Muros de Contención

 

MUROS Curso: suelos II

noviembre 2014

 

INTRODUCCIÓN

Los muros son elementos constructivos cuya principal misión es servir de contención, bien de un terreno natural, bien de un relleno artificial o de un elemento a almacenarEn ocasiones los muros desempeñan la función de cimiento, al transmitir las presiones o cargas suministradas por los pilares o por los forjados que se apoyan en la coronación del muro. Esta situación es característica caracterís tica de los m muros uros de sótano, muy desarrollada en la edificación actual. Las formas de funcionamiento del muro de contención y del muro de sótano son diferentes. Mientras que el muro de contención se comporta básicamente como un voladio empotrado en el cimiento, el cuerpo de un muro de sótano se compota como una losa de uno o varios vanos.

 

OBJETIVOS GENERALES   

  

Exponer los aspectos más importantes acerca de la teoría de empujes de tierra Describir la forma en que las estructuras interactúan con la masa de suelo contenida

  

Realizar una presentación general de los sistemas de contención desarrollados por la ingeniería

 

OBJETIVOS ESPECÍFICOS  Dar a conocer sistemas

de anclajes aplicados a muros de contención

  

  

Efectuar una descripción de los sistemas de contención denominados muros pantalla describir las principales características y exponer los mtodos constructi!os de los sistemas de contención" #uro pantalla$ %antalla de pilotes y #uro tipo &erlins'

  

realizar un análisis comparati!o de costos$ rendimiento y aplicabilidad de los sistemas de contención anteriormente nombrados$ en base a un

 

ro ecto rre eal al''

CLASIFICACIÓN DE MUROS La clasificación de los muros se !ace de acuerdo a su"

FUNCION Carga Aislamiento/Separ ación

POSICION

(nteriores

Exteriores

Decoración

 

Contención

CONSTITUCION (material) )pacos

POSICION DINAMICA Fijos Móiles

 *  *ranslucid ranslucidos os  *  *ranspar ransparentes entes

 

Muros de hormigón  El concreto y la mamoster!a son los materiales cl"sicos ara muros# $a ma%era se emlea en &orma %e tablero con arma'(n y cubierta %e la misma ma%era contrac)aea%a o %e otros materiales

 

Muros de hormigón armado

 

Muros de hormigón ciclópeo

El concreto cicl(eo es una me'cla %e concreto con cantos o blo*ues %e roca %ura# +eneralmente, +eneralmente, se utili'an me'clas %e -0. %e concreto y 40. 40 . %e volumen %e ie%ra# /in embaro, %ebe tenerse en cuenta *ue a mayor canti%a% %e ie%ra eiste mayor osibili%a% %e arietamiento %el muro, or resencia %e 'onas %e %ebili%a% estructural interna# En ocasiones se le colocan re&uer'os %e varilla %e acero %entro %el concreto cicl(eo ara meorar su resistencia interna# El %ise3o %e un muro %e concreto cicl(eo es muy similar al %e los muros %e concreto simle r!i%os y masivos

 

DISEÑO DE MUROS #na ve conocidas las características del suelo en donde se emplaará el muro de contención, se debe proceder a realiar el diseño del mismo. #n diseño adecuado para un muro de contención debe considerar los siguientes aspectos"    Los componentes estructurales del muro deben ser capaces de resistir los esfueros de corte y momento internos generados por las presiones del suelo y demás cargas.  El muro debe ser seguro contra un posible volcamiento.      

El debe ser contra un desplaamiento Lasmuro presiones no seguro deben sobrepasar la capacidad delateral. soporte del piso de fundación. Los asentamientos y distorsiones deben limitarse a valores tolerables. $ebe impedirse la erosión del suelo por debajo y adelante del muro bien sea por la presencia de cuerpos de agua o de la escorrentía de las lluvias. $ebe considerarse la posibilidad de presencia de presiones pr esiones de agua detrás del muro. El muro debe ser estable a desliamientos de todo tipo

 

PROCEDIMIENTO %on muc!as las formas por las cuales se pueden llegar a determinar las dimensiones de los elementos constitutivos de un muro de contención, con los avances tecnológicos incluso es posible encontrar programas de diseño estructural de libre distribución en &nternet. 'ara proceder al diseño una ve conocida la topografía del sitio y la altura necesaria del muro debe procederse a"   a( b( c( d(

Esc Escoge ogerr e ell tipo tipo de mur muro oae empl mplear earse. se. $ibuja $ibujarr a esc escala ala la to topogr pografía afía en per perfil fil de la s secció ección n típ típica ica de dell muro. %obre la topo topograf grafía ía dib dibujar ujar u un n diag diagrama rama ))tenta tentativo) tivo) supu supuesto esto del del pos posible ible mur muro. o. *onoc *onocidas idas las p propie ropiedade dades s de resi resisten stencia cia del su suelo elo y escogida escogida la te teorí oría a de pres presiones iones a emplearse, calcular las fueras activa y pasiva y su punto de aplicación y dirección de +- a -, de acuerdo al ángulo de fricción del suelo y la topografía arrib arriba a del muro. e( *al *alcul cular ar los los fac factor tores es de de se segur gurida idad d as así" í"   a. /actor /actor de segu seguridad ridad cont contra ra vo volcamie lcamiento. nto. b. /actor /actor de seg segurida uridad d cont contra ra des desliamie liamiento nto de la ci cimenta mentación. ción.

 

a( %i los factor factores es de segu seguridad ridad no no satisfa satisfacen cen los requer requerimien imientos tos debe deben n varia variarse rse las dimensiones supuestas y repetir los pasos de a !asta 0e1. %i son satisfactorios se procederá con el diseño. b( *alcul *alcular ar las presione presiones s sobre el piso piso y el factor se segurid guridad ad cont contra ra capac capacidad idad de soporte. c( *alcular *alcular los asentam asentamiento ientos s gene generado rados s y si es necesari necesario o ampl ampliar iar la base base de dell muro o en su defecto establecer el pie del muro en otro estrato de suelo.   ) $iseñar los sistemas de protección contra" ) %ocavación o erosión en el pie. ) 'resencia de presiones de agua detrás del muro.   a( /inal /inalmente mente de deben ben calcular calcularse se los valor valores es de los esfue esfueros ros y momentos momentos in interno ternos s para proceder a reforar o ampliar las secciones del muro, de acuerdo a los procedimientos estandariados de la &ngeniería estructural 2%uáre, +334(.

 

PROBLEMAS ASOCIADOS A LOS MUROS El principal problema de los muros de contención es que son elementos estructurales que están durante toda su vida 5til en contacto directo con el suelo, sufriendo tanto las acciones de 6ste 2no sólo mecánicas, sino alguna otra como !umedades, etc.(, como tambi6n las del propio edificio. 'robablemente sean los elementos estructurales que sufren una mayor problemática debido a esta raón son la principal causa de lesiones en los edificios. Los síntomas no sólo se podrían observar en el propio muro, sino tambi6n en el resto de la construcción.

  GIRO EXCESIVO DEL MURO  #na de las principales características que debe cumplir un muro de contención es su estabilidad general, que evitaría la inclinación del mismo. *onsiste en el vuelco del punto más alto respecto al punto más alejado de la apata.

 

DESPLAZAMIENTO DEL MURO   /e consi%erar!a un %esli'amiento %el mismo# ue%e coinci%ir con movimientos entre estratos %i&erentes %el terreno# $a resencia %e tac(n en el muro 5en el caso %e un muro con 'aata6 o una mayor ro&un%i%a% %e emotramiento 5en al caso %e muros enterra%os6 &avorecen la resistencia %el mismo a este tio %e roblema#

  DESPLAZAMIENTO PRO!UNDO DEL MURO   Este roblema consiste no s(lo en un %esli'amiento %el muro, sino *ue el mismo tambi8n su&re un )un%imiento as! como un iro# /e %ebe a la &ormaci(n %e una suer&icie %e %esli'amiento ro&un%a 5coinci%ien%o con un estrato blan%o6, %e &orma circular#

 

DE!ORMA"I#N E$"ESI%A DEL ALZADO /e trata %e una roblem"tica oco &recuente, ya *ue se ro%uce cuan%o el muro es %emasia%o esbelto en la 'ona suerior %el al'a%o, alo oco com9n, ya *ue 8stos est"n caracteri'a%os caracteri'a%os or su eso, y 8ste no se lora %e otro mo%o sino or volumen y anc)ura %el mismo# !ISURA"ION E$"ESI%A  

ro%uci%a r o%uci%a su mayor me%i%aroblemas, en las 'onas tracci(n es or ue%en serencausa %e mayores ya%e *ue 8sta es5tras%(s6, la arte %el muroello en *ue contacto con el terreno, or lo tanto, m"s atacable#   ROTURA POR !LE$I#N   Este tio %e roblema ue%e aarecer tanto en el al'a%o, como en la unta %el muro# Normalmente los s!ntomas s(lo o%r!an ser visibles en la 'ona %e tras%(s, or lo *ue no ser!an observables, )ec)o *ue ue%e ser motivo %e colaso al no o%er )acer &rente al roblema# Este )ec)o ue%e tener mayores consecuencias cuan%o las e%i&icaciones se encuentren entre me%ianeras#

 

ROTURA POR ESFUERZO ESFUERZ O CORTANTE CORTANTE   Estos esfueros, como los de fle7ión, fl e7ión, pueden producir roturas en diversas onas del muro. Este tipo de problemática y lo com5n que puede ser, desaconseja la utiliación de la fábrica de ladrillo para las estructuras de contención, debido a su escasa resistencia a estos empujes.  ASIENTOS   8unque 8unque no se puede considerar una problemática que pueda causar una rotura en el muro 2si no se trata de un asiento diferencial, sino de la totalidad del mismo(, si podría causar graves problemas en el resto de la estructura del edificio. 9curre como consecuencia de un e7ceso de cargas que el muro transmite al terreno.  RETRACCIÓN HIDRÁULICA Y TÉRMICA

  %e producen en su mayor parte durante la fase de fraguado y endurecimiento del !ormigón, en presencia de una armadura en sentido longitudinal escasa. :ambi6n podrían incluirse en este grupo las roturas por dilatación y retracción del propio muro, cuando 6ste se encuentra sujeto en alg5n punto, como otro muro, o contrafuertes.

 

ROTURA DE ES&UINAS   Este tio %e roblem"tica se caracteri'a or tener una inclinaci(n entre 4 y

-0; y est"n ubica%as en las 'onas %e las es*uinas, encuentran$as %os muros eren%iculares# /er!an ro%uci%as or una cuan%o tracci(nse)ori'ontal# %i&erencias t8rmicas emeoran este tio %e s!ntomas#   DE'RADA"I #N DE DE'RADA"I#N DELL MAT MATERIAL ERIAL PO POR RA AT TA&UE DEL MEDIO   /e o%r!an consi%erar estos roblemas como consecuencia %e los anteriores, ya *ue eneralmente estas a&ecciones se intensi&ican %ebi%o a rietas y otro tio %e lesiones# Estas %era%aciones son muc)o m"s relevantes or el )ec)o %e

*ue el muro se en contacto el terreno 56# /in embaro es encuentra reciso recalcar *ue loscon roblemas estructurales a*ueen a un muro %een%en %irectamente %el tio %e muro *ue se escoa#

 

TIPOS DE ESTRUCTURA ESTRUCTURAS S DE CONTENCION La gran variedad de sistemas de contención de suelos que e7iste en la actualidad !ace difícil establecer una clasificación clara, en la bibliografía consultada los autores no establecen un límite claro entre un grupo de sistemas de contención y otro. $e acuerdo a esto podemos clasificar a las estructuras de contención en"   Estructuras de contención rígidas Estructuras de contención fle7ibles  Estructuras de contención mi7tas $ebemos dejar en claro que no se e7pondrán todos los tipos de estructuras de obtención, si no que nos avocaremos a los más utiliados, en cada clasificación se dará una breve descripción de cada c ada sistema.  

 

TIPOS DE ESTRUCTURAS DE CONTENCION MIXTAS Dentro de esta clasi+cación encontramos di!ersos sistemas entre los cuales podemos destacar"    #uros pantalla  %antallas de pilotes  #uro berlins   En este punto queremos dejar en claro de que algunos autores clasi+can a este grupo de sistemas como simplemente ,pantallas-$ sin embargo en nuestro análisis nos es pertinente encasillarlo dentro de este grupo$ ya que por su forma se les denomina pantallas$ pero en su naturaleza$ consisten en muros de contención mixtos'

 

PROCESO CONSTRUCTIVO CONSTRUCTIVO %or lo general la metodología constructi!a de un muro pantalla consta de un proceso continuo y repetiti!o$ que presenta le!es !ariaciones en su estructura$ debido a la naturaleza y singularidad de cada proyecto$ y condicionado directamente a la calidad del suelo en donde se ejecutara el sistema de contención' . modo de descripción podemos presentar la siguiente secuencia constructi!a para un suelo de buena calidad y en ausencia de ni!el freático /0imentaciones 1alencia$ 2unio 34456' DEMOLICIÓN DE especiales CIMENTACIONES CONTIGUAS 7e procede en esta etapa al marcado del contorno del muro pantalla demoliendo todas aquellas cimentaciones que puedan causar problemas en la ejecución del muro pantalla' 7e debe re!isar la posible presencia de cualquier tipo de instalación subterránea /agua potable$ gas$ alcantarillado$ etc'6'

 EXCAVACIÓN DEL MURO GUÍA 7e debe poner especial inters en la eliminación de cualquier resto de cimentación o terreno duro antes de comenzar la construcción del muro guía' 7i fuese necesaria una exca!ación mas profunda para eliminar estos restos de cimentaciones se rellenara con mortero de cemento de dosi+cación de 84 9g' de cemento por m: de arena'

 

ARMADO DEL MURO GUÍA ;na !ez regularizada la zanja de la exca!ación /con mortero si fuera preciso6$ se procede al montaje de la armadura del murete guía en todo el contorno'

ENCOFRADO DEL MURO GUÍA 7e podrá encofrar a un solo ni!el los dos muros o a dos ni!eles$ pero en ambos casos es importante mantener el alineamiento y !erticalidad'

APUNTALAMIENTO APUNTA LAMIENTO DEL MURO GUÍA Durante el proceso de exca!ación es importante que este no se des!íe producto de los impactos que pueda recibir de la maquina pantalladora$ así que debe construirse adecuado' con material de buena calidad$ un :4 sería el

 MURO GUÍA TERMINADO Debido a su importancia este deberá estar perfectamente alineado$ aplomado y +rme en toda su longitud'

 

  LOS TIPOS DE MUROS DE CONTENCI!N DE USO M"S FRECUENTE SON: MUROS DE GRAVEDAD. %on los muros de contención de uso más frecuente, y aunque su campo de aplicación depende de los costes de e7cavación, !ormigón, acero, encofrado y relleno, se puede pensar que constituyen la solución más económica para muros de !asta +; ó +- m de altura. %on muros de !ormigón en masa en los que la resistencia se consigue por su propio peso 2figura  a(. >B#

 

ara obtener el valor %el "nulo *ue )ace m"imo el emue ac ara activo, tivo, se %eriva e iuala a cero la eresi(n eresi(n B, e intr intro%ucien%o o%ucien%o su valor en la ecuaci(n se obtiene:

 

PROCEDIMIENTO GRÁFICO   'ara un terreno de forma cualquiera, la mejor solución es el procedimiento gráfico. %uponiendo una línea de rotura recta, !abrán de estar en equilibrio el peso 't de la cuña de suelo comprendida entre igual el muro y la línea de rotura,al laempuje reacción Ea sobre el muro, y la del muro contra el suelo, y de sentido contrario activo reacción / del terreno sobre la cuña, que formará con la normal a la línea de rotura un ángulo igua iguall al de roa roami mien ento to inte intern rno o de dell te terrre reno no ϕ. Lo Los s va valo lore res s de ϕ, a falt falta a de en ensa say yos directos, pueden obtenerse de la tabla +, tomada de *alavera, que incluye además valores orientativos de las densidades secas de los distintos terrenos.

 

'racias