAS - Mejoramiento Fundaciones

TRIAXTRIAX™™Geomallas en FundacionesGeomallas en Fundaciones

Ing. Javier Silva Burga.Ing. Javier Silva Burga.Departamento TDepartamento Téécnico TDMcnico TDM

Mecanismos de FuncionamientoMecanismos de Funcionamiento

PresiPresióón Vertical sin n Vertical sin Geomalla BXGeomalla BX

PresiPresióón Vertical con n Vertical con Geomalla BXGeomalla BX

Sin ReforzarSin Reforzar ReforzadoReforzado

Geomallas: Mecanismos de Refuerzo

Lateral Restraint Due to Lateral Restraint Due to FrictionFriction

Lateral Shear Lateral Shear FlowFlow

Figure 1. Lateral restraint reinforcement mechanism

Geomallas: Mecanismos de RefuerzoSource: “USE OF GEOGRIDS IN PAVEMENT CONSTRUCTION”

USACOE ETL 1110-1-189

VIDEO TRIAX

ReducciReduccióón de n de espesoresespesores

Incremento Incremento de vida de vida úútiltil

Incremento de Incremento de capacidad de capacidad de

soportesoporte

Cobertura de Cobertura de vacvacííosos

NivelaciNivelacióón de n de subrasantes subrasantes

ddéébilesbiles

Control de Control de asentamientos asentamientos diferencialesdiferenciales

Geomallas: Resumen

Lo conocidoLo conocido……Las geomallas BiaxialesLas geomallas Biaxiales

Geomalla Multiaxial TRIAXGeomalla Multiaxial TRIAX

Geometría Isométrica - Ejemplos

La idea de TRIAX

Confinamiento del agregado

& Trabazón

Desempeño Multi-direccional

Lo nuevo de la geomalla TRIAX

Ventajas de TRIAX en confinamiento y trabazón

Lo nuevo de la geomalla TRIAX

Nueva sección, única con mayor peralte

Confinamiento del agregado

& Trabazón

Desempeño Multi-direccional

Lo nuevo de la geomalla TRIAX

Ventajas de TRIAX en distribución de esfuerzos

-30°

+60°

+90° (TD)

0° (MD) +30°

Lo nuevo de la geomalla TRIAX

ALGUNOS ESTUDIOS ALGUNOS ESTUDIOS REALIZADOSREALIZADOS

Building Research Establishment - BRE

Sin Geomalla:

Depth below surface (m)

0.0

-0.2

-0.4

-0.6

-0.8

Displacement (mm)2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 36 38 4026 28 30 32 34

35kN

Building Research Establishment - BRE

Building Research Establishment - BRE

Depth below surface (m)

0.0

-0.2

-0.4

-0.6

-0.8

Displacement (mm)2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 36 38 4026 28 30 32 34

84kNCon Geomalla:

Small-scale Trafficking – Tensar (UK)

Transport Research Laboratory (TRL) in the UK, and the Heavy Vehicle Simulator (HVS) at the Waterways Experiment Station in Vicksburg, MS.

Small-scale Trafficking – Tensar (UK)

TriAx – Laboratory Trafficking Facility

Tensar Trafficking Test SummaryAverage Deformation At Sensor 2 Position (Centre) With 0-25mm Aggregate

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 10000

Number Of Passes

Def

orm

atio

n (m

m)

Control

BX

TX

Propuesta de Valor TRIAX

Propuesta de Valor TRIAX

AplicaciAplicacióón de TRIAX en n de TRIAX en proyectos de geotecniaproyectos de geotecnia

Mejoramiento de FundacionesMejoramiento de Fundaciones

FUENTE: Braja M. Das (2004). Developments on the Bearing Capacity of Shallow Foundations on Geogrid Reinforced Soil—A Review. California State University, Sacramento, USA.

• Diseño de estructuras de tierra mecánicamente estabilizada, fue iniciado por el ingeniero francés de nombre Vidal (1966).

• Primer estudio sistemático empleando suelos mecánicamente estabilizados para mejorar la capacidad de soporte de las cimentaciones superficiales: Binquet y Lee (1975a, 1975b). Estableció relaciones de la capacidad de soporte para una cimentación en arena reforzada con tiras metálicas (laminas de aluminio).

• Mejoras de la capacidad de carga y soporte de cimentaciones superficiales en arenas:Geogrids (Guido et al., 1986, 1987), Geotextiles (Guido et al., 1985), Fibras de cuerdas (Akinmusuru y Akinbolande, 1981), tiras de metal (Fragaszy y Lawton, 1984; Fragaszy et al., 1983; Huang y Tatsuoka, 1988, 1990) y barras metálicas (Huang y Tatsuoka, 1988, 1999).

• La mayoría de los resultados que actualmente se disponen han sido obtenidos básicamente de modelos a pequeña escala realizados en el laboratorio.

HISTORIA

FUENTE: Braja M. Das (2004). Developments on the Bearing Capacity of Shallow Foundations on Geogrid Reinforced Soil—A Review. California State University, Sacramento, USA.

Los beneficios de refuerzo en el incremento de la capacidad de soporte se expresan generalmente en: Relación de Capacidad de Soporte, BCR (Khing et al., 1993).

HISTORIA

Relación de capacidad de soporte con respecto a la carga ultima

Relación de la capacidad de soporte para una asentamiento, s

Comportamiento general de las curvas de carga-asentamiento para suelos sin y con

refuerzo

FUENTE: Braja M. Das (2004). Developments on the Bearing Capacity of Shallow Foundations on Geogrid Reinforced Soil—A Review. California State University, Sacramento, USA.

Tres formas de falla de la capacidad de soporte de una cimentación sobre sueloreforzado (después de Binquet y Lee, 1975b).

Figura 3a: Primera capa de refuerzo con profundidad u > 0.67 B. Refuerzo puede actuar como una base rígida, localizada a una profundidad limitada.

Figura 3b puede ocurrir si la relación u/B es menor que 0.67 y el numero de capas de refuerzo, N, es menor que 2 – 3. En este tipo de falla ocurre el desprendimiento del refuerzo. El efecto de mayor beneficio del suelo reforzado se obtiene cuando la relación u/B es menor que 0.67 y el numero de capas de refuerzo es mayor a 4 y menor que 6-7 (Fig. 3c).

FUENTE: Braja M. Das (2004). Developments on the Bearing Capacity of Shallow Foundations on Geogrid Reinforced Soil—A Review. California State University, Sacramento, USA.

Curvas típicas de Carga-Asentamiento - Cimentación superficial sobre arena reforzada BX1100 - Dr=70%; u/B

= 0.4; h/B = 0.33; b/B = 10; B = 76.2mm (después de Omar et. Al., 1993ª)

Curvas típicas de Carga-Asentamiento Cimentaciónsuperficial sobre arcilla saturada reforzada con BX1100 -Dr=70%; u/B = 0.4; h/B = 0.33; b/B = 4; B = 76.2mm; Cu

= 6.02KN/m2 (después de Shin et. Al., 1993)

FUENTE: Braja M. Das (2004). Developments on the Bearing Capacity of Shallow Foundations on Geogrid Reinforced Soil—A Review. California State University, Sacramento, USA.

Valores de BCRu y BCRs son mayores que 1: Geogrid ayuda a redistribuir los esfuerzos trasmitidos por la carga aplicada a la cimentación.

Ensayos de campo de Shin et. al. (2001) realizados en terreno ganado al océano (Construcción del Aeropuerto Internacional Incheon, en Korea. El ensayo de campo consistió en una placa cargada sobre un relleno granular con y sin Geogrid.

FUENTE: Braja M. Das (2004). Developments on the Bearing Capacity of Shallow Foundations on Geogrid Reinforced Soil—A Review. California State University, Sacramento, USA.

Basándose en la magnitud del esfuerzo medido debajo del relleno granular, y asumiendo que los limites para la distribución de esfuerzos, σesta dado por el ángulo α.

α esta en función de: • La carga por unidad de área aplicada a la cimentación, Q/A (A = área de la placa) y • El grado de refuerzo de Geogrid.

Para todos los valores de Q/A, la magnitud de αse incrementa sustancialmente cuando los refuerzos están en su lugar.

Esto es lo que permite que la cimentación soporte una carga por unidad de área mayor para un nivel de asentamiento dado. Gabr et. al (1998)

FUENTE: Wayne, Han y Akins (1998). ASCE’s 98 Annual Convention & Exposition. Boston, Masachussetts.

PARAMETROS CRITICOS DE REFUERZO

El refuerzo de un suelo mediante el empleo del Geogrid ayuda en forma general a distribuir la carga transmitida por la cimentación al suelo en un área mayor, de hecho ello reduce los esfuerzos en el suelo para una profundidad dada incrementándose a su vez la capacidad portante del mismo.

El incremento de la capacidad de soporte que experimentan los suelos arenosos son mayores que aquellos experimentados por las arcillas saturadas.

Las Geomallas contribuyen con la reducción del asentamiento en una cimentación:

• Suelos Uniformes: Teoría Elástica (Lawton, 1995)

• Suelos Cohesivos: Método de Schmertmann (1970 y 1978) se usa para caso reforzado y no reforzado. Toma en cuenta la distribución de esfuerzos con geomallas.

• Suelo Variable: Método de Distribución de esfuerzos en diferentes profundidades. El ángulo aumenta con las geomallas.

Caso HistCaso Históórico 1: Mejoramiento de rico 1: Mejoramiento de FundaciFundacióón para Plantas de n para Plantas de

Molienda y FlotaciMolienda y Flotacióón n

OBRA : CIRCUITO Pb-Zn 2490 TMD – PLANTACONCENTRADORA

PROPIETARIO : SOCIEDAD MINERA EL BROCAL S.A.A.

UBICACIÓN : DISTRITO DE COLQUIJIRCADEPARTAMENTO CERRO DE PASCO

ALTITUD : 4,338 m.s.n.m.

Obras en Perú

MEJORAMIENTO DE FUNDACIONES DE LAS PLANTAS DE MOLIENDA Y FLOTACION – EL BROCAL

MEJORAMIENTO DE FUNDACIONES DE LAS PLANTAS DE MOLIENDA Y FLOTACION – EL BROCAL

MEJORAMIENTO DE FUNDACIONES DE LAS PLANTAS DE MOLIENDA Y FLOTACION – EL BROCAL

MEJORAMIENTO DE FUNDACIONES DE LAS PLANTAS DE MOLIENDA Y FLOTACION – EL BROCAL

MEJORAMIENTO DE FUNDACIONES DE LAS PLANTAS DE MOLIENDA Y FLOTACION – EL BROCAL

ConstrucciConstruccióón sobre suelos blandosn sobre suelos blandos

FUENTE: Robert Koerner (2004). Design with geosintethics.

Dique sobre Lago Texcoco (México)

Desembocadura del Río Bio bio (Chile)

Dique Flotante Minera Caudalosa (Huancavelica)

Obras en Perú

Dique Flotante Minera Caudalosa (Huancavelica)

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Otras aplicacionesOtras aplicaciones

CONSTRUCCION DIQUE WESTMINTERCONSTRUCCION DIQUE WESTMINTER

Carretera Iquitos-Nauta (Loreto)Km 0+300 - Km 1+300 y Km 6+200 - Km 19+000

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Yanocuna – Querocoto - La Granja (Cajamarca)

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Corredor Vial Interoceánico Sur - Tramo 2 (Cusco) Sector Ccatca Km 42+200

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Terminal Zonal Sur - Lago Titicaca (Puno)

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Pavimentación Jr Mario Florián, Morales, Historia Ruiz (Cajamarca)

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Refuerzo de Patios de Contenedores (Callao)

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COSTA VERDE - OVALO LOS DELFINES

COSTA VERDE - OVALO LOS DELFINES

Cierre Deposito de Relaves Morococha (Junin)

Haul Road Mina Pierina (Ancash)

Obras en Perú

Haul Road Yanacocha (Cajamarca)

Obras en Perú

• Diferentes Funciones• Diferentes Propiedades• Diferentes Criterios para especificaciones

La geomalla NO es un geotextil:

5:33

GraciasGracias!!!!!!

Ing. Javier Silva B.617-4700

jsilva@tdm.com.pe