La tierra mecánicamente estabilizada ( MSE o suelo reforzado ) es un suelo construido con refuerzo artificial. Se puede utilizar para muros de contención , estribos de puentes , malecones y diques . [1] [2] Aunque los principios básicos de MSE se han utilizado a lo largo de la historia, MSE se desarrolló en su forma actual en la década de 1960. Los elementos de refuerzo utilizados pueden variar, pero incluyen acero y geosintéticos .
MSE es el término que se utiliza habitualmente en los EE. UU. para distinguirlo del nombre comercial "Tierra reforzada". En otros lugares, el término generalmente aceptado es "suelo reforzado".
Los muros de MSE estabilizan las pendientes inestables y retienen el suelo en pendientes pronunciadas y bajo cargas de cresta. La cara del muro suele estar formada por bloques prefabricados, segmentados, paneles o geoceldas que pueden tolerar algún movimiento diferencial. Los muros se rellenan con tierra granular, con o sin refuerzo, mientras retienen el suelo de relleno. Los muros reforzados utilizan capas horizontales, normalmente de geomallas . La masa de tierra reforzada, junto con el revestimiento, forma el muro. En muchos tipos de MSE, cada hilera de fascia vertical está insertada, lo que proporciona celdas individuales que se pueden rellenar con tierra vegetal y plantar con vegetación para crear un muro verde .
Las principales ventajas de los muros de hormigón armado frente a los muros convencionales son su facilidad de instalación y rapidez de construcción. No requieren encofrado ni curado y cada capa es estructuralmente sólida a medida que se coloca, lo que reduce la necesidad de soportes, andamios o grúas. Tampoco requieren obras adicionales en el paramento.
Además de la flexibilidad de los muros de MSE en cuanto a diseño y construcción, las pruebas sísmicas realizadas en un laboratorio de mesa vibratoria a gran escala en el Instituto Nacional de Ingeniería Agrícola de Japón (ciudad de Tsukuba) mostraron que los muros reforzados con bloques modulares [3] y, más aún, los muros de contención con geoceldas [4] conservan la flexibilidad suficiente para soportar grandes deformaciones sin pérdida de integridad estructural y tienen una alta resistencia a la carga sísmica. Los pasos elevados de las autopistas a lo largo de las carreteras interestatales a menudo emplean el sistema INTER-LOK .
El uso de paja, palos y ramas para reforzar los ladrillos de adobe y las viviendas de barro se ha utilizado desde los primeros tiempos de la historia de la humanidad . Partes de la Gran Muralla China están formadas con suelo reforzado, al igual que los zigurats del Medio Oriente.
En la década de 1960, el ingeniero francés Henri Vidal inventó la forma moderna de MSE, denominada Terre Armee (tierra reforzada), utilizando refuerzos de tiras de acero. Los primeros muros de suelo reforzado con geosintéticos se construyeron en Francia en 1970 y 1971. [5] Los muros reforzados con geosintéticos se han utilizado en los Estados Unidos desde 1974. Bell y Steward (1977) describen algunas de estas primeras aplicaciones, que eran principalmente muros con revestimiento geotextil que sostenían caminos forestales en el noroeste de los Estados Unidos. [6]
Desde la década de 1980, el desarrollo del suelo reforzado ha sido espectacular, utilizando una variedad de formas de construcción y refuerzos, incluidos anclajes metálicos y poliméricos, tiras y rejillas. Las primeras formas modernas de suelo reforzado se construyeron en Europa a fines de la década de 1960. El primer muro de suelo reforzado en los Estados Unidos se construyó en 1971 en la Ruta Estatal 39 cerca de Los Ángeles .
El refuerzo colocado en capas horizontales a lo largo de la altura del muro proporciona la resistencia a la tracción para mantener unido el suelo. Los materiales de refuerzo de MSE pueden variar. Originalmente, se utilizaban como refuerzo tiras de acero largas de 50 a 120 mm (2 a 5 pulgadas) de ancho. Estas tiras a veces se rasgan, aunque no siempre, para proporcionar una fricción adicional. También hay opciones de manguitos de pilotes prefabricados para reducir la fricción negativa de la piel en los pilotes incrustados detrás de los estribos del puente MSE. [7] A veces, también se utilizan rejillas o mallas de acero como refuerzo. Se pueden utilizar varios tipos de geosintéticos, incluidas geomallas y geotextiles . Los geosintéticos de refuerzo pueden estar hechos de polietileno de alta densidad , poliéster y polipropileno . Estos materiales pueden ser acanalados y están disponibles en varios tamaños y resistencias. [8]
Para controlar la erosión y soportar la carga, la capa superior se puede reforzar con materiales de geoceldas . [9]