Muros de Gaviones-Requerimientos Constructivos
Descripción:
Este trabajo consiste en suministrar, armar, colocar sobre bases
previamente preparadas, convenientemente alineadas y sujetas entre sí, cajas
prefabricadas con mallas de alambre de acero, rellenas con piedra suelta denominadas
“gaviones”.
Usos y Denominaciones:
Los gaviones pueden ser de diversos tamaños y son
utilizados en la construcción de estructuras flexibles, con el fin de controlar
erosiones hidráulicas y proveer estabilidad a terrenos. Se aplica en muros de contención, represas, rompeolas o
espigones, revestimientos de canales, defensas de puentes, terraplenes y
terrenos y cualquier
tipo de estructura que requiera un fácil drenaje y construcción.
Particularmente que pueda resistir posibles deformaciones o erosiones en
contacto con torrentes de aguas naturales o artificiales.
Los gaviones, cuando
se los desea utilizar como simple revestimiento flexible se denominan “colchones” y se los aplica en espesores
inferiores a medio metro (0.50 m). Cuando se desea trabajar en casos de emergencia
con aguas profundas o no se desea utilizar medios sofisticados para la
colocación bajo de agua (profundidades mayores de un metro) estos se deben
fabricar en forma cilíndrica o de saco y se denominan “gaviones cilíndricos” o “saco”.
materiales:
Gaviones:
En la tabla siguiente se establecen los requisitos que deben cumplir los
alambres empleados en la formación de canastos y para las ataduras:
características y requisitos
de los alambres
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Elemento
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Característica
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Requisitos
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Alambre de acero galvanizado
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Diámetro
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Mínimo de 3.05 mm. (0.120 de pulgada)
equivalente a un calibre de malla No. 11 U.S. De empleo en mallas.
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Carga de rotura
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38 / 50 Kg/mm2 Según BS
1052/1980
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Estiramiento
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No inferior a 12 cm / 30 cm de largo
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Galvanización
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BS 44/1982, el cual no debe descascararse
al ser retorcido.
El recubrimiento mínimo de cinc para el
alambre debe ser de 22.7 gr. Por 0.0929 m2 (0.080 onz/pies2)
de superficie del alambre no cubierto, según se determine por las pruebas efectuadas
de acuerdo a la norma ASTM A90
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Alambre para
amarre
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El amarre debe
ser de la misma calidad con diámetro de 2.2 mm.
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Malla de alambre hexagonal
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Tipo
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Doble torsión con
bordes reforzados, con alambre de calibre mayor. Tolerancia. Diámetro Alambre ± 2.5 %, ancho y alto: ± 5
%, largo: ± 3 %.
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Longitud
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Las longitudes deben ser múltiplos (2, 3 ó
4) del ancho horizontal.
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Ancho
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El ancho horizontal ≥ 914 mm. (36").
Debe ser uniforme.
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Tolerancias
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Las dimensiones de los gaviones pueden
tener una tolerancia de 3 % de los tamaños establecidos por el fabricante.
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En la tabla siguiente se indican los tipos de
gaviones clasificados por sus dimensiones:
Tabla
Nº 02 dimensiones de los GAVIONES
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Tamaño tipo
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Dimensiones
en metros
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A
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1.50 x 1 x
1
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B
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2 x 1 x 1
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C
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3 x 1 x 1
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D
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4 x 1 x 1
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E
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5 x 1 x 1
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F
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2 x 1 x
0.50
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G
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3 x 1 x
0.50
|
H
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4 x 1 x
0.50
|
I
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5 x 1 x
0.50
|
Los planos del proyecto y/ o la
especificación complementaria indican las dimensiones de los gaviones a emplear
en la obra.
Los gaviones deben ser fabricados de tal
manera que todas sus partes puedan ser ensambladas en el sitio de la obra, en
canastas rectangulares en los tamaños especificados.
El material del gavión debe ser inspeccionado por la Supervisión para su
aceptación, en base a los datos suministrados por el fabricante.
Piedra de Relleno:
La piedra para relleno debe ser natural o quebrada, debe ser tenaz y libre
de intemperismos y debe ser resistente al agua y a la intemperie. Las piezas
deben ser de forma regular y su resistencia a la abrasión medida mediante el
índice de desgaste Los Ángeles debe ser inferior a cincuenta por ciento (50 %).
Puede d obtenerse de cualquier fuente que sea aprobada por la Supervisión.
El tamaño máximo de las piezas rocosas debe ser menor o igual a cien
milímetros (100 mm; 4”); en tanto el tamaño mínimo debe ser superior al agujero
de la malla del gavión que se utilice. Las piedras deben tener una
granulometría razonablemente graduada dentro de los tamaños límites.
Las piedras no deben presentar, en su composición, agentes corrosivos que
puedan destruir los alambres del gavión.
requerimientos
constructivos:
Equipos y Herramientas:
El Contratista debe disponer en la obra, para
la realización de los trabajos especificados, la cantidad de los equipos y
herramientas necesarios para llevar a cabo los mismos. Deben encontrarse para
su uso aprobados por la Supervisión y en buenas condiciones de empleo.
Ensambles e instalación:
Los gaviones deben ser instalados de acuerdo
con las recomendaciones del fabricante.
Una vez nivelada la base según la pendiente
prevista, se deben colocar los gaviones y amarrarlos con alambre galvanizado,
uno a otro por medio de las aristas, dejando las tapas abiertas y de manera que
no estorbe su relleno. Los alambres atiesadores internos, deben ser espaciados
uniformemente y afianzados con seguridad en cada unidad de la estructura. Todos
los bordes o aristas perimetrales de la malla que forma el gavión deben ser
amarrados y asegurados entre sí, de manera que dichos bordes tengan la misma
resistencia que todo el conjunto de la malla.
Los gaviones vacíos deben ser colocados de
acuerdo al alineamiento y niveles mostrados en los planos o siguiendo las
indicaciones de la Supervisión.
Posteriormente se deben rellenar los gaviones de a un
tercio por vez, empleando medios mecánicos o manuales. Sobre cada tercera parte
deben colocarse los alambres atiesadores internos. Las piezas rocosas deben ser
colocadas con cuidado para mantener el alineamiento sin que se formen
deformaciones en los canastos ni se dañe la estructura del gavión y deben
acomodarse de modo tal que dejen un mínimo de huecos.
La colocación alterna de roca y alambre de
amarre debe efectuarse hasta que el gavión esté lleno. Después de que el gavión
ha sido llenado, la cubierta se debe doblar sobre el gavión hasta que caiga
sobre todos los lados y bordes. Luego se la debe asegurar a los lados, bordes y
diafragmas con alambre de amarre en la misma manera que para el ensamblaje, hay una gran variedad y forma de realizar los gaviones en www.IngenieriaReal.com página que recomendamos mucho para construcciones civiles en España.
Los gaviones deben ser construidos
monolíticamente por cada unidad, de manera que la resistencia y flexibilidad en
los puntos de amarre de las diferentes partes sean por lo menos igual a las de
la malla.
Los gaviones de medio metro (0.50 m.) de altura,
solamente necesitan un tirante a la mitad, los colchones no necesitan tirantes.
En los gaviones saco
o cilindros basta efectuar un amarre lateral como el diseño, estos pueden
colocarse mediante rodamiento con medio manuales o por medios mecánicos,
también en algunas ocasiones si las especificaciones de la obra lo requieren y
se dispone de equipo adecuado, se pueden colocar previamente llenos también
gaviones caja o colchones.
Método de Medición:
La medición de esta
actividad será hecha en metros cúbicos de gaviones terminados, aceptados y
medidos por procedimiento establecido.
Forma de pago:
Las cantidades determinadas según el
procedimiento indicado anteriormente, serán pagadas a los precios contractuales
por metro cúbico. Dicho pago constituirá la compensación total por el
suministro y colocación de las canastas de alambre y la roca, las operaciones
de excavación necesarias en la construcción de estructuras de gaviones, así
como, la mano de obra, equipos, herramientas, y por toda tarea o insumo
necesario para ejecutar los trabajos en la forma especificada y no pagada en
otro ítem del contrato.
Complementos de esta Especificación General que Deben
Consultarse en: “GABIONES - Especificación General” - especificación complementaria a
la edición I - 2007”:
Elementos que deben
integrar la especificación complementaria
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Elemento que debe definirse
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Comentarios
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2.1.- Gaviones
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Debe definirse el tamaño de los gaviones que se
emplearán en el proyecto, a menos que se encuentren indicados en los planos
del mismo.
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Módulo de Resiliencia en Pavimentos de Concreto Asfáltico-Método AASHTO-93
En el diseño de pavimentos flexibles deben utilizarse valores medios resultantes de los ensayos de laboratorio, las diferencias que se puedan presentar están consideradas en el nivel de confiabilidad R
Durante el año se presentan variaciones en el contenido de humedad de la subrasante, las cuales producen alteraciones en la resistencia del suelo, para evaluar esta situación es necesario establecer los cambios que produce la humedad en el módulo resiliente.
Con este fin se obtienen módulos resilientes para diferentes contenidos de humedad que simulen las condiciones que se presentan en el transcurso del año, en base a los resultados se divide el año en períodos en los cuales el MR es constante.
Para cada valor de MR se determina el valor del daño relativo, utilizando el ábaco ó la siguiente expresión:
Ábaco para la determinación del Daño Relativo
AASHTO, Guide for Design of Pavement Structures 1993
Con los resultados de los daños relativos se obtiene el valor promedio anual.
El módulo de resiliencia que corresponda al Uf promedio es el valor que se debe utilizar para el diseño.
Si no se tiene la posibilidad de obtener esta información se puede estimar el valor del MR en función del CBR.
El módulo de resiliencia que corresponda al Uf promedio es el valor que se debe utilizar para el diseño.
Si no se tiene la posibilidad de obtener esta información se puede estimar el valor del MR en función del CBR.
RELACIÓN C.B.R. – MÓDULO DE RESILIENCIA
(1) CBR < 15% (Shell)
MR (MPa) = 10 CBR K = Tiene una dispersión de valores de 4 a 25
MR (psi) = 1500 CBR K = Tiene una dispersión de valores de 750 a 3000
(2) MR (MPa) = 17,6 CBR0,64
El Instituto del Asfalto mediante ensayos de laboratorio realizados en 1982, obtuvo las relaciones siguientes:
Análisis de Tráfico en Pavimentos de Concreto Asfáltico, Método AASHTO-93
Las cargas de los automóviles son transmitidas al pavimento por dispositivos de apoyo multiruedas para determinar la carga total sobre una superficie mayor, con el fin de reducir las tensiones y deformaciones que se producen al interior de la superestructura.
El tráfico es uno de los parámetros más importantes para el diseño de pavimentos
Para precisar este dato es indispensable determinar el número de repeticiones de cada tipo de eje durante el período de diseño, a partir de un tráfico inicial medido en el campo a través de aforos.
El número y composición de los ejes se determina a partir de los siguientes datos:
Para precisar este dato es indispensable determinar el número de repeticiones de cada tipo de eje durante el período de diseño, a partir de un tráfico inicial medido en el campo a través de aforos.
El número y composición de los ejes se determina a partir de los siguientes datos:
· Período de diseño
· Distribución de ejes solicitantes en cada rango de cargas
· Tránsito medio diario anual de todos los vehículos TMDA o TPDA
· Tasas de crecimiento anuales de cada tipo de vehículo
· Sentido del tráfico
· Número de carriles por sentido de tráfico
· Porcentaje del tránsito sobre el carril más solicitado
· Índice de serviciabilidad
· Factores de equivalencia de carga
TRÁNSITO MEDIO DIARIO ANUAL:
El TMDA representa el promedio aritmético de los volúmenes diarios de tránsito aforados durante un año, en forma diferenciada para cada tipo de vehículo.
CLASIFICACIÓN DE LOS VEHÍCULOS:
· Automóviles y camionetas
· Buses
· Camiones de 2 ejes
· Camiones de más de 2 ejes
· Remolques
· Semiremolques
TASA DE CRECIMIENTO:
Representa el crecimiento promedio anual del TMDA.
Generalmente las tasas de crecimiento son diferentes para cada tipo de vehículo.
Generalmente las tasas de crecimiento son diferentes para cada tipo de vehículo.
PROYECCIÓN DEL TRÁNSITO:
El tránsito puede proyectarse en el tiempo en forma aritmética con un crecimiento constante o exponencial mediante incrementos anuales.
MODELOS DE CRECIMIENTO
En el gráfico se observa que la proyección aritmética supone un crecimiento más rápido en el corto plazo y se subestima el tránsito en el largo plazo.
En base a las estadísticas es conveniente definir que curva se ajusta mejor al tránsito generado por una carretera.
FACTOR DE CRECIMIENTO:
En Donde:
r = tasa de crecimiento anual en decimales
P = periodo de diseño en años.
La Asociación del Cemento Portland utiliza el tráfico a la mitad del periodo de diseño:
La AASHTO recomienda calcular el factor de crecimiento para el tráfico de todo el periodo de diseño:
Los valores del factor de crecimiento para diferentes tasas anuales y periodos de diseño se muestran en la tabla siguiente, de acuerdo al criterio de la AASHTO:
Factor de Crecimiento
DISTRIBUCIÓN DIRECCIONAL:
A menos que existan consideraciones especiales, se considera una distribución del 50% (0.5) del tránsito para cada dirección.
En algunos casos puede variar de 0.3 a 0.7 dependiendo de la dirección que acumula mayor porcentaje de vehículos cargados.
En algunos casos puede variar de 0.3 a 0.7 dependiendo de la dirección que acumula mayor porcentaje de vehículos cargados.
FACTOR DE DISTRIBUCIÓN POR CARRIL:
En una carretera de dos carriles, uno en cada dirección, el carril de diseño es uno de ellos, por lo tanto el factor de distribución por carril es 100% (1.0).
Para autopistas multicarriles el carril de diseño es el carril exterior y el factor de distribución depende del número de carriles en cada dirección que tenga la autopista.
En la tabla siguiente se muestran los valores utilizados por la AASHTO:
Para autopistas multicarriles el carril de diseño es el carril exterior y el factor de distribución depende del número de carriles en cada dirección que tenga la autopista.
En la tabla siguiente se muestran los valores utilizados por la AASHTO:
Factor De Distribución Por Carril
TRÁNSITO EQUIVALENTE:
Los resultados obtenidos por la AASHTO en sus tramos de prueba mostraron que el daño que producen distintas configuraciones de ejes y cargas, puede representarse por un número equivalente de pasadas de un eje simple patrón de rueda doble de 18 kips (80 kN u 8.2 Ton) que producirá un daño similar a toda la composición del tráfico.
FACTORES EQUIVALENTES DE CARGA (LEF):
La conversión del tráfico a un número de ESAL’s de 18 kips (Equivalent Single Axis Loads) se realiza utilizando factores equivalentes de carga LEFs (Load Equivalent Factor).
Estos factores fueron determinados por la AASHTO en sus tramos de prueba, donde pavimentos similares se sometieron a diferentes configuraciones de ejes y cargas, para analizar el daño producido y la relación existente entre estas configuraciones y cargas a través del daño que producen.
Estos factores fueron determinados por la AASHTO en sus tramos de prueba, donde pavimentos similares se sometieron a diferentes configuraciones de ejes y cargas, para analizar el daño producido y la relación existente entre estas configuraciones y cargas a través del daño que producen.
El factor equivalente de carga LEF es un valor numérico que expresa la relación entre la pérdida de serviciabilidad ocasionada por una determinada carga de un tipo de eje y la producida por el eje patrón de 18 kips.
Por ejemplo, para producir en un pavimento flexible con un SN=4”, una disminución de serviciabilidad de 4.2 a 2.5 se requieren la repetición de 100,000 ejes simples de 18 kips, o la repetición de 14,706 ejes simples de 30 kips.
Por lo tanto, para este caso:
Por lo tanto, para este caso:
Los factores equivalentes de carga de la AASHTO están tabulados en función de cuatro parámetros:
-tipo de eje (simple, tandem, tridem)
-índice de serviciabilidad final (2, 2.5 y 3)
-carga por eje
-número estructural SN del pavimento (de 1 a 6”)
-tipo de eje (simple, tandem, tridem)
-índice de serviciabilidad final (2, 2.5 y 3)
-carga por eje
-número estructural SN del pavimento (de 1 a 6”)
FACTOR DE CAMIÓN:
Para expresar el daño que produce el tráfico, en términos del deterioro que produce un vehículo en particular, hay que considerar la suma de los daños producidos por cada eje de ese tipo de vehículo.
De este criterio nace el concepto de Factor de Camión, que se define como el número de ESAL’s por número de vehículo.
Este factor puede ser calculado para cada tipo de camiones, o para todos los vehículos como un promedio de una determinada configuración de tráfico.
De este criterio nace el concepto de Factor de Camión, que se define como el número de ESAL’s por número de vehículo.
Este factor puede ser calculado para cada tipo de camiones, o para todos los vehículos como un promedio de una determinada configuración de tráfico.
Se ha demostrado que el eje delantero tiene una mínima influencia en el daño producido en el pavimento, por ejemplo en el ahuellamiento, la fisuración y la pérdida de serviciabilidad su participación varía de 0.13 al 2.1 %.
Por esta razón el eje delantero no está incluido en los factores de equivalencia de carga, lo cual no afecta a la exactitud del cálculo.
Por esta razón el eje delantero no está incluido en los factores de equivalencia de carga, lo cual no afecta a la exactitud del cálculo.
Ejes Simples Equivalentes (ESAL’s)
Calculamos para el carril de diseño utilizando la siguiente ecuación:
En donde:
pi Porcentaje del total de repeticiones para el i-ésimo grupo de vehículos o cargas.
Fi Factor de equivalencia de carga por eje, del i-ésimo grupo de eje de carga
P Promedio de ejes por camión pesado.
TPD Tránsito promedio diario.
FC Factor de crecimiento para un período de diseño en años.
Fd Factor direccional.
FC Factor de distribución por carril
EJEMPLO
Período de Diseño: 20 años
Tasa de Crecimiento anual: 2%
Pt = 2.5
Fd = 0.5
FC = 0.8
SN = 4 pulgadas
ESAL’s de Diseño=(13,561,820)(0.5)(0.8)=5,424,728
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