Estabilización de Taludes con Suelo Claveteado: Técnica y Ejecución

El suelo claveteado es una técnica de estabilización de taludes que se utiliza en desmontes excavados. Consiste en la introducción de bulones pasivos (clavos) en el suelo a medida que avanza la excavación. Estos bulones se instalan con una ligera inclinación dentro de vainas de PVC con separadores, y posteriormente se rellenan con lechada de cemento. Esta inclinación mínima (5-15º) es necesaria para asegurar que la lechada rellene completamente el hueco y que los bulones trabajen principalmente a tracción, aunque a veces también pueden estar sometidos a flexión y cortante.

Procedimiento Constructivo del Suelo Claveteado

1. Preparación y Excavación por Bancadas: Se construyen bancadas de aproximadamente 5 metros de ancho para permitir la operación de la maquinaria.
2. Instalación de Bulones: Los bulones se introducen con una inclinación de 5-15º. La separación entre bulones, tanto vertical como horizontal, suele ser de 1 a 2 metros.
3. Terminación Superficial y Drenaje: Se aplica gunita armada como terminación superficial y se implementa un sistema de drenaje. Antes de colocar la gunita y su armado, se instalan geotextiles que actúan como mecanismo de drenaje, conduciendo el agua hacia una pequeña zanja en el suelo. En casos de posible acumulación excesiva de agua, se instalan drenes subhorizontales.
4. Acabado (Obras Definitivas): En obras definitivas, se puede añadir un muro exterior como acabado.

Ventajas y Desventajas del Suelo Claveteado

Ventajas

• Utiliza maquinaria ligera.
• Las bancadas pequeñas son más estables.
• No requiere aporte de material de relleno.
• Rapidez de construcción y bajo coste.
• Adaptabilidad a terrenos heterogéneos.

Desventajas

• Pueden ocurrir deformaciones en las proximidades.
• Requiere un mínimo de cohesión del suelo.
• El drenaje es un factor crítico.
• Se debe tener especial cuidado en ambientes agresivos y en suelos con arcillas blandas, expansivas o con fluencia.

Fases de Ejecución Detalladas

Excavación

Es fundamental realizar una investigación inicial del terreno mediante zanjas y un control exhaustivo de las primeras bancadas. La excavación se realiza en dos fases por bancada (excavación y reperfilado), con alturas discretas de 1 a 2,5 metros. El tiempo hasta la finalización de cada bancada es de 24 a 48 horas. Se puede aplicar gunita inicial o construir bermas si es necesario. La plataforma de trabajo debe tener una anchura de 10 metros, aunque puede reducirse a 4 o 5 metros. La observación de las condiciones del agua es crucial.

Instalación de los Clavos (Bulones)

Existen diversos métodos para la instalación de los clavos: perforación e inyección, autoperforantes y "balísticos". El procedimiento habitual implica realizar una perforación, colocar un centrador y rellenar el espacio con lechada de cemento. Normalmente, se utilizan técnicas convencionales.

Construcción del Paramento

El paramento, cuando se construye de forma convencional, se realiza con gunita armada con mallazo (y refuerzo adicional si es necesario). En situaciones permanentes o de alta responsabilidad (por ejemplo, cerca de estructuras existentes), se suele adosar un paramento de hormigón como acabado final.

Localización de Tracciones Máximas y Zonificación

Las tracciones máximas se localizan en el interior del macizo reforzado. Su magnitud depende de la geometría del talud, la inclinación de los bulones, entre otros factores. La línea de tracciones máximas sigue una directriz curva que separa una zona activa de otra resistente. En el paramento (la cabeza de los clavos), las tracciones son significativamente inferiores a las máximas.

La generación de tracciones en los clavos ocurre principalmente en las tres fases siguientes a su instalación. Después, las variaciones son mínimas, a menos que se desarrollen deformaciones de fluencia en el talud terminado. Cuando la orientación de los clavos es casi horizontal, su contribución a la flexión y al cortante es muy pequeña, al menos bajo cargas de servicio. Para movilizar la resistencia a flexión y cortante de los clavos, se requieren deformaciones muy importantes. Por lo tanto, es razonable realizar un diseño basado exclusivamente en los esfuerzos de tracción de los clavos.

Consideraciones sobre la Fluencia

Se debe considerar la posibilidad de fluencia cuando el terreno presenta alguna de las siguientes características:

• Límite Líquido (LL) > 50
• Índice de Plasticidad (IP) > 20
• Resistencia al corte no drenado (Su) < 50 kPa
• Índice de Liquidez (LI) > 0.2
• Presencia de material orgánico.