Guia de Diseño e Instalación De GeoCeldas 3D EnviroGrid para

Guia de Diseño e Instalación
De GeoCeldas 3D EnviroGrid
para Control de Erosión
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Geo Products, LLC
8615 Golden Spike Lane
Houston,LLC
TX 77086
2011 Geo Products,
Phone: 281.820.5493
Fax: 281.820.5499
www.geoproducts.org
Descripción De Aplicación en Control De Erosión
Aplicaciones en Taludes y Canales
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4-7
Técnica de Anclajes y Herramienta 8-12
Geotextiles
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Material de Relleno
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Instalación
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DESCRIPCIÓN DE APLICACIÓN EN CONTROL DE EROSIÓN
Muchas variables afectan A la instalación y desempeño del sistema de confinamiento EnviroGrid®,
incluyendo la inclinación de la pendiente, la estabilidad de la sub-base, el material de relleno, las
condiciones de lluvia y riego artificial, las características hidráulicas de aguas subterráneas y la calidad de
anclaje de la sub-base. Debido a un gran número de factores es difícil aplicar parámetros exactos a las
aplicaciones individuales sin depender de profesionales de ingeniería, diseño y medio ambiente que
recojan esta información en el sitio.
FORMA BASICA DE LA PROTECCIÓN DE CONTROL DE EROSIÓN
1. Granular




Reduce la energía hidráulica, limitando las fuerzas contra y dentro de las celdas.
Dirige el flujo hacia la superficie de la celda, eliminando el flanqueado y el socavado.
Controla el movimiento individual de las partículas causadas por la gravedad y el flujo de
aguas.
Resulta ser un sistema flexible y duradero.
2. Vegetación





Reduce la energía hidráulica, limitando las fuerzas contra y dentro de las celdas.
Incrementa la resistencia natural y protege las raíces de las plantas.
Dirige el flujo de agua sobre la parte superior, en lugar de guiarlo por dentro del sistema.
Previene la formación de arietes y barrancos.
Ayuda a reducir la pérdida de humedad de la capa vegetal
3. Concreto




Controla el entubado y el socavado permitiendo a las celdas conformar la sub-base.
Actúa como una serie de juntas de expansión, dándole una gran flexibilidad.
Desarrolla estructuras de ventilación cuando son necesarias.
Provee estabilidad a pendientes muy empinados y a canales de flujo continuo.
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Aplicaciónes
TALUDES / PENDIENTES
El diseño del sistema de confinamiento celular EnviroGrid® para pendientes (taludes) requiere un
análisis de muchas características del sitio. El largo, el alto y el ángulo del pendiente (talud) y el
ángulo del reposo del material en el pendiente (talud), son factores importantes para determinar
apropiadamente la profundidad de la celda y el sistema de anclaje durante su diseño.
EnviroGrid® mejora el desempeño de pendientes revegetados reforzando su sistema de raíces y
dirige los flujos de aguas superficialmente sobre las celdas, con las celdas actuando a manera de un
juego de damas; previniendo la formación de arietes y barrancos.
EnviroGrid® mejora el desempeño del material de relleno granular en pendientes, controlando la
migración de material de relleno que de otra manera se causarían por fuerzas hidráulicas y
gravitacionales.
Esto se cumple por la disipación de la energía hidráulica interna y bajo las celdas, y por la capacidad
de confinamiento del material de relleno dentro de estas.
CANALES
El sistema de confinamiento celular EnviroGrid® ofrece una amplia gama y métodos para resolver
situaciones difíciles con el fondo y taludes laterales de los canales, donde flujos intermitentes o
continuos de mínimas a severas fuerzas erosivas hacen su trabajo.
El sistema de confinamiento celular EnviroGrid® permite el uso de diversos materiales de relleno,
incluyendo el suelo con material vegetal, agregados, concreto o una combinación de estos, para
aplicaciones únicas y estéticas.
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REVEGETACIÓN
Los suelos vegetados confinados se desempeñan excepcionalmente bien en las aplicaciones con flujos
de bajos a moderados. El sistema de confinamiento celular EnviroGrid® mejora el desempeño de
crecimiento de la capa vegetal al reforzar la zona de los raíces y dirigiendo las corrientes de aguas a la
parte alta de las celdas; donde se incrementa la distribución de resistencia del relleno y da un acabado
estéticamente superior al sitio, comparado con el método tradicional
Relleno de suelo con cobertura de pastos:
 Picos de flujo menores a 6 m/s (20 fps) y una duración del pico de flujo menor a 24
horas.
 Picos de flujo menores a 4.5 m/s (15 fps) y una duración del pico de flujo menor a 48
horas.
 Taludes laterales de canales que se encuentran por encima del nivel más alto del agua.
AGREGADOS
Los agregados se desempeñan bien, permitiendo el uso de diferentes tamaños para variaciones de
velocidades de flujo encontradas de sitio en sitio. Esto provee un agradable aspecto y una alternativa de
costo más ventajosa que un gran relleno de piedras o blindado fuerte, confinando y permitiendo un
mejor desempeño por los diámetros menores y un menor costo de agregados
LIMITES DE VELOCIDADES PARA RELLENO CON GRAVILLA GRANULADA RECOMENDADA:
<1 m/s
(3.3 pies/s)
1-2 m/s
(3.3-6.6 pies/s)
2-3 m/s
(6.6-10 pies/s)
> 3.5 m/s
(11.5 pies/s)
•GRAVILLA GRANULADA
•38mm (1.5") tamaño mediano de piedra
•125mm (5") tamaño mediano de piedra
•NO SE RECOMIENDA RELLENO
CON GRAVA GRANULADA
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CONCRETO
El relleno del sistema de confinamiento celular con concreto es una alternativa eficiente y de costo
mínimo al concreto instalado tradicionalmente para el revestimiento de canales. La naturaleza
flexible del sistema de confinamiento celular relleno de concreto permite confortablemente
movimientos de la sub-base sin potenciales agrietamientos y excavaciones asociados con el vertido
de las losas de concreto en el sitio.
Los costos de instalación se reducen dramáticamente mediante la eliminación de formaletas costosas
y otras técnicas de construcción para revestimiento de canales en concreto.
En áreas con servidumbres limitadas, estacando el sistema de confinamiento celular a lo largo de
taludes del canal, permite el relleno con material vegetal, granular o concreto de las celdas
superiores para crear taludes más pendientes y para incrementar la resistencia de medidas de los
flujos mayores.
Concrete Infill Peak Flow Velocities and recommended EnviroGrid Section depths:
VELOCIDADES
MAXIMAS
1.8-6 m/s
(6-20 pies/s)
6-7 m/s
(20-23 pies/s)
> 7 m/s
(23 pies/s)
•75 mm (3") Secciones de EnviroGrid
•100 mm (4") Secciones de EnviroGrid
•150 mm (6") and 200 mm (8")
Secciones EnviroGrid
NOTA: La necesidad de anclajes está en función de la profundidad del pico de la corriente,
gradiente de la pendiente del fondo y el peso propio del sistema de revestimiento. El
ingeniero del proyecto deberá basar el diseño en la información específica del proyecto.
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PROFUNDIDADES APROPIADOS DE CELDAS
En la mayoría de las aplicaciones de control de erosión, la presencia de carga no es una consideración
importante. Por lo tanto, la profundidad de la célula es determinada generalmente por

Tamaño y peso del relleno

Grado de Pendiente

Factores ambientales externos

Económicos
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ANCLAJES
El anclaje apropiado del EnviroGrid® a la pendiente
es crítico ya que determina el buen desempeño del
producto. Los anclajes deberán dejarse en el sitio
después de la instalación. La cantidad y tipo de
anclajes está determinado por los siguientes factores:








Densidad de la sub-base
Peso y tipo de material de relleno
Largo de la Pendiente
Grado del Pendiente
Condiciones ambientales o externas, como por ejemplo nieve.
Angulo interno de fricción del material de relleno y del suelo del pendiente (solamente el menor
de los dos deberá ser el utilizado)
Altura de EnviroGrid®
Presencia de geotextil o de geomebrana en el diseño.
Antes de seleccionar un método de anclaje, es prioritariamente necesario calcular la fuerza neta de
deslizamiento (NSF) o la fuerza que tendría que vencer el EnviroGrid® para no deslizar abajo por el
pendiente. Si la NSF es negativa, entonces las fuerzas de fricción entre el EnviroGrid® y el pendiente son
suficientes para mantener el sistema en su sitio. La siguiente tabla muestra algunos ejemplos de cálculo
de NSF:
Net Sliding Force = [(H x L x Y) + (L x SL)] x [sin w – (cos w tan Ø)]
NSF
H
L
γ
SL
W
*
3
2
kN/m
mm
m
kN/m
kN/ m
SLOPE
0.8
5.5
-13.1**
100
150
100
6.1
33.0
30.5
19.6
19.6
19.6
1.9
1.9
1.9
1.75 to 1 (29.7°)
1.75 to 1 (29.7°)
2.00 to 1 (26.6°)
NSF = fuerza neta de deslizamiento
Y = Peso unitario del material de relleno
ɸ
DEGREES
28° (silty sand)
28° (silty sand)
32°(crushed stone)
H = Altura de la celda
SL = Carga de Nieve
Ø = Angulo de fricción interna del material (ángulo de reposo del material)
* Libras pie medidas paralelamente a la corona de la pendiente
** Indica que no se requiere anclaje especial
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ZANJA DE ANCLAJE
El Borde superior del EnviroGrid® deberá ser enterrado en una zanja de anclaje que evitaría el flujo de
aguas pendiente abajo. Esto también sirve para anclar el EnviroGrid® a la corona o a la cima del
pendiente. Este método aprovecha el peso del suelo sobre las celdas enterradas. La siguiente ecuación
puede usarse para calcular la altura y longitud requeridas en la zanja de anclaje para resistir las fuerzas
de deslizamiento:
L x H = Fuerza Neta De Deslizamiento x Factor de Seguridad
Peso Unitario del Suelo x tan Ø
Donde Ø es el ángulo interno de fricción del material de relleno (ángulo de reposo del material) o ángulo
de la superficie del suelo, el que sea más bajo.
Si la longitud de la pendiente es mayor a la del panel, los paneles inferiores deberán pegarse al superior
utilizando algún método, o anclarlos con un método adecuado.
CANCHOS DE ANCLAJES
Estacando o enterrando el EnviroGrid® a la pendiente es el método más común usado si no hay una
geo membrana presente en el diseño y si el suelo tiene una resistencia de retención adecuada para
sostener los pines de anclaje. Las barras de acero reforzado dobladas con forma de “J” son los ganchos o
anclajes preferidos.
Como una regla general, la longitud de los ganchos de anclaje debe ser el triple de la altura de las celdas.
Dibujos típicos detallados de los ganchos de anclaje están disponibles.
GRAPAS
Si las condiciones requiere que las secciones adyacentes de EnviroGrid®
estén unidas, que
simplemente queden a tope una con otras, un sistema de grapado puede ser utilizado. Las grapas son
normalmente puestas usando una grapadora neumática, dotada con grapas tipo industrial. Las
secciones son unidas entre celdas adyacentes. Los paneles adyacentes pueden ser unidos entre si
utilizando para esto los tendones
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TENDONES Y GANCHOS DE ANCLAJE DE ALIVIO
Los ganchos de anclaje de alivio y los tendones son utilizados en pendientes donde se requiere un
soporte adicional o donde la utilización de los ganchos de anclaje no se puedan utilizar (base de roca,
manto de geo membrana). Ellos también deberán utilizarse cuando más de una sección de EnviroGrid®
deberá ser instalada para cubrir el pendiente de arriba hasta abajo.
Las tres características importantes de los tendones de poliéster son fortaleza, durabilidad, y resistencia
al desgaste. Los tendones usualmente consisten en unos hilos de poliéster trenzados o acordonados. El
diseño de cargas o el espaciamiento de tendones están determinados por la fuerza a ser soportada. Un
mayor número de tendones delgados es mejor que uno menor de tendones más gruesos. Listón las tiras
o arandelas grandes en el fondo de la sección más baja de EnviroGrid® son esenciales para evitar
concentraciones de la tensión.
INSTALACIÓN USANDO TENDONES
Si el EnviroGrid® no tiene agujeros para los tendones, perfore los agujeros antes de extender las
secciones de EnviroGrid®. Mida y corte a la longitud deseada (agregue un 10% para atar alrededor de
los ganchos de anclaje). Asegure los tendones a una estructura de soporte o anclaje (ver Zanja de
anclaje) en la parte superior del pendiente. Esta estructura de soporte puede ser de la longitud del tubo
de alta resistencia del PVC, una viga de concreto, o un juego de bloques de concreto puestos en una
zanja de anclaje. Un sistema alternativo puede consistir en el arpón como anclajes de tierra (mostrados
a continuación).
Anclaje usando el sistema de MUERTO
Anclaje usando el sistema de ARPON
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Úsense o no los tendones, el EnviroGrid® se debe colocar más allá de la cresta del pendiente para evitar
que el agua superficial se cuele por debajo del EnviroGrid®. En la parte alta del pendiente inserte los
tendones a través de los agujeros en las secciones de EnviroGrid® sin extenderlas. Mida y marque el
perímetro del área a ser cubierta por la primera sección a ser instalada. Si es permisible, coloque los
ganchos de anclaje alrededor del perímetro para llevar a cabo las extensión de la sección. Extienda y
coloque la sección en su sitio, teniendo cuidado que los tendones no se salgan de los agujeros. Repita
este procedimiento para la instalación de las secciones restantes. Los tendones deberán ser atados y
tensionados entre los ganchos de anclaje en el sentido del pendiente. El uso de placas de apoyo ayuden
a transferir las cargas del EnviroGrid® a los tendones. Los ganchos de anclaje, arandelas, pasadores y
placas, deberán ser fabricados en materiales resistentes a la corrosión tales como acero galvanizado,
plástico de alta resistencia, etc.
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INSTALACIÓN DE GANCHOS DE
ANCLAJES CON CON TENDONES
PASO 1: Haga dos argollas en el tendon
PASO 2: Pase la argolla 1 por entre de la 2
PASO 3: Pase el gancho por la argolla 1 y entierre
el gancho hasta quedar a ras con el borde
de geocelda EnviroGrid
PASO 4: Temple los extremos del tendon hasta
ajustar el nudo al gancho y proceda a
enterrar el gancho hasta el fondo de la
celda
METODO DE ANCLAJE
Obtenido el resultado del cálculo de la NSF para los dos casos de la tabla anterior, el paso siguiente es
decidir cómo se anclará el EnviroGrid®. Para la situación en la cual la NSF= 0.8 kN/m, dos métodos
comunes de anclaje del EnviroGrid® son definidos para fijar o estacar éste al pendiente. Para la situación
en la cual el NSF = 5.1 kN/m, el EnviroGrid® puede ser fijado por ganchos de anclaje y tendones.
ZANJA DE ANCLAJE
Usando la ecuación apropiada:
Una práctica combinación podría ser para enterrar el borde superior del EnviroGrid® a 0.3 m de
profundidad y 0.5 m hacia atrás. Otra combinación práctica sería dejar L de 0.75 m y una H de 0.2 m.
ESTACAS O GANCHOS DE ANCLAJES
0.8 kN/m es equivalente a 0.8 x 2.56 = 2.0 kN para los 2.56 m de ancho del panel. Usando un factor de
seguridad de 2.0 y una capacidad al arranque del gancho de anclaje de 0.27 kN *:
2.0 x 2.0
= 14.9, es decir que se requerirían 15 ganchos para el ancho de 2,56m
0.27
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TENDONES
5.5 kN/m es equivalente a 5.5 x 2.56 = 14.1 kN para los 2.56 m de ancho del panel. Usando un factor de
seguridad de 3.0 y un tendón con una capacidad de tensión de 13.0 kN:
14.1 x 3.0
=3.25 tendones, usar 4 tendones por cada 2,56 m de ancho de panel
13.0
Si los tendones están sujetos a anclajes enterrados, usando el mismo número de anclajes y tendones, un
factor de seguridad adicional de 1.25 deberá ser tenido en cuenta, para subsanar cualquier
incertidumbre en la capa de subsuelo:

La capacidad de fijación del gancho de anclaje dependerá de varios factores, incluyendo las
condiciones de debilidad del suelo del sitio y el cuidado con el cual se hayan introducido los
ganchos o el anclaje en el suelo. Así el ingeniero residente debe evaluar y hacer un juicio en
cuanto a qué valor debe ser utilizado.
Geotextiles
La utilización de un geotextil bajo el EnviroGrid®, depende de las condiciones del subsuelo y del
material de relleno a utilizar. Cuando el material de relleno y el subsuelo son diferentes, o el
subsuelo es muy blando o húmedo, un manto de geotextil puede representar un medio de
separación para mantener el material de relleno evitando su migración (perdida) por debajo de
la geocelda. Sin embargo, el uso de geotextil puede reducir significativamente la fricción a lo
largo del plano de fondo del sistema de EnviroGrid®, aumentando la NSF. Por lo anterior, la
utilización o no de un geotextil deberá ser evaluada cuidadosamente, después de evaluar los
beneficios y los costos
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SELECCIÓN DE MATERIAL DE RELLENO





Capa vegetal y suelo revegetado: en pendientes empinados, suaves de bermas, diques,
paredes de canales y desagües.
Arena y material granular: en pendientes con grados
Gravilla (diámetro máximo 760 mm): en canales, pendientes, excepto para inclinaciones
fuertes, flujo laminar de aguas moderados.
Piedra partida/molida: en canales, pendientes, excepto para inclinaciones fuertes, flujo
laminar de aguas moderados.
Concreto: Alrededor de puentes (polleras), pendientes severas de canales de alto caudal de
aguas, desagües y canales inclinados.
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PROCEDIMIENTOS DE INSTALACIÓN
Prepare el sitio quitando toda la capa vegetal, residuos y cualquier forma inaceptable de los suelos del
área donde será colocada el sistema de confinamiento celular EnviroGrid®. Substituya cualquier suelo
quitado por materiales aceptables y termine todo el trabajo de movimiento de tierras, incluyendo la
zanja de anclaje cuando ésta sea requerida para instalación en pendientes o revestimiento de canales,
de acuerdo con las especificaciones de trabajo.
Si se requiere el uso de geotextil por las especificaciones de trabajo, su instalación debe ser de acuerdo
de las recomendaciones del fabricante.
Instale parcialmente las estacas o los ganchos en "J", sobresaliendo una longitud sobre el borde de la
celda aproximadamente 50 milímetros, a lo largo del borde superior del área en la cual el EnviroGrid® va
a ser instalado (o en la zanja de anclaje). Una línea de piola entizada puede ser utilizada para alinear y
demarcar el área de instalación.
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Las secciones de EnviroGrid® se deben estirar más allá de la longitud del diseño para después de ser
extendida dejarla llegar a la longitud de instalación.
Fije las celdas del extremo de las secciones de EnviroGrid® sobre los ganchos de anclaje previamente
instalados y complete la instalación de los ganchos de anclaje en "J" a lo largo de las paredes laterales de
la sección. Las secciones colindantes de EnviroGrid® deben ser niveladas y emparejadas una con otra.
Traslape los lados de las secciones de EnviroGrid® y empalme los extremos juntos. Asegure las secciones
colindantes una con otra usando una grapadora neumática o otros medios según los requisitos del uso
de trabajo. Instale equilibradamente los ganchos de anclaje en "J" según los requisitos de las
especificaciones de trabajo.
Cuando el EnviroGrid® se ha puesto correctamente en el lugar, el sistema debe ser rellenado con los
materiales especificados en las especificaciones del trabajo. Para prevenir un daño posible al sistema,
limite la altura de descarga del material de relleno a no más de 1m. Sobre el sistema de EnviroGrid®.
La entrega del material de relleno sobre el EnviroGrid® deberá hacerse desde la parte alta del pendiente
o del canal hacia la parte baja usando un cargador, una retroexcavadora, un excavador del cubo o una
banda transportadora. Cuando se utilice arena, material granular o tierra vegetal, sobrellene las
secciones de EnviroGrid® por lo menos unos 25mm - 50 mm para permitir el asentamiento y
compactación del material. Los rellenos con arena y material granular deben distribuirse, nivelarse y
compactarse con rastrillos planos hasta el borde superior de las celdas.
Los rellenos con suelo suelto deben compactarse con los cubos del cargador o de la retroexcavadora o
con la placa vibratoria. Rellenos con concretos deben ser distribuidos manualmente con rastrillos y
acabados a máquina.
Geo Products, LLC provides this information only as an accommodation to our customers. No warranty or other
representation regarding the suitability of the application procedures is made due to the fact that each installation
has specific requirements that may not have been considered in this generalized procedure. Geo Products, LLC
makes no warranties or representations regarding the suitability of its EnviroGrid for specific uses or applications.
Our liability is limited to furnishing, without charge, a replacement for any EnviroGrid that is proven defective
under normal use and service.
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