La tierra estabilizada mecánicamente ( MSE o suelo reforzado ) es un suelo construido con refuerzo artificial. Se puede utilizar para muros de contención , estribos de puentes , diques y diques . [1] [2] Aunque los principios básicos de la MSE se han utilizado a lo largo de la historia, la 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 EE.UU. para distinguirlo del nombre comercial "Tierra Armada". En otros lugares, el término generalmente aceptado es "suelo reforzado".
Los muros MSE estabilizan pendientes inestables y retienen el suelo en pendientes pronunciadas y bajo cargas de cresta. La cara del muro suele estar formada por bloques, paneles o geoceldas prefabricados y segmentados que pueden tolerar cierto movimiento diferencial. Los muros se rellenan con tierra granular, con o sin refuerzo, reteniendo la tierra de relleno. Los muros reforzados utilizan capas horizontales típicamente de geomallas . La masa de suelo reforzado, junto con el paramento, forma el muro. En muchos tipos de MSE, cada fila de fascia vertical está insertada, proporcionando así celdas individuales que pueden rellenarse con tierra vegetal y plantarse con vegetación para crear una pared verde .
Las principales ventajas de los muros MSE en comparación con los muros de hormigón armado convencionales son su facilidad de instalación y su rápida construcción. No requieren encofrado ni curado y cada capa es estructuralmente sólida cuando se coloca, lo que reduce la necesidad de soporte, andamios o grúas. Tampoco requieren trabajos adicionales en el revestimiento.
Además de la flexibilidad de los muros MSE en 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 aún más Los muros de retención de geoceldas [4] conservan suficiente flexibilidad para soportar grandes deformaciones sin pérdida de integridad estructural y tienen una alta resistencia a las cargas sísmicas. Los pasos elevados de las autopistas a lo largo de las interestatales suelen emplear el sistema INTER-LOK .
El uso de paja, palos y ramas para reforzar ladrillos de adobe y viviendas de barro ha ocurrido desde la primera parte de la historia de la humanidad . Partes de la Gran Muralla China se forman como 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 armada), 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 fueron principalmente Muros revestidos con geotextil que sostienen caminos madereros en el noroeste de 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 que incluyen anclajes, tiras y rejillas metálicas y poliméricas. Las primeras formas modernas de suelo reforzado se construyeron en Europa a finales de los años 1960. El primer muro MSE 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 largas de acero de 50 a 120 mm (2 a 5 pulgadas) de ancho. Estas tiras a veces se rasgan, aunque no siempre, para proporcionar fricción adicional. También existen opciones de manguitos de pilotes prefabricados para reducir la fricción superficial negativa en pilotes incrustados detrás de los estribos de puentes 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 fabricados con polietileno de alta densidad , poliéster y polipropileno . Estos materiales pueden tener nervaduras y están disponibles en varios tamaños y resistencias. [8]
Para controlar la erosión y soportar la carga, la capa superior puede reforzarse con materiales de geoceldas . [9]