Autor.
Ing. Oldemar Bermúdez Campos Maccaferri de Centro América Ltda. – Costa Rica.
INTRODUCCIÓN
Costa Rica es un país pequeño ubicado en una zona tropical, situado entre el océano Pacífico y el Atlántico, posee una diversidad de ecosistemas únicos en el mundo. La geomorfología es muy variada, existen zonas topográficamente planas, pero a la vez varios cordones montañosos que atraviesan el país de costa a costa; es común encontrar problemas de taludes inestables en las carreteras que cruzan estas zonas (fotografía 1). Numerosos casos se presentan especialmente al inicio del periodo lluvioso, de los cuales se van a tratar los más relevantes en el presente artículo. Es común encontrar perfiles de terreno con capas de suelo residual de gran espesor, inclusive superior a los 10 m por encima de estratos rocosos, convirtiéndose el contacto entre ambas en eventuales superficies de falla o despegue del movimiento. Fotografía 1. Laderas inestables en carreteras. La alta tasa de precipitación manifestada en casi todo el país, aunado a la inclinación tan pronunciada de las laderas, por encima del ángulo de reposo del suelo, son agentes detonantes de derrumbes. Esto ya es difícil de corregir debido a la falta de espacio en sitio, pero la naturaleza se ha encargado de buscar ese equilibrio natural dejando expuestas en muchos casos las capas de roca.
OBJETIVOS
§ Solventar los deslizamientos ocurridos en las rutas nacionales y recuperar el área perdida de calzada.
§ Aumentar el ancho de vía en zonas reducidas o de difícil circulación.
§ Aplicar un sistema constructivo rápido y seguro que no generara el cierre total de la carretera.
§ Implementar soluciones de técnicamente aptas para la problemática en sitio, que puedan llevarse a cabo en espacios reducidos y soporten las solicitaciones asociadas al tránsito de vehículos.
§ Proponer estructuras que disipen rápidamente la presión de poros actuante en los rellenos de la carretera.
MATERIALES Y MÉTODOS
Fueron usados los sistemas y materiales patentados por Maccaferri para este tipo de situaciones, tales como obras en gaviones, suelo reforzado (Terramesh System) y el uso de geosintéticos como refuerzo secundario. Asimismo, cada una de las estructuras se diseñó utilizando los programas de cómputo MACSTARS y GAWACWIN desarrollados por Maccaferri para el análisis de este tipo de soluciones. Ambos programas utilizan los métodos de equilibrio límite y las teorías de Rankine, Coulomb, Meyerhof, Hansen y Bishop, para el análisis de las diversas formas de falla típicas como deslizamiento, volcamiento, falla de fundación y falla global. Igualmente los parámetros geotécnicos y propiedades índice de las capas de suelo con las que trabajan estos programas fueron determinados mediante estudios de campo y laboratorio con muestras provenientes de varios puntos del proyecto y en otros casos se usaron correlaciones para obtenerlos. Un ejemplo de los modelos elaborados para las distintas zonas del proyecto se presenta en la figura 1. Se tiene un muro de Terramesh System cimentado sobre una base de gaviones, y ésta sobre el terreno natural en corte.
La fotografía 2 ilustra la situación real en sitio. Figura 1. Modelo de análisis en programa MACSTARS. Fotografía 2. Sitio correspondiente al modelo anterior.
EVALUACIÓN DE RESULTADOS
Se han diseñado y construido numerosos proyectos para la rehabilitación de carreteras en Costa Rica, siendo la solución principal mediante estructuras de retención a gravedad tanto en gaviones como en suelo reforzado. Las alturas máximas construidas llegaron hasta los 21 m, en forma escalonada dejando bermas intermedias para ajustarse a las irregularidades del terreno. En general, en campo es verificada la capacidad de soporte al nivel de fundación de los muros con ensayos de campo que garanticen la certeza de la medición. Comúnmente, se cimentó en terreno en corte, sin embargo, en algunos casos hubo que realizar rellenos controlados para poder fundar las obras. Siempre se cuidó el control de aguas pluviales mediante la construcción de cunetas y pozos en sitio. Además las aguas subterráneas se captan a través de una tubería de drenaje envuelta en geotextil en la parte interna de los muros. Adicionalmente, el relleno utilizado en todas las estructuras consistió de un material granular adecuado para facilitar la evacuación de niveles freáticos presentes en el terreno, o bien, de la escorrentía que pueda filtrarse desde la superficie.
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
· El uso de estructuras de gavión y suelo reforzado (Terramesh System) permitió acortar el tiempo de entrega del proyecto.
· Se solucionaron los problemas de deslizamientos en la vía y pudo aumentarse el ancho de calzada en sectores críticos.
· Hasta el momento, el comportamiento de las estructuras es satisfactorio, habiendo transcurrido períodos de lluvia intensos después de su finalización.
· Aún no se ha resuelto el problema de inestabilidad de las laderas existentes por encima de la carretera. El poco espacio disponible, así como el alto costo de las soluciones impiden llevar a cabo alguna acción. Estabilizar estos taludes es una misión técnica y económicamente inviable.
· Pueden implementarse acciones preventivas para atenuar o disminuir el riesgo de movimientos del terreno, pero siempre dentro del campo de control de erosión. Entre las opciones pueden mencionarse la colocación de geomantas para amortiguar la escorrentía y favorecer la vegetación, barreras para prevención de caídos al nivel de la calle, mallas de alta resistencia para control de caídos, entre otras cosas.
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
Blight, G.E. (1997). “Mechanic of Residual Soils”. A.A. Balkema, Rotterdam, Netherlands.
Das, B. M. (1999). “Fundamentals of Geotechnical Engineering”. Brooks Cole, California, USA. Barros, P. L. A. (2005). “Obras de Contención: Manual Técnico”. Maccaferri do Brasil Ltda, Brasil