En INGEOTEC ofrecemos a nuestros clientes el diseño integral de soluciones de estabilización de taludes mediante el empleo de las mallas de alambre de acero de alta resistencia y baja deformación estructural 3STUTOR® Plus.
En este aspecto, nos encontramos habitualmente con dos tipos de problemas de estabilidad conceptualmente distintos, pero íntimamente interrelacionados entre sí, que en ocasiones inducen a generar confusión respecto a la solución tecnológica a aplicar para garantizar la estabilidad del corte a largo plazo; dichos conceptos son la estabilidad global y la estabilidad local.
Podemos entender como estabilidad global de un talud a todo mecanismo de fallo que derive en un coeficiente de seguridad inferior a la unidad y que puede englobar parte o la totalidad de la sección analizada.
En los taludes de materiales sueltos o rocas muy alteradas dichos mecanismos de fallo se asocian, generalmente, a círculos de deslizamiento profundos o círculos de deslizamiento con salida por el pie del corte.
En los taludes rocosos, los cuales presentan una cierta estructura primigenia definida por los planos de fracturación del macizo y sus diferentes combinaciones que definen la geomecánica, es habitual encontrar fallas de tipo planar o en cuña que pueden englobar secciones del talud de mayor o menor entidad.
En ambos casos, estaríamos hablando de fallos de estabilidad “global” del talud, siendo una práctica habitual el diseño de sistemas de bulonado o “soil nailing”, mediante el empleo de barras de acero inyectadas con lechada de cemento, tanto de tipo pasivo (inyectadas en toda su longitud), como de tipo activo, dotados de una zona libre y un bulbo de anclaje en la zona estable, permitiendo incrementar la fricción existente en la superficie de fallo.
Dicha solución de estabilización incrementa el coeficiente de seguridad global, en base a un cálculo racional de la fuerza estabilizadora requerida, garantizando la estabilidad global del talud.
Sin embargo, el material situado entre la cuadrícula de anclajes definida puede presentar a su vez un problema de estabilidad localizada, que es función de la distancia o separación vertical entre los anclajes y los parámetros resistentes del terreno, apareciendo la necesidad de disposición de un sistema de reparto capaz de transmitir el empuje local hacia los anclajes. Este criterio de fallo se conoce como inestabilidad “local”.
Es en la resolución de este tipo de inestabilidades donde aparece el concepto de “membrana flexible de estabilización de taludes”, entendiéndose como tal a “un elemento de elevada resistencia a tracción directa y elevada resistencia a punzonamiento directo que presenta una baja deformación al ser sometida a acciones exteriores, y que sirve de cobertura, trabajando como elemento de soporte o reparto de la presión estabilizadora”.
Dicha definición introduce dos conceptos de vital importancia para el diseño de las soluciones de protección de infraestructuras viales frente a desprendimientos, la resistencia a tracción de la membrana y el control de deformación.
En primera instancia, la membrana flexible debe presentar una resistencia a tracción adecuada al nivel de soporte requerido para la estabilidad local en función del modo de conexión y transmisión de los empujes recibidos por la membrana hacia los anclajes:
- Modelo bidireccional o esférico: la membrana flexible se conecta a líneas de refuerzo en dos direcciones perpendiculares, generando un sector esférico. Como ejemplo habitual se aplica en los sistemas que emplean paños cuadrangulares de red de cable de acero
- Modelo unidireccional o cilíndrico: La membrana flexible se conecta a líneas de refuerzo longitudinales, paralelas a la alineación del talud, generando secciones cilíndricas. Como ejemplo habitual se aplica en los sistemas que emplean mallas de alambre de acero de alta resistencia.
- Modelo puntual de comportamiento: La membrana flexible se conecta Directamente a la cabeza de los anclajes a través de placas especiales de conexión y transmisión de esfuerzos. La conexión puntual está asociada a sistemas de baja capacidad de soporte, dependiendo del tipo de malla y del diseño del elemento de conexión (placa), puesto la capacidad de la conexión es limitada.
La resistencia a tracción de la membrana flexible es directamente proporcional al nivel de empuje ejercido entre la cuadricula de anclaje, siendo necesario determinar el máximo empuje esperado para la selección de una u otra membrana flexible con resistencia a tracción equilibrada.
Cabe destacar que toda solución de reparto debe garantizar la inmovilización del material localizado entre la cuadricula de anclaje, puesto que, si dicho material se moviliza, puede considerarse que el talud ya ha fallado, pasando la membrana de reparto a ser un elemento de contención pasivo y no activo.
Dicha condición se verifica a través del “control de deformación del sistema” limitando el máximo desplazamiento de la membrana flexible respecto a la superficie del terreno, factor que resulta decisivo en la selección de la membrana y sus componentes.
La deformación del sistema dependerá fundamentalmente de las características mecánicas de la membrana flexible (comportamiento carga – deformación) y de la separación vertical entre los anclajes del sistema.
Generalmente, las membranas configuradas mediante redes de cable de acero son capaces de proporcionar un comportamiento carga deformación adecuado, dado que la deformación del cable de alambre de acero trenzado es reducida, siempre y cuando la membrana presente un comportamiento homogéneo en todas su superficie y una resistencia a tracción uniforme por metro lineal de membrana.
Las membranas configuradas mediante mallas de alambre de acero de simple torsión y alta resistencia a tracción no siempre son adecuadas desde el punto de vista mecánico, puesto que presentan una componente deformación estructural inherente a la propia fabricación de la malla requiriendo la limitación de la separación vertical entre anclajes para reducir el desplazamiento relativo de la membrana respecto a la superficie del terreno.
Las mallas 3STUTOR® plus, diseñadas específicamente para su empleo como membranas estabilizadoras, se fabrican mediante un proceso industrial que introduce una fase de “pretensado” que permite eliminar la deformación estructural permanente de la malla de alambre mejorando el comportamiento mecánico de la misma para su empleo bajo criterios adecuados de deformación.
En todo caso, resulta recomendable limitar la separación vertical entre los anclajes a valores no superiores a los 3,0 metros de separación, pudiendo emplearse valores inferiores con objeto de reducir el desplazamiento de la membrana bajo condiciones de carga.
En resumen, solo podremos considerar como una membrana flexible de estabilización de taludes a aquel producto que ofrezca la adecuada resistencia a tracción del elemento de reparto y un comportamiento carga-deformación que garantice el desplazamiento límite de la membrana en condiciones de trabajo y, por tanto, la inmovilización del terreno que sostiene. Las mallas de alambre de acero de alta resistencia y baja deformación estructural tipo 3STUTOR®Plus se postulan como un producto adecuado, específicamente diseñado para su empleo como membraba flexible de estabilización de taludes, ofreciendo un amplio rango de resistencias para la optimización de las soluciones, garantizando niveles de deformación reducidos para todo tipo de aplicaciones de estabilización.
