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El repetido ciclo de congelación y desgarro crea fuerzas que muchos métodos de construcción estándar no están diseñados para resistir. Con el tiempo, estas fuerzas causan cracking, espaciamiento, inclinación e incluso falla catastrófica si no se aborda correctamente. Este artículo proporciona una guía integral para construir muros de retención que permanecen duraderos y funcionales en las regiones con congelación significativa.
La ciencia de los ciclos de lavado y el hielo de la escoria
El agua se expande alrededor del 9 por ciento cuando se congela. En un clima de congelación, el agua que infiltra el suelo detrás de una pared de retención o el material de la pared en sí se somete a esta expansión repetidamente. El proceso no es simplemente una expansión estática y una contracción; implica la migración del agua hacia el frente de congelación, formando lentes de hielo que pueden ejercer una presión enorme.
El sistema de control de las aguas se basa en el sistema de control de las aguas. El sistema de control de las aguas se produce cuando las tensiones internas superan la fuerza del material durante la congelación. El sistema de control de las aguas se basa en el uso de las paredes.
Evaluación del sitio y preparación del suelo
Antes de que comience la construcción, es esencial una evaluación exhaustiva del sitio. El tipo de suelo determina tanto las características del drenaje como el potencial de la helada. Los suelos cohesivos como la arcilla y el silto son altamente propensos a la helada porque conservan el agua y permiten la acción capilar para atraer la humedad hacia el frente de congelación.
Las pruebas de suelo deben incluir análisis de tamaño de grano, índice de plasticidad y contenido de humedad. Una investigación geotécnica también puede incluir una prueba de percolación para evaluar las tasas de drenaje. Cuando el potencial de helado es alto, considere la instalación de una manta de drenaje o drenaje francés detrás de la pared para interceptar agua antes de que llegue a la zona de congelación.
Consideraciones de la profundidad de la pobreza
La profundidad de la penetración de las heladas varía significativamente por región. En Minnesota y partes de Canadá, la profundidad de las heladas puede superar los cuatro pies. En áreas de descongelación más suave, puede ser de sólo 12 a 18 pulgadas. La base de una pared de retención en un clima de congelación debe extenderse por debajo de la línea de helada para evitar el acecho de helada.
Selección de materiales para la Durabilidad de la Congelación
No todos los materiales de construcción cumplen por igual en condiciones de congelación. La selección de materiales afecta directamente a la resistencia de la pared a la grieta, el espaciado y la degradación a largo plazo. Cada material tiene propiedades específicas que deben ser compatibles con el clima y el diseño de la pared.
Concreto reforzado
El hormigón es muy utilizado para retener paredes en climas fríos debido a su resistencia y durabilidad cuando está correctamente diseñado. Sin embargo, el hormigón estándar es vulnerable a los daños de descongelación a menos que esté entrenado para el aire. El hormigón armado contiene burbujas de aire microscópicas que proporcionan espacio para que el agua se expanda al congelar, reduciendo el estrés interno.
Piedra natural
La piedra natural ofrece una excelente durabilidad y atractivo estético en climas de captura de helada, pero la selección importa. Piedras de baja densidad como granito, basalto y cuarzo resisten bien el daño de la sierra. Piedras más suaves y porosa como arenisca y piedra caliza son más susceptibles de congelar. Piedra con grietas visibles, fisuras, o planos de revestimiento de esca
Unidades de Masonería (CMU) y Muros de Retención Segmental
Los muros de retención segmentales hechos de bloques de hormigón seco se han vuelto populares porque toleran bien el movimiento. Cada bloque se funde con un sistema de labios o pins que permite que la pared se flexione ligeramente durante ciclos de descongelación sin grietas.Los huecos entre bloques también facilitan el drenaje. Para las paredes segmentadas en climas de descongelación, los bloques deben ser fabricados con hormigón armado y probados para la durabilidad de agua con suspensión manual
Madera
Las paredes de madera de madera de madera son comunes en entornos residenciales pero tienen una vida limitada en climas de congelamiento a menos que la madera sea tratada correctamente. La madera de tratamiento de presión es esencial. Sin embargo, incluso la madera tratada puede sufrir de daño de congelamiento si el agua penetra las cerraduras y las grietas.
Sistemas de drenaje: El factor más crítico
El agua es el enemigo de retener paredes en climas de descongelación. Sin drenaje efectivo, el agua se acumula detrás de la pared, congela, expande y aplica presión hidrostática y de hielo que puede superar la fuerza de diseño de la pared. Un sistema de drenaje bien diseñado no es opcional; es el único factor más importante en el rendimiento a largo plazo.
Llorar a Holes
Los agujeros de agua son aberturas en la pared que permiten que el agua se drena del relleno al frente. Deben colocarse a intervalos regulares, normalmente de 4 a 8 pies de distancia horizontal, y en la base de la pared. El diámetro de los agujeros de llanto debe ser al menos 4 pulgadas para resistir el truquito. En las paredes de hormigón o mampostería, los agujeros de llanto se pueden formar con mangas de tubo o izquierdo como collares abiertos.
Compuestos de recambio y drenaje de grava y drenaje
El retroceso granular detrás de la pared sirve como medio de drenaje. Use grava limpia y desenrollada libre (típicamente 3/4-inch de diámetro de 1,5 pulgadas) con un bajo contenido de multas. El relleno debe extenderse desde la base de la pared hasta dentro de 12 pulgadas de la superficie. Un tejido geotextil situado entre la grava y el suelo nativo previene multas de migrar en la tierra extrema y reducir su permeabilidad.
Subdrains y tubos de drenaje
Para paredes de más de cuatro pies de altura o en suelos con mal drenaje, se recomienda una tubería perforada en la base de la pared. La tubería, normalmente de 4 a 6 pulgadas de diámetro, debe envolverse en tejido filtrante y colocarse en una trinchera de grava que se inclina hacia una salida.El outlet debe descargar al menos 10 pies de la pared para evitar que el agua vuelva a saturar el backfill.
Foundation and Reinforcement Design
La base debe resistir las fuerzas de helado y proporcionar una base estable para la pared. Un enfoque común es excavar una trinchera debajo de la línea de heladas y llenarla con material granular compacto. La anchura de la base depende de la altura de la pared y la capacidad de cojinete del suelo. Para las paredes de gravedad, el ancho base es típicamente 50 a 75 por ciento de la altura de la pared.
Geogrid Reinforce
Las paredes de acero inoxidable aseguran que el suelo se extienden en forma horizontal y que se extienden en el fondo, y que el suelo se convierte en un gran bloque de suelo. El diseño de la pared de alto rendimiento de la pared de gran resistencia y el desnivel de la pared de gran resistencia, que permite un mayor rendimiento de la pared.
Juntas de expansión y alojamiento de movimientos
En paredes rígidas como hormigón fundido o piedra mortero, las juntas de expansión son necesarias para permitir la expansión térmica y la contracción, así como el movimiento de descongelación. Las articulaciones deben ser colocadas a intervalos de 20 a 30 pies, y en esquinas y cambios en la altura de la pared. Las articulaciones deben ser llenadas con un sellador flexible que puede acomodar el movimiento sin desgarrar.
Técnicas de construcción de clima frío
Para mantener la humedad en el suelo es más difícil cuando se congela el suelo. Si se produce la construcción a finales de otoño o principios de primavera, se prevé que las posibles caídas de temperatura. La guía ACI 306R-16 para la concreción del clima frío proporciona el estándar para colocar y curar el hormigón con la temperatura ambiente menos resistente.
La colocación de relleno también requiere cuidado en clima frío. No colocar el relleno en suelo congelado. El material de relleno en sí debe estar libre de hielo y nieve. El equipo de compactación debe trabajar el material mientras que todavía es viable. Si el relleno se congela antes de la compactación, debe ser eliminado y reemplazado. Muchos contratistas programan la construcción de la pared a finales de primavera o principios de verano para evitar complicaciones del clima frío, pero cuando el horario exige trabajo de invierno, estas precauciones no son.
Mantenimiento y vigilancia a largo plazo
Incluso la pared de retención mejor construida en un clima de congelación requiere inspección y mantenimiento periódicos. inspecciones anuales en la primavera después de la última congelación y en la caída antes de la primera congelación se recomienda. Cheque para grietas, desdibujo, bulto o inclinación. Medir cualquier cambio en la alineación o elevación. Busque signos que los sistemas de drenaje están bloqueados: manchas de agua en la cara de la pared, agujero de la presión de la pared
Las grietas menores en las paredes de hormigón pueden sellarse con un sellador flexible de epoxi o poliuretano para evitar el ingreso de agua. Las zonas descompuestas pueden ser reparadas, pero si el daño es extenso, la sección de la pared puede necesitar reemplazo. Para las paredes segmentadas, bloques desmontados o rotos deben ser reasentados o reemplazados rápidamente.
Estudios de casos y variaciones regionales
Las diferencias regionales en suelo, precipitación y temperatura extremas requieren enfoques adaptables. En el Pacífico Noroeste, donde los ciclos de descongelación son frecuentes pero menos severos, el enfoque es en el drenaje y la gestión de humedad. En las Praderas Canadienses y el Medio Oeste Superior, donde los inviernos son largos y fríos con profunda penetración de heladas, profundidad de la base y aislamiento se convierten en preocupaciones primarias.
Por ejemplo, en Minneapolis, donde la profundidad de las heladas alcanza 42 pulgadas, una base de muro de retención debe ser de al menos 42 pulgadas de profundidad, con un sistema de drenaje que se extiende por debajo de la línea de helada para evitar la acumulación de hielo en la base. En contraste, un muro en Seattle, donde la profundidad de helada es de sólo 12 pulgadas, puede tener una fundación más profunda pero debe todavía abordar las altas precipitaciones y ciclos moderado de congelación.
Conclusión
Retención de la construcción de muros en climas de congelación requiere un nivel más alto de diseño y mano de obra que en regiones más bajas. Las fuerzas generadas por agua congelada son potentes e implacables. El éxito depende de controlar el agua mediante el drenaje, seleccionando materiales que resistan el daño de la moto de congelación, y proporcionando bases y refuerzos que alojan el movimiento sin falla.