INTRODUCCION
A fin de fortalecer fortalecer conocimientos conocimientos se presenta presenta este trabajo expositor expositor de una recopilación de muchas ideas que la construcción hoy en día nos ofrece a la solución de problemáticas y en la posibilidad de mejorar la calidad de vida. Es muy importante saber que hay obras constructivas desarrolladas con el pasar de los días, la ejecución de dichas estructuras llevan a cuestas infinidad de procesos y trabajo colaborativo que no solo implica la labor de construir sino de innovar, crear y fortalecer ideas y ensayos que a simple vista parecen salir de las mentes mas ingeniosas. En cuestión de estudios los muros de contención contención son estructuras estructuras que llevan aos de historia! desde las mas antiguas antiguas civili"aciones civili"aciones crearon templos, contrafuertes y murallas, basadas a simple lógica en cubrir una necesidad primaria pero con muchas investigaciones actualmente han logrado asombrar a muchos ya que son invenciones que físicamente una persona con mucho estudio podría hacer. #os #os muros muros de conte contenci nción ón como como estru estructu cturas ras conte contene nedor doras as de alg$ alg$n n materi material al presentan diversos diseos y muchas tipologías ya sea por su forma, función, modo de interacción entre otras. %ásicamente podemos decir que un muro de contención no solo retiene un material sino tambi&n delimita una parte de otra, conti contien ene e fuer" fuer"as as y empuje empujes s y contr contrarr arrest esta a esfue esfuer"o r"os s aplic aplicad ados os a la misma misma estructura.
JUSTIFICACION
'on el pasar de los siglos la sociedad en busca de solucionar diferentes brechas que pone la naturale"a hay algo que busca abrirse paso en medio de muchas construcciones importantes que aportan un avance importante a la sociedad como lo son los muros de contención dichas estructuras son destinadas a contener materiales, y a delimitar un sector o lugar. 'on este trabajo se pretende dar a conocer estas estructuras con especificaciones, funcionalidad, forma de aplicarlas en un momento determinado, importancia, características, tipos, formas materiales y maquinaria empleadas en los diferentes procesos constructivos. 'abe destacar que los muros de contención como estructura contenedora contenedora ejerce fuer"as importantes que dan lugar a su uso y funcionalidad para lo cual es importante identificar empujes producidos por el mater material ial reten retenido ido,, su estab estabili ilida dad, d, peso peso prop propio. io. Este Este traba trabajo jo busc busca a para para cada cada usuario fortalecer conocimientos y ayudar en proyectar estos diferentes aspectos de manera grafica y entendible que facilite el desarrollo de la obra y(o aprendi"aje.
OBJETIVOS OBJETIVO GENERAL )ortalecer conocimientos en cada uno de los temas aquí contenidos.
OBJETIVOS ESPECIFICOS • • •
•
*dentificar tipologías de muros de contención 'onocer los diferentes procesos constructivos de los muros de contención *dentificar +aquinarias y +ateriales de bra en los procesos constructivos de los muros de contención Entender y anali"ar gráficos, planos y diseos de muros de contención
CONTENIDO ESTRUCTURAS DE CONTENCION -
LOS MUROS DE CONTENCION HISTORIA CARACTERISTICAS DE LOS MUROS DE CONTENCION CARACTERISTICAS PARA ESCOGER EL TIPO DE ESTRUCTURA CRITERIOS DE COMPORTAMIENTO PRESIONES DE TIERRA
CLASIFICACION ESTRUCTURAS DE CONTENCION ESTRUCTURAS RIGIDAS CONCRETO REFORZADO CONCRETO CICLOPEO ESTRUCTURAS FLEXIBLES MUROS CRIBA GAVIONES MUROS EN PIEDRA (ESCOLLERA) LLANTAS USADAS TIERRA REFORZADA REFUERZO CON TIRAS METALICAS REFUERZO CON GEOTEXTIL REFUERZO CON MALLA ESTRUCTURAS ANCLADAS ANCLAS Y PERNOS INDIVIDUALES MUROS ANCLADOS NAILING O PILOTILLOS TIPO RAIZ (ROOTPOLES) ESTRUTURAS ENTERRADAS TABLESTACAS PILOTES PILAS O CAISSONS
ESTRUCTURAS DE CONTENCION 'onstrucción estructural de ingeniería, cuyo fin es contener los empujes de tierras que pueden afectar a una determinada obra. uede ser una $nica obra con un $nico proyecto /como es el caso de la construcción de un muro de contención con el fin de obtener parcelas de superficie hori"ontal0, o puede ser parte de un proyecto más grande, /como por ejemplo, un muro para contener el empuje de tierras próximo a una carretera, o pantallas para la construcción de los sótanos de un edificio0.
El propósito de una estructura de contención es resistir fuer"as ejercidas por la tierra contenida y transmitirlas en forma segura a la fundación o a un sitio por fuera de la masa anali"ada en el movimiento. ara esto se diferencian dos condiciones para el diseo de una estructura de contención1
Condicin d! "#$%d E&"#'$! Este es el caso del muro de contención en donde el suelo es homog&neo y se genera una presión de tierras de acuerdo a las teorías de 2an3ine y 'oulomb y la fuer"a activa tiene una distribución de presiones en forma triangular.
Condicin d! d!&$i#i!n"o En este caso generalmente las fuer"as actuantes son superiores a las fuer"as activas calculadas por teorías tradiciones. El costo de construir una estructura de contención es generalmente mayor, por lo que se debe tener muy en cuenta el diseo que debe hacerse con el fin de sostener fuer"as y empujes además de mantener la altura lo mas baja posible.
LOS MUROS DE CONTENCION 4e denomina muro de contención a un tipo estructura de contención rígida, destinada a contener alg$n material, generalmente tierras. #os muros de contención tienen como finalidad resistir las presiones laterales ó empuje producido por el material retenido detrás de ellos, su estabilidad la deben fundamentalmente al peso propio y al peso del material que está sobre su fundación. #os muros de contención se comportan básicamente como voladi"os empotrados en su base.
5esignamos con el nombre de empuje, las acciones producidas por las masas que se consideran desprovistas de cohesión, como arenas, gravas, cemento, trigo, etc. En general los empujes son producidos por terrenos naturales, rellenos artificiales o materiales almacenados.
HISTORIA Aunque en la antig6edad se construyeron muchos tipos de muros de carga, los más antiguos que se conservan son de adobe o piedra. 4e tiene constancia de la existencia de pastas y morteros precursores del hormigón desde los tiempos del Antiguo Egipto, pero fueron los romanos los que impulsaron este material con la t&cnica del Emplectum, consistente en crear dos hojas exteriores de sillares de piedra, rellenas de un mortero de cal con arena y cascotes. 7 Esta t&cnica constructiva se ha repetido con ligeras variantes /como el muro 5acio0, a lo largo de la historia. En los lugares donde la piedra escaseaba o era excesivamente costoso conseguirla, &sta se sustituyó por el barro en forma de adobe1 un ladrillo de barro secado al sol. Asimismo, se puede establecer un paralelismo entre el emplectum y el tapial, una forma de construcción consistente en aprisionar barro entre dos placas o encofrados de madera, y compactarlo en sucesivas tongadas mediante ma"os o pisones. 8na ve" se terminaba una hilada de tapiales, se colocaban el encofrado encima, y se repetía la operación. 'on estas t&cnicas de tapial y adobe se lograron erigir edificios de hasta seis alturas, algunos de los cuales perduran en 9emen. ero el material más empleado para reali"ar muros de carga es el ladrillo1 una evolución del adobe cuya diferencia estriba en el proceso de cocción, que le confiere mayor resistencia y durabilidad. El ladrillo empleado en muros de carga suele ser maci"o, aunque no es inusual encontrar muros de carga de ladrillo perforado o incluso hueco en viviendas de una o dos alturas. 8na variante del muro de carga de ladrillo es el reali"ado con bloque de hormigón, si bien no es posible alcan"ar grandes alturas por este m&todo. Al igual que en las &pocas anteriores, tambi&n existe un reflejo del emplectum romano en el empleo actual del hormigón en masa, donde, como sucediera en el tapial, el hormigón se confina mediante encofrados hasta que &ste fragua y adquiere dure"a. #a aparición del acero, capa" de soportar las tensiones de tracción, posibilitó la aparición del hormigón armado y de las estructuras metálicas, que modificó radicalmente la forma de construir, dejando obsoletos los muros de carga. En la actualidad, estos muros sólo se emplean en obras de poca entidad, como muros de contención de terreno en obras p$blicas y en sótanos, siendo el resto de la
estructura una combinación de vigas y pilares, por lo que los muros rara ve" adquieren funciones portantes o estructurales, y su $nico propósito es el de compartimentar o aislar los espacios. :asta finales del siglo ;*;, se construían muros de mampostería y piedra, a partir del siglo ;; se comen"ó a construir muros de concreto en masa y de concreto armado, despla"ando en muy buena parte a los materiales anteriormente utili"ados.
CARACTERISTICAS MUROS DE CONTENCION
CRITERIOS PARA ESCOGER EL TIPO DE ESTRUCTURA #os siguientes factores deben tenerse en cuenta para seleccionar el tipo de muro de contención1
Loc#$i#cin d!$ %*o d! con"!ncin +*o+%!&"o, su posición relativa con relación a otras estructuras y la cantidad de espacio disponible.
A$"%*# d! $# !&"*%c"%*# +*o+%!&"# y topografía resultante Condicion!& d!$ "!**!no /4uelo0 Ni,!$ -*!."ico El nivel freático corresponde /en un acuífero libre0 al lugar en el que se encuentra el agua subterránea. En este nivel la presión de agua del acuífero es igual a la presión atmosf&rica.
C#n"id#d d! o,ii!n"o d!$ "!**!no #c!+"#'$! durante la construcción y la vida $til de la estructura, y el efecto de este movimiento en muros vecinos, estructuras o servicios.
Di&+oni'i$id#d d! #"!*i#$!& Ti!+o di&+oni'$! +#*# $# con&"*%ccin/ A+#*i!nci# (Est&tica0 Vid# 0"i$ M#n"!nii!n"o CRITERIOS DE COMPORTAMIENTO 8na estructura de contención y cada parte de esta, requiere cumplir ciertas condiciones fundamentales de estabilidad, rigide" o flexibilidad, durabilidad, etc., durante la construcción y a lo largo de su vida $til y en muchos casos se requiere plantear alternativas para poder cumplir con las necesidades de un proyecto específico. Estas alternativas pueden requerir de análisis y cálculos adicionales de interacción suelo -estructura. En todos los casos el diseo debe ser examinado de una manera crítica a la lu" de la experiencia local. 'uando una estructura de contención no satisface cualesquiera de sus criterios de comportamiento se puede considerar que ha alcan"ado el =Estado #ímite>. 5urante el período de diseo se deben discutir en toda su extensión todo el rango posible de estados límite. #as siguientes clases principales de estado límite deben anali"arse1
#/ E&"#do $1i"! 0$"io Es el estado en el cual se puede formar un mecanismo de falla, bien sea en el suelo o en la estructura /inclinación o fractura0. ara simplicidad en el diseo debe estudiarse el estado inmediatamente anterior a la falla y no el colapso total del muro.
'/ E&"#do $1i"! d! &!*,icio Es el estado en el cual no se cumple un criterio específico de servicio. #os estados límite de servicio deben incluir los movimientos o esfuer"os que hagan ver una estructura deformada o =fea?, que sea difícil de mantener o que se disminuya su vida $til esperada.
adyacentes oredes de servicios. 4iempre que sea posible, una estructura de contención debe disearse en tal forma que se muestren signos visibles de peligro que adviertan de una falla. El diseo debe evitar que pueda ocurrir falla s$bita o rotura, sin que hayan ocurrido previamente deformaciones que indiquen que puede ocurrir una falla. 4e recomienda en todos los casos que las estructuras de contención tengan suficiente =ductilidad> cuando se acerquen a una falla.
D%*#'i$id#d 2 #n"!nii!n"o 8na durabilidad inadecuada puede resultar en un costo muy alto de mantenimiento o puede causar que la estructura de contención alcance muy rápidamente su estado límite de servicio o su estado límite $ltimo. or lo tanto, la durabilidad del muro y la vía de diseo junto con los requisitos de mantenimiento deben ser consideradas en el diseo, seleccionando adecuadamente las especificaciones de los materiales de construcción, teniendo en cuenta el clima local, y el ambiente del sitio donde se plantea colocar la estructura. or ejemplo, el concreto, el acero y la madera se deterioran en forma diferente de acuerdo a las circunstancias del medio ambiente reinante.
E&"3"ic# #as estructuras de contención pueden ser un detalle dominante de un paisaje urbano o rural y debe reali"arse un diseo adecuado para mejorar lo más posible su apariencia, sin que esto lleve a incrementos significantes en su costo. Además de satisfacer los requerimientos de funcionalidad, la estructura de contención debe me"clarse adecuadamente con el ambiente a su alrededor para complacer las necesidades est&ticas del paisaje. #os aspectos que son importantes con referencia a su impacto est&tico son1 Altura e inclinación de su cara exterior. 'urvatura en planta. En ocasiones los muros son diseados con un criterio de muro=ordinario>, cuando con el mismo costo se podría haber construido un muro =elegante> @radiente y conformación de la superficie del terreno aledao. #a cobertura vegetal debe ser un compaero constante de la estructura de contención.
#a corona de la estructura
P*oc!dii!n"o& d! con&"*%ccin Es importante para la seguridad y economía, que los diseadores de estructuras de contención tengan especial consideración con los m&todos de construcción y los materiales a ser utili"ados. Esto ayudará a evitar diseos peligrosos y puede resultar en economía significativa. @eneralmente, se pueden lograr ahorros incorporando en parte los trabajos temporales dentro de la estructura permanente.
S!$!ccin 2 C#*#c"!*1&"ic#& d!$ R!$$!no El relleno ideal generalmente, es un material drenante, durable, de alta resistencia y rígido que est& libre de materiales indeseables. 4in embargo la escogencia final del material depende de su costo y disponibilidad contra el costo de utili"ar materiales de menor calidad pero de comportamiento aceptable. El relleno detrás de un muro generalmente no debe contener1
efecto de la compactación debe tenerse en cuenta en el diseo. 5ebe demostrarse durante la etapa de diseo o antes de la construcción que los materiales a utili"ar cumplen con la especificación. El diseador debe especificar muy claramente el tipo, n$mero y frecuencia de los ensayos de calidad, permitiendo que los ensayos puedan ser aumentados durante la construcción de acuerdo a la heterogeneidad de los materiales y al tamao del muro. 'uando el 'ontratista suministra el material el costo del relleno pueden minimi"arse sise le permite una gama amplia de materiales, particularmente cuando materiales de buena calidad pueden encontrarse en la vecindad del sitio de trabajo, por lo tanto la especificación de los rellenos no debe ser demasiado restrictiva. El uso de rellenos de arcilla no es recomendable debido a los problemas asociados con expansión contracción, y consolidación pero a menudo son los $nicos materiales disponibles. #os rellenos de limos uniformes no deben usarse porque esos materiales son prácticamente imposibles de compactar. #os rellenos compuestos de suelos finos, requieren de un drenaje adecuado para evitar la formación de presiones altas de poros. El relleno compuesto de roca fracturada es un material muy bueno para su uso como relleno de muros de contención. @eneralmente, deben preferirse los materiales bien gradados y con pocas cantidades de finos. El movimiento o migración de finos debe prevenirse y puede requerirse la construcción de filtros diseados específicamente para prevenir que el suelo atraviese los enrocados. 4e requieren materiales de drenaje libre para llenar las canastas de los gaviones y el interior de los muros criba. 5eben establecerse especificaciones particulares para el relleno de estructuras de concreto armado las cuales son muy sensibles a cualquier cambio en las fuer"as generadas por el relleno.
M3"odo d! con&"*%ccin #a secuencia y m&todo de construcción generalmente es determinado por el contratista sin embargo, hay ocasiones donde un m&todo determinado de construcción o secuencia de operación debe indicarse en el diseo. En esos casos es necesario chequear que el m&todo y las consecuencias de operación no son riesgosos por sí mismas. En todos los casos debe establecerse una especificación en tal forma que el *nterventor pueda comprobar su cumplimiento durante la construcción. #as tolerancias del muro terminado deben ser especificadas y estas deben tener en cuenta los posibles m&todos deconstrucción, así como cualquier movimiento de asentamiento, etc., que pueda ocurrir durante el periodo
constructivo. #os procesos de excavación, relleno, bombeo del agua freática, etc., deben organi"ar separa evitar poner en peligro la estabilidad y reducir la resistencia de los elementos de la estructura, por ejemplo en el caso de un muro de contención diseado para ser soportado lateralmente en su cabe"a no debe permitirse el relleno hasta que este soporte haya sido construido. Alternativamente la estructura debe disearse para las condiciones de carga que va a soportar durante el periodo de la construcción y deben indicarse las cargas permisibles durante este periodo.
O'*#& "!+o*#$!& #a influencia de obras temporales deben tenerse en cuenta en el diseo, por ejemplo el ángulo del talud seleccionado para la excavación temporal detrás del muro, puede afectar las presiones de tierra dependiendo de las resistencias del suelo del sitio y del relleno. En materiales blandos o sueltos puede ser más económico rempla"arlos que construir un muro para resistir los altos empujes que ellos producen. #as excavaciones requeridas para la construcción de una estructura de contención deben ser especificadas en el diseo y deben tener una estabilidad adecuada. Adicionalmente estas excavaciones no deben producir movimientos inaceptables en estructuras cercanas o redes de servicios. #a superficie de los taludes temporales tambi&n debe ser protegida contra la erosión. 'uando los taludes temporales son altos /más de F. metros0 deben construirse bermas intermedias. 'ualquier material blando en la interface entre el suelo del sitio y el relleno debe ser removido antes de iniciar el proceso de compactación. #as excavaciones temporales que requieran soporte o entibado deben ser diseadas adecuadamente y la secuencia de construcción debe ser cuidadosamente planeada. 4e debe garanti"ar la estabilidad de cada etapa de la construcción y los diseos deben estar indicados en los planos de construcción. 'uando el soporte lateral de la excavación sea retirado debe tenerse en cuenta que el proceso de relleno haya avan"ado lo suficientemente para garanti"ar la estabilidad del talud. Es com$n que el control inadecuado del agua freática durante la construcción induce fallas en los taludes o produce debilidad de las fundaciones de los muros de contención por lo tanto deben disearse medidas para el control del agua freática. #as excavaciones en suelos compresibles pueden producir el levantamiento del fondo dela excavación, lo cual puede a su ve" producir asentamientos diferenciales del muro de contención. 5ebe tenerse especial
cuidado al controlar el nivel freático, que el drenaje puede producir asentamiento en las estructuras cercanas o en las redes de servicios, produciendo su rotura la cual a su ve" puede traer como consecuencia la falla de la estructura de contención.
E4c#,#cion!& +#*# co$oc#* d%c"o& d!&+%3& d! con&"*%id# $# !&"*%c"%*# Es muy com$n que despu&s de construido un muro se construya redes de servicios junto a las estructuras de contención utili"ando "anjas. or ejemplo, a lo largo de las carreteras se construyen gasoductos o poliductos enterrados entre la vía y los muros de contención. 8na recomendación prudente de diseo es que en los muros junto a las carreteras o calles debe asumirse en el diseo que alg$n día se va a construir una "anja de al menos un metro de profundidad en su pie. Es recomendable que la mínima profundidad de cimentación de todo muro de contención sea de un metro por debajo del nivel del suelo en su pie para evitar que al construir "anjas para servicios el muro quede en el aire. En un muro empotrado la resistencia pasiva debe reducirse en el diseo para tener en cuenta la posibilidad de excavaciones de redes de servicios.
C#*5#& # "!n!* !n c%!n"# !n !$ #n.$i&i& ara cada situación de diseo deben obtenerse las cargas concentradas o distribuidas que pueden afectar la estructura de contención tales como peso del suelo, la roca y el agua, presiones de tierra, presiones estáticas de agua, presiones dinámicas del agua, sobrecarga y cargas sísmicas. Adicionalmente, deben determinarse las cargas relacionadas con factores geológicos tales como la reptación del talud, la disolución de la roca, el colapso de cavernas! y delas actividades del hombre como excavaciones y uso de explosivos en sitios cercanos, así como el efecto de temperatura en áreas industriales y fundaciones de máquinas. Es necesario algunas veces anali"ar las diversas combinaciones posibles de cargas y disear para la condición más crítica. ara determinar las cargas debe tenerse una información muy clara de la geometría del talud, la geometría del modelo geológico y los niveles de excavación, así como los parámetros geot&cnicos tales como peso unitario, resistencia al corte, permeabilidad, esfuer"os en el sitio, parámetros de deformación de la roca y el suelo.
F#c"o*!& d! &!5%*id#d
#a calidad de un diseo depende no solamente del factor de seguridad asumido sino tambi&n del m&todo de análisis los modelos de cálculo, el modelo geológico, los parámetros geot&cnicos y la forma como se definen los factores de seguridad! por lo tanto, los factores de seguridad por sí solos no representan una garantía para la estabilidad de la estructura de contención. 5ebe observarse que los factores de seguridad no cubren los errores y el no-cumplimiento de las especificaciones de construcción, equivocaciones en el cálculo de las cargas, la utili"ación del m&todo de análisis equivocado, las diferencias de la resistencia de los materiales en el laboratorio y en el campo y el nivel de supervisión o *nterventoría.
F*iccin S%!$o6E&"*%c"%*# #a fricción que se genera entre un suelo y un material de la superficie de la estructura depende del tipo de suelo, material de la estructura, tipo de estructura y tipo de presión generada en la interface. 4e deben tener en cuenta tres condiciones diferentes1
F*iccin E&"*%c"%*#6ci!n"#cin #a fricción suelo - muro, es la componente tangencial de una fuer"a resistente que se genera en la interfase entre el suelo de fundación y el material de la estructura, aunque los valores de la fricción suelo muro G generalmente, se obtiene como una función del ángulo de fricción del suelo, deben tenerse en cuenta que no son una propiedad del material.
F*iccin !n $# +#*!d +#*# +*!&in #c"i,# #a fricción positiva solamente será movili"ada en su estado activo cuando el suelo retenido trata de moverse hacia abajo relativamente a la pared.
F*iccin &%!$o 6 %*o +#*# +*!&in +#&i,# #a fricción suelo - muro solamente será movili"ada en el estado de presión pasiva cuando el suelo en la "ona pasiva tiende a moverse hacia arriba relativamente a la pared.
PRESIONES DE TIERRA PRESIONES DE TIERRA EN CONDICIONES ESTABLES
En el caso de un corte o terrapl&n donde no existe posibilidad de ocurrencia de un desli"amiento grande masivo se acostumbra construir muros de contención para resistirlas presiones generadas por la existencia de un talud de gran pendiente o semi-vertical. #a necesidad del muro se debe a que dentro del suelo se generan unas presiones hori"ontales que puede inducir a la ocurrencia del derrumbamiento o desli"amiento de una cua de suelo relativamente sub-superficial. #a presión lateral que act$a sobre un muro en condiciones de talud estable son una función de los materiales y las sobrecargas que la estructura soportan, el nivel de agua freática, las condiciones de cimentación y el modo y magnitud del movimiento relativo del muro. #os esfuer"os que act$an sobre un elemento de suelo dentro de una masa pueden ser representados gráficamente por el sistema de +ohr, en el cual el estado de esfuer"o es indicado por un círculo y las combinaciones críticas del diagrama de +ohr representan la envolvente de falla. En general la envolvente de falla es curvilínea pero para minimi"ar los esfuer"os de cálculo se supone aproximada a una línea recta. Existen tres tipos de presión de acuerdo a las características de deformación supuestas en la interacción suelo-estructura1D. resión en 2eposo7. resión ActivaH. resión asiva #a presión en reposo se supone que ocurre cuando el suelo no se ha movido detrás del muro y se le ha prevenido de expandirse o contraerse. Es el caso por ejemplo, de un muro de concreto armado rígido o un muro rígido detrás del cual se ha colocado un relleno compactado. #a ficina de 'ontrol @eot&cnico de :ong Iong recomienda que todos los muros rígidos deben disearse para presiones de reposo. #os t&rminos presión activa y presión pasiva son utili"ados para describir las condiciones límite de las presiones de tierra contra la estructura. #a presión activa es la presión lateral ejercida por el suelo detrás de la estructura cuando la pared se mueve suficientemente hacia fuera para alcan"ar un valor mínimo. #a presión pasiva es la presión lateral ejercida sobre la pared cuando el muro se mueve suficientemente hacia el suelo hasta que la presión alcan"a un valor máximo. 8na condición especial de equilibrio es el estado de reposo en el cual el suelo no ha soportado ninguna de formación lateral. 5ependiendo en la magnitud de la deformación que haya ocurrido el estado final de esfuer"o, la presión de reposo puede ser un valor intermedio entre la presión pasiva y la presión activa.
P*!&in d! "i!**# !n *!+o&o #a presión de tierra en reposo es una función de la resistencia al cortante del suelo, su historia esfuer"o - deformación y su historia de meteori"ación. El valor de
la presión de reposo solamente debe aplicarse para aquellas situaciones de diseo donde el muro no puede moverse lateralmente por ning$n motivo. ara una superficie de tierra hori"ontal el coeficiente de presión de reposo se define como la relación entre el esfuer"o hori"ontal y el vertical efectivos, en el suelo bajo condiciones cero deformación.
S%'d*!n#7!& 'on excepción de los muros diseados para resistir presiones de agua tales como las paredes de sótanos de edificios, es una buena práctica de *ngeniería construir subdrenes detrás de todo tipo de muros. El sistema de drenaje debe disearse en tal forma que se anticipe a capturar el agua antes de que afecte el muro. En los esquemas adjuntos se muestra sistemas típicos de subdrenaje para estructuras de contención. Adicionalmente, a los subdrenes deben colocarse huecos de drenaje para prevenir la presión hidrostática, los cuales son normales de diámetro de dos a tres pulgadas espaciados no más de D.metros hori"ontalmente y D.B metros verticalmente, las columnas deben intercalarse. #os lloraderos deben colocarse desde una altura baja mínima de HB centímetros por encima del nivel del pie del muro. 'omo una guía general el material de drenaje debe tener una permeabilidad de al menosDBB veces mayor que la del suelo o roca a drenarse. El espesor de las capas de drenaje generalmente es determinado por criterios deconstrucción más que por capacidad de drenaje. 4e pueden utili"ar drenes en geotextil o materiales compuestos, de acuerdo a los criterios de diseos de la mecánica de suelos.
Di&!8o d! %*o& 8n diseo adecuado para un muro de contención debe considerar los siguientes aspectos1 a. #os 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. b. El muro debe ser seguro contra un posible volcamiento. c. El muro debe ser seguro contra un despla"amiento lateral. d. #as presiones no deben sobrepasar la capacidad de soporte del piso de fundación.
e. #os asentamientos y distorsiones deben limitarse a valores tolerables. f. 5ebe 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. g. 5ebe eliminarse la posibilidad de presencia de presiones de agua detrás del muro. h. El muro debe ser estable a desli"amientos de todo tipo.
P*oc!dii!n"o ara proceder al diseo una ve" conocida la topografía del sitio y la altura necesaria del muro debe procederse a1 a. Escoger el tipo de muro a emplearse. b. 5ibujar a escala la topografía en perfil de la sección típica del muro. c. 4obre la topografía dibujar un diagrama ?tentativo? supuesto del posible muro. d. 'onocidas las propiedades de resistencia del suelo y escogida la teoría de presiones a emplearse, calcular las fuer"as activa y pasiva y su punto de aplicación y dirección deD(7 a 7(H, de acuerdo al ángulo de fricción del suelo y la topografía arriba del muro. ara paredes posteriores inclinadas se recomienda en todos los casos calcular las presiones con la teoría de 'oulomb. e. 'alcular los factores de seguridad así1- )actor de seguridad contra volcamiento.- )actor de seguridad contra desli"amiento de la cimentación f. 4i los factores de seguridad no satisfacen los requerimientos deben variarse las dimensiones supuestas y repetir los pasos de a hasta e. 4i son satisfactorios se procederá con el diseo. g. 'alcular las presiones sobre el piso y el factor seguridad contra capacidad de soporte. 4i es necesario debe ampliarse el ancho de la base del muro. h. 'alcular los asentamientos generados y si es necesario ampliar la base del muro. i. 5isear los sistemas de protección contra1- 4ocavación o erosión en el pie.resencia de presiones de agua detrás del muro.
j. )inalmente deben calcularse los valores de los esfuer"os y momentos internos para proceder a refor"ar o ampliar las secciones del muro, de acuerdo a los procedimientos estandari"ados de la *ngeniería estructural.
R!co!nd#cion!& +#*# !$ di&!8o d! %*o& 5eseablemente la carga en la base debe estar concentrada dentro del tercio medio para evitar esfuer"os de tracción ara volcamiento en muros permanentes debe especificarse un factor de seguridad de7.B o mayor. ara desli"amiento debe especificarse un factor de seguridad de D. o mayor. El análisis estructural es similar al de una viga con cargas repartidas. 5ebe conocerse previamente al diseo, el tipo de suelo que se empleará en el relleno detrás del muro. En ning$n caso se deben emplear suelos expansivos
CLASIFICACION ESTRUCTURAS DE CONTENCION #as estructuras de contención pueden ser1
ESTRUCTURAS RIGIDAS 4on estructuras rígidas, generalmente de concreto, las cuales no permiten deformaciones importantes sin romperse. 4e apoyan sobre suelos competentes
para transmitir fuer"as de su cimentación al cuerpo del muro y de esta forma generar fuer"as de contención. #as estructuras de contención rígidas son aquellas estructuras de contención cuyos movimientos son de sólido rígido, pero no presentan movimientos en el interior de la estructura, es decir, no se producen flexiones en la misma. or lo tanto, la ley de empujes viene influida exclusivamente por el valor, pero no por la forma. #a utili"ación de muros rígidos es una de las formas más simples de manejar cortes y terraplenes. #os muros rígidos act$an como una masa relativamente concentrada que sirve de elemento contenedor a la masa inestable. El empleo de muros de contención rígidos para estabili"ar desli"amientos es una práctica com$n en todo el mundo, pero su &xito ha sido limitado por la dificultad que existe en el análisis de cada caso en particular y por las diferencias que existen entre las fuer"as reales que act$an sobre el muro, en un caso de desli"amiento y los procedimientos de análisis basados en criterios de presiones activas, utili"ando las teorías de presión de tierras de 2an3ine o 'oulomb. curre con frecuencia que un desli"amiento de rotación, en donde la fuer"a actuante en el pie tiene una componente vertical importante hacia arriba, levante el muro y son muchos los casos conocidos de fracasos en el empleo de muros para controlar desli"amientos rotacionales. Entre estos tenemos1
CONCRETO REFORZADO 8na estructura de concreto refor"ado resiste movimientos debidos a la presión de la tierra sobre el muro. El muro a su ve" se apoya en una cimentación por fuera de la masa inestable. Existen los siguientes tipos de muro refor"ado1 D. +uros empotrados o en cantiliber, en forma de # o < invertida, los cuales tienen una placa semivertical o inclinada monolítica con otra placa en la base.7. +uros con contrafuertes, en los cuales la placa vertical o inclinada está soportada por contrafuertes monolíticos que le dan rigide" y ayudan a transmitir la carga a la placa decimentación.H. +uros con estribos, en los cuales adicionalmente a la placa vertical y la placa de cimentación y los contrafuertes, se construye una placa superior sub-hori"ontal que aumentan la rigide" y capacidad para soportar momentos. En la mayoría de los casos se colocan llaves o espolones de concreto debajo de la placa de cimentación para mejorar la resistencia al desli"amiento. 8na pared en concreto refor"ado es generalmente, económica y viable para alturas hasta de J metros. ara alturas mayores el espesor de la placa semivertical aumenta en forma considerable y el muro se vuelve muy costoso. 5ebe tenerse en cuenta que, la utili"ación de contrafuertes o estribos generalmente
disminuye el costo comparativamente con un muro empotrado en # o < invertida. #a pendiente de la pared de fachada debe dársele una inclinación ligera para evitar la sensación visual de que el muro se encuentra inclinado. @eneralmente, se recomienda una pendiente de D en B.El diseo de un muro en concreto armado incluye los siguientes aspectos1D. 5iseo de la estabilidad intrínseca del muro para evitar volcamiento o desli"amiento sobre el suelo de cimentación.7. 5iseo de la estabilidad general del talud o cálculo del factor de seguridad incluyendo la posibilidad de fallas por debajo de la cimentación del muro.H. 5iseo de las secciones y refuer"os internos para resistir momentos y cortantes.K. 'álculo de capacidad de soporte de la cimentación. ara el diseo estructural se supone que la placa vertical del muro se encuentra totalmente empotrada en la placa de cimentación. #a ficina de 'ontrol @eot&cnico de :ong Iong recomienda que en todos los casos de muro de concreto armado se utilicen presiones de reposo para el cálculo de las fuer"as sobre las paredes del muro.
CARACTERISTICAS 2esiste muy bien los esfuer"os de compresión, pero no tiene buen comportamiento frente a otros tipos de esfuer"os /tracción, flexión, cortante, etc.0, por este motivo es habitual usarlo asociado al acero, recibiendo el nombre de hormigón armado.
CARACTERISTICAS FISICAS
5ensidad1 en torno a 7.HB 3g(m H
2esistencia a compresión1 de DB a BB 3g(cm 7 /D a B +apa0 para el hormigón ordinario. Existen hormigones especiales de alta resistencia que alcan"an hasta 7.BBB 3g(cm 7 /7BB +apa0.
2esistencia a tracción1 proporcionalmente baja, es del orden de un d&cimo de la resistencia a compresión y, generalmente, poco significativa en el cálculo global.
MA9UINARIA
Equipo de 'errilladlo1
D @r$a pequea /si fuese necesario0
Equipo de :ormigonado1
D 'amión :ormigonera.
D @r$a con cubilote.
D %omba de hormigón /si fuese necesario0
Libradores con cantidad en reserva
Este tipo de muro resiste el empuje lateral de la presión del terreno, por medio del voladi"o de un muro vertical y una base hori"ontal. El muro se proyecta para resistir los momentos de momentos de flexión y el cortante debidos al empuje del terreno. rimero se predimensiona el muro en su totalidad, luego se establece las características geom&tricas reales de la losa de base para satisfacer los requisitos de1
R!&i&"!nci# # $# ,o$c#d%*# D!&$i#i!n"o 2 A&!n"#i!n"o or lo general, el muro se hace mas grueso de lo requerido en la parte inferior con la finalidad que la sección adoptada, logre satisfacer el esfuer"o cortante y el diseo balanceado. El
R!co!nd#cion!& +#*# %*o& d! conc*!"o #*#do El diseo de muros en voladi"o difiere del de muros de gravedad en los siguientes factores1 a. #a fricción suelo - muro en su parte posterior no se tiene en cuenta por no existir despla"amiento a lo largo de este plano. 4e considera que el suelo se despla"a solidariamente con el muro.
b. El peso del suelo sobre el cimiento se considera como parte integral de la masa del muro en el cálculo de fuer"as. c. 4e supone que el plano de aplicación de las presiones activas es el plano vertical tomado en el extremo posterior del cimiento del muro. d. El diseo estructural interno requiere de especial cuidado. En ocasiones en necesario colocar un dentellón para mejorar la resistencia al desli"amiento. En los demás aspectos el diseo debe reali"arse en la misma forma que el de un muro de gravedad •
CONCRETO CICL:PEO
4e llama construcción ciclópea a la reali"ada con grandes piedras sin argamasa. Aunque algunos arqueólogos, las denominan tambi&n construcciones megalíticas, las construcciones ciclópeas se distinguen de aqu&llas en que tienen alg$n aparejo que puede ser más o menos poligonal y semi escuadrado o bien ciclópeo propiamente dicho! no así las megalíticas.
#os muros de concreto ciclópeo requieren un terreno de apoyo firme y no susceptible a sufrir asentamientos por consolidación de las capas del suelo, esto es una condición indispensable
#os muros de contención de hormigón ciclópeo son aquellos elementos estructurales que se sit$an para retener cargas de empujes laterales del terreno hacia un posible espacio, evitando desli"amientos al interior del mismo. Estos muros tienen una buena reacción ante esfuer"os de compresión que ejerce el empuje lateral sobre la superficie excavada, sin embargo el desempeo del muro de contención a esfuer"os de pandeo por sub momentos de tracción ocasionados por curvas laterales, niveles freáticos, por lo cual se debe incrementar el espesor del muro de contención para retener estas cargas. #os muros de ciclópeo más frecuentes que se utili"an son1 la
P*oc!dii!n"o +#*# $# !7!c%cin; 8na ve" reali"ada la excavación para el muro de contención, se procede a reali"ar el encofrado de acuerdo al diseo propuesto en los planos de construcción arquitectónicos y civiles. #a base de la excavación que va a portar el elemento estructural, deberá estar nivelada y compactada, para lo cual se recomienda colocar una carpeta de hormigón pobre de dosificación :-DJ /DJB 3g cemento(mH0 en proporciones D1K en cemento y arena corriente de construcción para optimi"ar la nivelación de las primeras capas. 4e recomienda que el encofrado no tenga una altura mayor a D metro, ya que siendo así, podría dificultarse el colocado de piedras. 8na ve" terminado el
encofrado se utili"ara una me"cla estructural de dosificación media :-7 /7B3g cemento(mH0 en proporciones D1717 entre cemento, arena corriente y grava de granulometría mayor a H(J>, la misma que se vaciara sobre la carpeta o base con un espesor mínimo de D centímetros para adherir la primera hilera de piedra. #a piedra que se utili"a para estos muros debe ser un de diámetro entre 7B y HB cm.
CARACTERISTICAS DEL HORMIGON CICLOPEO El hormigón ciclópeo deberá tener las siguientes características principales seg$n lo especificado. M 2esistencia mínima a la compresión de probetas a los 7J días de DHB 3g.(cm7 M 'antidad mínima de cemento utili"ada será de 77B 3g(mH de hormigón colocado. M #a relación máxima de agua - cemento deberá ser B.FB. M 2evenimiento de a F. cm, vibrado y sin vibrar respectivamente. M
ESTRUCTURAS FLEXIBLES 4on estructuras masivas, flexibles. 4e adaptan a los movimientos. 4u efectividad depende de su peso y de la capacidad de soportar deformaciones importantes sin que se rompa su estructura #as estructuras de contención flexibles son aquellas en las que los movimientos de sólido rígido y los movimientos debidos a la flexión de la propia estructura, se producen en porcentajes similares. Esta deformación hace que el movimiento de
la estructura influya tanto en el valor, como en la forma de la ley de empujes sobre la estructura. #a principal diferencia entre pantallas y entibaciones, es que las entibaciones son mucho más flexibles que las pantallas. #os muros pantalla son elementos estructurales de contención de tierras, empleados tanto para sistemas de retención y contención temporal como paredes permanentes, solución muy utili"ada en sótanos y aparcamientos subterráneos. 8n muro pantalla o pantalla de hormigón in situ es una estructura de contención flexible muy empleado en ingeniería civil y que se reali"a en la propia obra, lo que les diferencia de las pantallas de paneles prefabricados de hormigón.
Di-!*!nci# !n"*! %*o& 2 +#n"#$$#& #a diferencia constitutiva entre muros y pantallas es que los muros se reali"an, o bien una ve" reali"ada la excavación, o bien antes de reali"ar el relleno. 4in embargo, las pantallas se construyen siempre antes de reali"ar la excavación, o a lo sumo, durante la excavación.
MUROS CRIBA #os muros criba, o tambi&n denominados muros jaula, están formados por dos clases de vigas cortas, que pueden ser de hormigón prefabricado o madera y que se entrecru"an entre sí, formando un arma"ón que es rellenado posteriormente con material granular drenante. @eneralmente son instalados con su intradós en pendiente, aunque puede ser vertical para aplicaciones de escasa altura. El muro criba es básicamente una estructura parecida a una caja formada por prefabricados de concreto entrela"ados. El espacio interior de las cajas se rellena con suelo granular permeable o roca para darle resistencia y peso, conformando un muro de gravedad. @eneralmente existen dos tipos de prefabricados que se colocan en forma paralela a la superficie del talud o normal a este. #os travesaos son prefabricados normales al eje del muro en forma de * hori"ontal. En ocasiones, los travesaos son de una longitud tal que obliga a la construcción de un elemento intermedio similar a sus puntas. #os largueros son prefabricados largos que se apoyan sobre los travesaos y que tienen como objeto contener el material colocado dentro de las cajas o 'ribas. #as fuer"as son transferidas entre los prefabricados en los puntos de unión. Adicionalmente, se pueden colocar pequeos bloques que se les llaman =Almohadas> en locali"aciones críticas entre
los prefabricados para soportar algunos esfuer"os, tales como torsiones y reducir la flexión. Algunos diseos de muros criba incluyen uniones metálicas o de madera entre los prefabricados para ayudar a transmitir las fuer"as. El muro criba tiene la ventaja de permitir asentamientos diferenciales importantes /%randl, DJ0.El diseo de los muros criba consiste en disear el muro de gravedad y las secciones refuer"o de los prefabricados de concreto. 5ebe tenerse en cuenta que algunos sistemas son objeto de patentes. El ancho del muro criba depende de la longitud de travesaos disponibles. El ancho mínimo generalmente, es de D.7 metros. #os muros de baja altura puede construirse verticales pero, para alturas superiores a 7 metros generalmente, se construyen inclinados para mejorar su estabilidad. #a inclinación del muro depende de las características de estabilidad y es com$n encontrar taludes inclinados de D a K hasta D a DB.En ocasiones se han utili"ado muros criba, conformados por travesaos de madera. #a cara exterior del muro criba generalmente, tiene una pendiente no superior a B.7:1 DL El diseo del muro criba incluye la estabilidad intrínseca de la masa total y el chequeo de la estabilidad interna a diversos niveles de altura del muro. 4e sugiere reali"ar análisis de estabilidad a cada metro de altura del muro. El muro 'riba teóricamente se comporta como un muro de gravedad, pero presenta el problema de que no es masivo y se debe anali"ar la posibilidad de que ocurran superficies de falla por encima del pie del muro. #os travesaos y los largueros deben disearse para resistir flexiones debidas a la presión hori"ontal del relleno sobre los prefabricados. #as cabe"as de los travesaos deben ser diseadas para resistir el cortante generado y deben ser capaces de transferir las fuer"as de tensión inducidas. #os muros criba son más sensitivos a los asentamientos diferenciales que otros tipos de muros flexibles. #a altura máxima a la cual puede construirse una pared criba de celda simple es aproximadamente metros y la altura máxima generalmente utili"ada es de F metros, utili"ando celdas dobles o triples. #os muros criba se construyen generalmente en alineamientos rectos, pero con el manejo adecuado de elementos especiales pueden construirse en forma curva en radios mínimos hasta de 7 metros. ara el diseo del muro se pueden utili"ar teorías de presión de tierras desarrolladas para silos de granos. 4in embargo, algunos autores recomiendan disear las unidades para el doble de la presión calculada para este m&todo.
GAVIONES #os gaviones son contenedores de piedras retenidas con malla de alambre. 4e colocan a pie de obra desarmados y, una ve" en su sitio, se rellenan con piedras del lugar. #os primeros en usar los gaviones fueron los egipcios hace más de 7BBB aos, y estaban fabricados con caa y rellenos de piedra! eran usado para sus fortificaciones y para el control de erosión. En nuestros días, los gaviones son cajas conformadas en malla de alambre de acero. 'ada pie"a es llenada con piedra y conectada una con otra para formar una estructura de retención monolítica y que trabaja por gravedad. 4e fabrican con mallas /de triple torsión y escuadrada tipo JxDB cm0 de alambre de acero /con bajo contenido de carbono0 de 7,F mm, al que se le da tres capas de galvani"ado. #os gaviones pueden tener diferentes aspectos, es muy frecuente encontrarlos con forma de cajas, que pueden tener largos de D,, 7, H y K metros, un ancho de D metro y una altura de B, ó D,B metros. #os alambres que forman las mallas de los gaviones, siempre que necesario, además del revestimiento con recubrimiento "inc aluminio, tambi&n pueden ser recubiertos por una vaina continua de L' /clorito de polivinilo0. Esto confiere una mejora a la protección contra la corrosión y los torna eficientes para el uso en marinas, ambientes contaminados y(o químicamente agresivos.
'uando los gaviones son instalados y rellenados con piedras, se convierten en elementos flexibles, armados, drenantes y aptos a ser utili"ados en la construcción de las estructuras más diversas /muros de contención, diques, canali"aciones, etc.0. 4e acostumbra a emplear una profundidad de B cm, sin embargo en algunos casos es aconsejable aumentarla un metro o más dependiendo de la garantía que ofre"ca el suelo de fundación en lo referente a erosión por acción del agua u otro agente mecánico! para esto se debe reali"ar un estudio de suelos para determinar parámetros de resistencia peso unitario compresibilidad! capacidades del suelo y los asentamientos.
U&o& +uros de contención1 los muros de gaviones están diseados para mantener una diferencia en los niveles de suelo en sus dos lados constituyendo un grupo importante de elementos de soporte y protección cuando se locali"a en lechos deríos. 'onservación de suelos1 la erosión hídrica acelerada es considerada sumamente perjudicial para los suelos, pues debido a este fenómeno, grandes superficies de suelos f&rtiles se pierden! ya que el material sólido que se desprende en las partes media y alta de la cuenca provoca el a"olvamiento de la infraestructura hidráulica, el&ctrica, agrícola y de comunicaciones que existe en la parte baja. 'ontrol de ríos1 en ríos, el gavión acelera el estado de equilibrio del cauce. Evita erosiones, transporte de materiales y derrumbamientos de márgenes, además el gavión controla crecientes protegiendo valles y poblaciones contra inundaciones. 5ecorativos1 2ecientemente se han utili"ado como un nuevo recurso. Ejemplo1 en uerto +adero, %uenos Aires.
CLASES DE GAVION G#,in C#7# #os gaviones tipo caja son estructuras en forma de prisma rectangular fabricadas con malla hexagonal de doble torsión producidas con alambres de bajo contenido de carbono revestidos. #os gaviones son subdivididos en c&lulas por diafragmas cuya función es refor"ar la estructura.
G#,in S#co Estos gaviones están formados a partir de un $nico panel de malla hexagonal a doble torsión producida con alambres de bajo tenor de carbono revestidos y adicionalmente protegidos por una camada continua de material plástico /aplicada por extrusión0. ara el cierre de las extremidades del gavión tipo saco, cada unidad es provista con alambres de acero insertados alternadamente entre las pen$ltimas mallas de los bordes libres.
L#& ,!n"#7#& 2 c#*#c"!*1&"ic#& &on; •
)lexibilidad
•
ermeabilidad
•
5urabilidad
•
2esistencia
•
Lersatilidad
•
*ntegración paisajística
•
'ompetitivos
•
Po necesitan cimentación
'AQA @AL*P
IMPORTANTES CONSIDERACIONES DE LOS GAVIONES • •
•
2ecubrimiento del alambre y durabilidad )uer"a de la conexión Asentamientos diferenciales
•
ie"as pre-ensambladas
•
)uer"as puntuales
•
Ensamble
•
%ioingeniería de suelo
F%!*#& +%n"%#$!& 8na estructura de gaviones alta estará expuesta a cargas internas de compresión altas. Esta sobrecarga tiende a hacer que la roca salgas y cargue la cara vertical de los gaviones. Es por tanto fundamental que los gaviones sean capaces de repartir estas fuer"as. #a malla doble torsión puede repartir cargas puntuales altas gracias a las características de la malla y a la fuer"a de las uniones
V!n"#7#& R #a construcción de este tipo de estructuras es muy sencilla. R or lo general es mas económica que las obras reali"adas en hormigón. R Este tipo de estructuras soportan movimientos diferenciales sin perder la eficiencia. R osee una HJimentación flexible la cual le permite adaptarse a las condiciones cambiante del terreno. En la práctica de la construcción de carreteras son muy utili"ados tres tipos, que se distinguen entre sí más por su tamao que por su comportamiento.
=/ G#,ion!& d! C%!*+o 'on mayor espesor que los gaviones de base /Dm0, son usados para conformar la parte exterior de la obra.
"#'i3n d!noin#do& co$c?on!"#& 4on de gran área, se emplean en el recubrimiento taludes y canales como protección contra la erosión superficial
TIRANTES 4on alambres preferiblemente del mismo calibre al de la malla, se ubican a medida que se colocan las capas de roca y es aconsejable cada HB cm en forma hori"ontal o vertical seg$n el requerimiento para hacer solidarias las caras opuestas de la estructura, y así evitar las deformaciones acosionadas por el peso del material de relleno. Además de los tirantes hori"ontales y verticales se utili"an los diagonales que son ubicado especialmente en los extremos de cada hilada de la estructura. En los $ltimos aos se ha incrementado del desarrollo de gaviones plásticos utili"ando productos plásticos, tales como el polietileno de alta densidad /:5E0 y el polipropileno biaxial. Estas mallas utili"an un sistema de estabili"ación contra los rayos 8L del sol con el 7C de carbón negro. Estos gaviones son canastas de forma muy similar a los gaviones metálicos, las cuales se elaboran con mallas plásticas de alta resistencia. #a flexibilidad de los gaviones plásticos permite que estas estructuras se acomoden fácilmente a los asentamientos diferenciales, pero su principal propiedad es su resistencia a la corrosión química del agua salada en los ambientes marinos, donde los gaviones metálicos no son viables por el problema de su alta susceptibilidad a la corrosión.
5iseo estructural
PROCESO CONTRUCTIVO 4e prepara la cimentación hasta la profundidad ya preestablecida.
4e coloca el filtro de geotextil de tal forma que cubra el piso y los lados de la excavación. 4e estiran las mallas que conforman la estructuran para luego ser colocadas en el sitio fijado y llenado posteriormente con el material asignado.
R 8na ve" estiradas las caras y ubicado el gavión, se rellena con el material asignado hasta completar una capa de HB cm. R 4e verifica si es necesario colocar los tirantes para unir las caras opuestas, de ser así, se colocan sobre la capa de HB cm ya construida, de la misma forma para los tirantes diagonales conformando las esquinas. R 4e reali"a el mismo procedimiento para la fabricación de la segunda y tercera capa, teniendo en cuenta de colocar los tirantes si es necesario a los HB cm como se hi"o en la primera capa. R 'ompletadas las capas necesarias del material de relleno se observa que el gavión este lleno y se procede a cerrar la tapa de la canasta.
R 8na ve" cerrada la tapa de la canasta, se cosen todas las aristas superiores incluyendo las aristas de los diafragmas.
MURO
VENTAJAS )ácil alivio de presiones de agua. 4oportan movimientos sin p&rdida de eficiencia. Es de construcción sencilla y económica
GAVIONES
FLEXIBLE
@ran flexibilidad y tolerancia ya que las estructuras de la tierra refor"ada con geotextil se ajustan fácilmente a los pequeos asentamientos y los movimientos diferentes
DESVENTAJAS #as mallas de acero galvani"ado se corroen fácilmente en ambientes ácidos, por ejemplo, en suelos residuales de granitos se requiere cantos o bloque de roca, los cuales no necesariamente están disponibles en todos los sitios. Al amarre de la malla y las unidades generalmente no se le hace un buen control de calidad
ermiten la adaptación de las estructuras a las deformaciones y movimientos del terreno, sin perder su estabilidad y eficiencia. 5ebido a su flexibilidad es el $nico tipo de estructura que no requiere fundaciones profundas, aun cuando son construidas sobresuelos con baja capacidad de soporte. Esa característica tambi&n permite, en la mayor ía de los casos, que la estructura se deforme mucho antes del colapso permitiendo la detección anticipada del problema y dando oportunidad de reali"ar intervenciones de recuperación, minimi"ando gastos y evitando accidentes de proporciones trágicas
DETERMINACI:N DEL EMPUJE Conc!+"o& '.&ico& Empuje de tierra es la resultante de las presiones laterales ejercidas por el suelo sobre una estructura de contención o de fundación. Estas presiones pueden ser debido al peso propio del suelo o a sobrecargas aplicadas sobre &l. El valor del empuje sobre una estructura depende fundamentalmente de la deformación que esta sufre debido a la acción de este empuje. 4e puede visuali"ar esta interacción efectuándose un experimento que utili"a un paramento vertical móvil, como el mostrado en la figura H.K.D, soportando un desnivel de suelo. 4e verifica que la presión ejercida por el suelo el paramento varia con el despla"amiento de este ultimo Análisis de estabilidad de la estructura de contención
TIPOS DE ROTURA Es necesario la verificación de seguridad de la estructura de contención a los diversos tipos de rotura. En el caso de muros de contención de gaviones, los tipos principales de rotura que pueden ocurrir están mostrados en la figura
D!&$i#i!n"o &o'*! $# '#&!; curre cuando la resistencia al desli"amiento a lo largo de la base del muro, sumada al empuje pasivo disponible al frente de la estructura, es insuficiente para neutrali"ar el efecto del empuje activo actuante.
T!o*1# 2 c.$c%$o& d! !&"#'i$id#d
V%!$co; curre cuando el momento estabili"ante del peso propio del muro en relación al punto de vuelco es insuficiente para neutrali"ar el momento del empuje activo.
No #&!n"#i!n"o& !4c!&i,o&; curre cuando las presiones aplicadas por la estructura sobre el suelo de fundación son superiores a su capacidad de carga.
Ro"%*# 5$o'#$ d!$ #cio; 5esli"amiento a lo largo de una superficie de rotura que envuelve a la estructura de contención.
Ro"%*# in"!*n# d! $# !&"*%c"%*#; 2otura de las secciones intermedias entre gaviones, que puede ocurrir tanto por desli"amiento como por exceso de presión normal. 2otura de la fundación
MUROS EN PIEDRA (MURO DE CONTENCION EN ESCOLLERA) El elemento principal que interviene en la ejecución de la tipología de muro es el bloque de escollera, unidad básica a partir de la cual, por agregación se construye el muro.
Es por ello que las propiedades de los bloques tienen una especial incidencia en el comportamiento de la obra. #os bloques de escollera deben provenir de maci"os rocosos sanos, de canteras, o de las excavaciones de la propia obra y se obtendrán mediante voladura.
Cii!n"o #a cota de cimentación será de acuerdo con los criterios establecidos en el análisis del estudio de suelos, siendo recomendable en todo caso, una profundidad mínima de un metro. El fondo de la excavación de la cimentación se ejecutara normalmente con una contra inclinación respecto a la hori"ontal de valor aproximado de H:1DL. En general la escollera del cimiento se debe hormigonar pudiendo en ocasiones utili"ar recebo p&treo con material de las mismas características de la escollera. El hormigonado del cimiento del muro de escollera es necesario para poder considerar que trabaja como elemento rígido.
#a cota a alcan"ar con el hormigón y las pendientes a dar con su superficie para evitar a comulaciones de agua enra"ando normalmente con los bordes de la excavación o los elementos de drenaje.
C%!*+o d!$ %*o #a superficie de apoyo de la primera hilada de la escollera sobre la cara superior del cimiento de escollera hormigonada, debe tener una inclinación media hacia el trasdós entorno al H:1DL y presentar una superficie final dentada e irregular que garanti"a la
T*#&d&
En general se deberá disponer un relleno de material granular en el trasdós del muro con un espesor mínimo de un metro. 'on este relleno de material granular se pretende las siguientes funciones. •
•
•
•
+ateriali"ar una transición granulo m&trica entre el terreno natural relleno del cuerpo del muro. 2epartir del modo relativamente uniforme, los empujes sobre el cuerpo del muro de escollera. *nterponer una capa granular con buenas características drenantes entre el terreno natural o relleno y el muro 5ificultar la salida de material del terreno natural o relleno, a trav&s de los huecos entre bloques de escollera.
E$!!n"o& d! d*!n#7! 5renaje superficial1 se debe proyectar medidas oportunas para evitar que el agua de escorrentía desag6e al relleno granular del trasdós del propio muro de escollera. 5renaje subterráneo1 debe evitarse la comulación de aguas en el trasdós y el cimiento del muro.
P#*"ic%$#*id#d!& d! $o& %*o& d! con"!ncin El principal condicionante que suele presentar los muros de contención es que se deben ejecutar sobre una ladera natural o talud en desmonte en la que $nicamente se podrán emprender determinadas actividades puntuales en el motiv motivo o de la ejecu ejecució ción n del del muro muro es que dichas dichas lader laderas as o talud taludes es presentan problemas de estabilidad pretendi&ndose con el mismo bien de forma aislada o conjuntamente con otras actuaciones proporcionar un nivel de contención adecuado.
MUROS EN LLANTAS USADAS #os muros en llantas usadas conocidos como neusol o
acción en la soga que las conecta. 4i este refuer"o es lo suficientemente fuerte para no fallar la tensión y la resistencia de la extracción de la llanta es mayor que la fuer"a de fricción, entonces la estructura permanecerá estable. #os muros de llantas usadas son muy flexibles y se acomodan fácilmente a los asentamientos referenciales. 'ada llanta se conecta a su vecina con soga de polipropileno o nylo nylon. n. @ene @enera ralm lmen ente te,, se util utili" i"an an tend tendon ones es de J a DB mm. mm. 5e diám diámet etro ro.. 4umanarathna, /DF0, reporta muros hasta de 7B metros de altura utili"ando llantas usadas. El muro de llantas puede ser integral en tal forma, que todo el volumen de terrapl&n est& entrela"ado entrela"ado con llantas, las cuales ocupan buena parte de su volumen total, o puede utili"arse el sistema de muro de llantas en el cual se coloc colocan an llanta llantas s en la parte parte post posteri erior or del del terrap terrapl&n l&n como como ancla anclaje je de sogas sogas de polipropileno, las cuales amarran las llantas internas con las llantas en la pared exterior del muro.
TIERRA REFORZADA
El sistema más popular de muros de tierra refor"ada es el refuer"o de terraplenes con geotextiles, en el cual el mecanismo de transmisión de esfuer"os es predominantemente de fricción. Existe una gran cantidad de geotextiles de diferentes propiedades mecánicas, tejidos y no tejidos. #os rellenos utili"ados son generalmente materiales granulares que van desde arenas limosas hasta gravas. 8n problema importante de los geotextiles es su deterioro con la lu" ultravioleta del sol y por esto se requiere que este material permane"ca cubierto, con concreto emulsión asfáltica o suelo con vegetación. 2ecientemente se han introducido en el mercado las geomallas que son mallas polim&ricas o metálicas con una forma determinada, en dos direcciones, en el cualse incluye el efecto de fricción y además, el efecto de agarre dentro del suelo. En ocasiones la geomallas lleva varillas para ayudar a la resistencia de arrancamiento de la malla. @eneralmente, las geomallas tienen mayor resistencia al arrancamiento que los geotextiles.
R!$$!no El material de relleno debe ser un material capa" de desarrollar fricción y no debe contener materiales orgánicos o perecederos como vegetación o residuos indeseados. 'om$nmente se utili"a relleno granular pero cuando no se dispone de materiales de grava o arena se utili"a arcilla o suelos residuales, en estos casos se debe tener especial cuidado, teniendo en cuenta, la importante reducción de capacidad al arrancamiento en los suelos arcillosos, cuando son saturados /Elias y 4Sanson, DJH0.En ocasiones se utili"a piedra triturada. En
este caso debe tenerse cuidado de que el refuer"o sea de un grosor suficiente que impida su rotura, causada por los bordes angulosos del triturado
P#*!d !4"!*io* d!$ M%*o En la parte exterior del muro se pueden colocar elementos prefabricados de concreto refor"ado en láminas de acero, o geotextiles recubiertos con concreto lan"ado o protecciones vegetales.
Con!c"o*!& El material utili"ado para conectar las paredes del muro con los anclajes y las paredes entre sí debe ser de material electrolíticamente compatible, en tal forma que no promueva la corrosión por el uso de metales disímiles. #as tuercas que se utilicen deben ser de acero grado J. #os conectores deben disearse en tal forma que la resistencia total del conector no sea inferior a la resistencia total del refuer"o.
El : del relleno en el caso de tierra armada con refuer"o metálico debe ser superior a seis para impedir la corrosión acelerada del acero. El material debe compactarse a una densidad tal que garantice la estabilidad del relleno en cuanto a resistencia y compresibilidad. 'om$nmente se exigen densidades superiores al C de la densidad máxima roctor modificado. El proceso de compactación debe reali"arse teniendo cuidado de no romper o deteriorarlos elementos de refuer"o. 5ebe impedirse que los vehículos tales como volquetas pasen por encima del refuer"o, antes de colocar el relleno. El relleno cerca de la pared debe compactarse utili"ando un equipo liviano, bien sea un rodillo pequeo vibratorio, una placa vibratoria de peso no mayor a mil 3ilos o un vibro tamper. A distancias superiores a D. metros de la pared puede utili"arse equipo pesado
Di&!8o #os rellenos o muros de tierra armada deben disearse para estabilidad interna y externa. #a estabilidad interna requiere que el refuer"o proporcione suficiente resistencia al cortante para garanti"ar la estabilidad de la masa de relleno. El refuer"o debe tener un tamao, espaciamiento y longitud tales que no falle a tensión bajo los esfuer"os a los que son sometidos y no se salga /pull out0 de
la masa de suelos. En lo referente a estabilidad externa, el muro de tierra armada debe satisfacer los mismos requisitos de capacidad de soporte, desli"amiento y volcamiento de un muro convencional.
El m&todo más utili"ado de diseo de muro de tierra armada es calcular el refuer"o hori"ontal suficiente para resistir las presiones activas del suelo de relleno de la estructura armada. El diseo incluye varias etapas así1 D. 'álculo de las fuer"as o presiones activas. 7. 5istribución de estas presiones o fuer"as entre los diversos elementos de refuer"o.Estas presiones se distribuyen en forma gráfica de acuerdo a la locali"ación de cadaelemento. #a fuer"a total corresponde al área aferente del diagrama de presiones. H. 'álculo de la resistencia a tensión del elemento de refuer"o.
K. Análisis de la longitud requerida para evitar arrancamiento de los refuer"os. . 5iseo de la pared exterior. N. 5iseo del sistema de subdrenaje
ESTRUCTURAS ANCLADAS
El concepto básico de los muros anclados es el de resistir y refor"ar las presiones de tierra mediante la instalación de anclajes de acero a espaciamientos muy entre si, usualmente entre D a 7 metros. Estos anclajes son conocidos como clavos de anclaje y se colocan en el talud o excavación a los espaciamientos y seg$n las longitudes dictados por el diseo El procedimiento constructivo típico consiste en la construcción desde la cima al pie del corte, reali"ando la excavación a medida se va profundi"ando el corte.
ESPECIFICACIONES ESTRUCTURALES
los clavos de estabili"ación indicados en el detalle, será de varilla corrugada TN, grado NB que deberá instalarse en la posición y a las longitudes requeridas seg$n la altura del diseo del muro y a un ángulo de grados con respecto a la hori"ontal tal y como se muestra en los planos constructivos del sistema el agujero para la instalación del clavo será de K. pulgadas, una ve" que el
clavo este instalado deberá rellenarse con lechada fabricada con cemento la proporción requerida para la fabricación de la lechada es1F. gal de
agua/D D(7 baldes0 para D bolsa de cemento debido a que el clavo de anclaje no puede quedar en contacto directo con el suelo y para lograr un adecuado recubrimiento al momento de verter la lechada es necesario introducirlo al agujero de perforación con unos centrali"adores o separadores de seguridad a intervalos irregulares, estos separadores serán fabricados de L' la pantalla del muro consistirá en una pantalla de Dcm de espesor, utili"ando un hormigón con resistencia fUcV7DB 3g(cm7, refor"ado con una malla electrosoldada la malla electrosoldada utili"ada para la pantalla del muro deberá cumplir con la especificación de una electromalla NxN pulgadas la placa de metal a utili"arse deberá tener un espesor eVH(Jpulgadas, sujetando a K varillas de H(J>y a la malla electrosoldada, a esta se le aplicara soldadura para sujetarla al clavo
ESPECIFICACIONES DE DRENAJE
para este sistema consistirá en un tubería de L' de 7 pulgadas de diámetro y con una longitud que deberá sobre pasar la longitud máxima de los clavos de anclaje a un angulo inverso de D grados el procedimiento de perforación para instalar la tubería de drenaje será el mismo que el descrito en las especificaciones estructurales, con la excepción de que el diámetro de perforación deberá ser menor
#os anclajes en roca pueden reali"arse de muchas formas1 D. 5ovela de concreto refor"ada para prevenir que se suelte un bloque de roca en la cresta de un talud. Estos pernos son com$nmente varillas de acero colocadas en huecos preperforados, inyectando una resina epóxica o cemento, las varillas generalmente, no son tensionadas debido a que la roca puede moverse al colocar la tensión, se utili"a hierro de alta resistencia en diámetros que varían desde D(7 a D. pulgadas. 7. +allas exteriores de alambre galvani"ado ancladas con pernos para evitarla ocurrencia de desprendimientos de bloques de roca o material. 5ebe tenerse en cuenta que los anclajes de mallas protegen de la caída de bloques superficiales, pero no representan estabilidad para el caso de fallas de bloques grandes o movimientos de grandes masas de suelo o roca. H. Anclajes tensionados para impedir el desli"amiento de bloques de roca a lo largo de un plano de estratificación o fractura. Estos anclajes, generalmente utili"an cable de acero, los cuales se colocan en huecos preperforados e inyectados. #a fuer"a de tensionamiento depende de la longitud y características del anclaje y no es raro utili"ar fuer"as hasta de B toneladas por ancla. K. +uro anclado para prevenir el desli"amiento de una "ona suelta. #os muros anclados generalmente, incluyen el concreto lan"ado para prevenir el movimiento de bloques en una "ona fracturada y drenaje de penetración para impedir la presión de agua. Estos muros anclados pueden ser pasivos o activos dependiendo de si son pretensionados o no. #a perforación debe reali"arse en tal forma que se garantice una superficie rugosa entre el suelo y el cementante a todo lo largo del bulbo. Es importante garanti"ar que no haya colapso de las paredes de la excavación para garanti"ar quela adherencia de la me"cla se haga con el suelo natural intacto.
#a perforación debe limpiarse adecuadamente. El alineamiento de la perforación no debe permitir desviaciones mayores de D en 7B. #a desviación de la línea recta no debe exceder 7Bmm. en H metros de longitud. El anclaje debe colocarse lo más rápidamente posible despu&s de terminada la perforación y en ning$n caso la demora debe ser superior a 7K horas. El diámetro del hueco de perforación generalmente es determinado por el tipo de equipo disponible. El diámetro debe ser de tal tamao que permita la inserción del perno sin necesidad de for"arlo. 8n hueco de gran tamao no mejora el diseo y puede resultar en costos innecesarios de perforación. @eneralmente la resistencia en el contacto perno-lechada es muy alta y el diseo se reali"a sobre la base del contacto lechada W roca. 'om$nmente el ancla es fijada utili"ando cemento ortland ordinario y agua. #a me"cla consiste generalmente, de cemento sin contracción y agua en una relación agua cemento que varía de B.K a B.K. Esta relación produce una lechada que puede ser bombeada por el orificio del perno y al mismo tiempo producir una alta resistencia, con un mínimo de exudación de agua de la me"cla. 4e pueden agregar productos químicos especiales para reducir la contracción y exudación y para incrementar la viscosidad. Po se debe utili"ar cemento con altos contenidos de al$mina. Po se recomienda la utili"ación de arena me"clada con el cemento. #as cantidades de sulfatos, cloruros y nitratos de la me"cla no deben exceder los porcentajes de KC,B.DC y B.DC respectivamente. #a expansión libre de la me"cla a temperatura ambiente no debe exceder delDBC. #a preparación de la me"cla de inyección debe reali"arse utili"ando uname"cladora que le d& una consistencia uniforme en un tiempo menor de minutos. 5espu&s de me"clado, la me"cla preparada debe ser continuamenteagitada. reviamente al proceso de inyección se debe pasar la me"cla por un tami"nominal de D.7 mm. El tiempo máximo permitido entre la adición del cemento a lame"cla y la inyección es de HB minutos. #a bomba de inyección debe serdespla"amiento positivo /pistón o tornillo0.#a inyección debe reali"arse lo más rápidamente posible despu&s de colocadoel anclaje dentro de la perforación. El procedimiento de inyección debe garanti"ar que no quede aire o agua dentro de la "ona inyectada. #a inyección debe colocarse en forma lenta y permanente y debe continuar hasta la terminación del trabajo que es el momento en el cual ha salido me"cla continua por el tubo de salida durante por
lo menos D minuto. El tensionado del ancla no debe reali"arse hasta que se haya obtenido una resistencia mínima de 7 + a en la me"cla. El gato o equipo de tensionamiento debe tener capacidad para por lo menos D.J veces la carga de diseo /@eotechnical 'ontrol ffice, DJ0. #a tensión máxima que se coloque al tendón debe ser menor del JBC de la carga de falla nominal $ltima. 'uando se tensiona un anclaje es importante chequear que la carga de diseo realmente fue colocada, utili"ando el procedimiento del ost
MICROPILOTES (SOIL NAILING) El 4oil Pailing es un m&todo de refuer"o in situ utili"ando micropilotes vacíos capaces de movili"ar resistencia a tensión en el caso de ocurrencia de un movimiento. 4e diferencian de los pilotes en cuanto los micropilotes no resisten cargas laterales a flexión. #os micropilotes pueden ser varillas de acero, tubos o cables que se introducen dentro del suelo natural o la roca blanda y son inyectados dentro de huecos preperforados. @eneralmente son espaciados a distancias relativamente pequeas. #os micropilotes pueden ser hincados o inyectados en perforaciones previamente reali"adas. Qunto con el suelo estos alfileres o nail forman una estructura de suelo refor"ado. #os nail o alfileres se diferencian de los anclajes en el sentido de que son pasivos, o sea, que no son postensionados. Adicionalmente los Pails están mucho más cercanamente espaciados que los anclajes. 'om$nmente se utili"a un alfiler por cada uno o seis metros cuadrados desuelo de superficie. #a estabilidad de la superficie del terreno es controlada por una
capa delgada de concreto lan"ado, de espesor de D7 a DJ centímetros con una malla de refuer"o. Estas estructuradas se les utili"an tanto en suelos granulares como cohesivos. Existen dos sistemas de funcionamiento de los micropilotes1 +icropilotes que transfieren las cargas a trav&s de suelos sueltos o blandos a un material mucho más competente. En este caso los micropilotes se disean anclados o como si conformaran una estructura aporticada. +icropilotes que refuer"an el suelo /Quran, DN0.#a estabilidad del 4oil nailing se basa en dos factores así1 a. 5esarrollo de fricción o adhesión en la inter fase suelo alfiler. b. 2esistencia pasiva desarrollada a lo largo de la superficie perpendicular a la dirección del soil nailing. Este sistema es mucho más efectivo en suelos granulares duros y en arcillas limosas competentes. El suelo debe tener suficiente resistencia para resistir un talud vertical de aproximadamente dos metros de altura sin deformación. El sistema de 4oil nailing no es muy efectivo en suelos granulares sueltos o en arcillas blandas. #a presencia de niveles freáticos altos tambi&n puede representar dificultades de construcción.
E"#+# con&"*%c"i,# d! Soi$ N#i$in5;
P!*no& Indi,id%#$!& no "!n&ion#do& #os pernos son elementos estructurales generalmente constituidos por varillas de acero, las cuales se colocan dentro de una perforación, la cual se inyecta posteriormente con cemento para unir la varilla al maci"o de roca. 2ealmente, lo que ocurre es un refuer"o del maci"o de roca por intermedio de la varilla. En esta forma, se pueden evitar los caídos de roca y en ocasiones los desli"amientos de maci"os de roca fracturada con discontinuidades muy espaciadas. El diseo de los pernos, generalmente, es empírico basado en un análisis de las discontinuidades en el maci"o y de la estabilidad de los bloques. #a parte más importante del diseo es determinar la locali"ación, ángulo de inclinación y longitud de cada perno. Es importante que el diámetro del hueco y el tamao de la varilla est&n dentro de una tolerancia especificadas, en tal forma que la resina se me"cle y funcione correctamente. #a barra se mete en el hueco y se me"cla la resina, haci&ndola rotar. #a principal ventaja de los anclajes con resina es la simplicidad y velocidad de instalación y la desventaja es que la capacidad de los pernos se limita generalmente, a KBB 3P y el hecho de que solamente se pueden utili"ar barras
rígidas. Además, la resina no es tan efectiva para controlar la corrosión como el cemento.
ANCLAJES INDIVIDUALES TENSIONADOS (ANCLAS ACTIVAS) Este m&todo consiste en la colocación dentro del maci"o de roca y muy por debajo de la superficie de falla real o potencial de una serie de tirantes de acero anclados en su punta y tensados por medio de gatos en superficie. #os anclajes generan fuer"as de compresión que aumentan la fricción y ( o contrarrestan la acción de las fuer"as desestabili"adoras. #os anclajes pretensionados se colocan atravesando posibles superficies de falla, anclando los bloques a roca sana, detrás de esta superficie. El tensionamiento del perno, transmite una fuer"a a la roca, produciendo una compresión y modificando los esfuer"os normales sobre la superficie de falla. 4i las fuer"as de anclaje se instalan a un ángulo menor que a la normal a la superficie potencial de falla, se crea adicionalmente, una fuer"a resistente que se opone al movimiento. #a fuer"a requerida para el anclaje, se minimi"a cuando la suma del ángulo de bu"amiento del ancla y el de la fractura es igual al ángulo de fricción. 4e ahorra gran cantidad de pernos, instalándolos al ángulo óptimo, en lugar de colocarlos normales a la falla.
Conc*!"o $#n#do #as "onas de roca fracturada o degradada pueden ser protegidos colocando una capa de concreto lan"ado. El concreto lan"ado rellena los espacios entre la roca y produce una estructura de retención superficial. 4in embargo, este concreto no impide totalmente el desli"amiento y se requiere en muchos casos que vaya acompaado en muchos casos de pernos o anclajes. El concreto lan"ado debe refor"arse superficialmente utili"ando una malla metálica. #as áreas cubiertas con concreto lan"ado deben drenarse utili"ando drenes de penetración o lloraderos a trav&s del concreto lan"ado.
M%*o& #nc$#do& El diseo de muros anclados puede reali"arse utili"ando varios procedimientos. #os más comunes son el m&todo de la cua anclada y la utili"ación de análisis de estabilidad de taludes por los procedimientos de %ishop o de Qanbu. Algunos diseadores utili"an la teoría de presión de tierra de 2an3ine o 'oulomb para calcular las presiones sobre los muros anclados, sin embargo, estas teorías dan resultados totalmente aislados de la realidad porque no tienen en cuenta los elementos geot&cnicos en los suelos residuales.
Mic*o+i$o"!& (Soi$ n#i$in5) El 4oil Pailing es un m&todo de refuer"o in situ utili"ando micropilotes vacíos capaces de movili"ar resistencia a tensión en el caso de ocurrencia de un
movimiento. 4e diferencian de los pilotes en cuanto los micropilotes no resisten cargas laterales a flexión. #os micropilotes pueden ser varillas de acero, tubos o cables que se introducen dentro del suelo natural o la roca blanda y son inyectados dentro de huecos preperforados. @eneralmente son espaciados a distancias relativamente pequeas. #os micropilotes pueden ser hincados o inyectados en perforaciones previamente reali"adas. Qunto con el suelo estos alfileres o nail forman una estructura de suelo refor"ado. #os nail o alfileres se diferencian de los anclajes en el sentido de que son pasivos, o sea, que no son postensionados. Adicionalmente los Pails están mucho más cercanamente espaciados que los anclajes.
ESTRUCTURAS ENTERRADAS #as estructuras enterradas son elementos capaces de resistir esfuer"os a flexión que se colocan dentro del suelo atrave"ando la posible superficie de falla. Estas estructuras trabajan enpotradas en el suelo por debajo de la falla. 4e conocen varios tipos de estructura enterrada así1 D.
T#'$!&"#c#& #as tablestacas son estructuras de contención hincadas, delgadas y esbeltas las cuales trabajan generalmente a flexión enpotradas o ancladas. ueden ser de acero, de concreto o de madera siendo las de acero las más utili"adas. El muro de tablestaca está conformado por una serie de pilotes unidos entre sí para formar una pared continua. #a integridad del muro depende de las uniones entre pilotes individuales. #as tablestacas son utili"adas con relativa frecuencia como estructura de contención para la conformación de muelles en ríos o mares. ara su hincado se requiere que el suelo permita la penetración del pilote y no existan bloques o cantos grandes de roca. #a sección de la tablestaca depende de la altura de la tierra a retenerse y de las condiciones del suelo y agua, así como del sistema de anclaje de los pilotes. # a altura de los muros de tablestacas varían generalmente entre K. y D7 metros.
Pi$o"!&
#os pilotes hincados han sido utili"ados en ocasiones para la estabili"ación de desli"amientos activos. Este m&todo sólo es apropiado para desli"amientos poco profundos y suelos que no fluyan entre los pilotes. #os desli"amientos profundos generalmente producen fuer"as laterales muy grandes que no pueden ser resistidas fácilmente por los pilotes. #os pilotes deben enterrarse en suelo firme y competente para evitar su arrancamiento o inclinación. Es com$n la utili"ación de estructuras de concreto armado, uniendo las cabe"as de los pilotes para mejorar su rigide" y comportamiento en general. #a resistencia o capacidad de un pilote y su efecto de factor de seguridad depende de la profundidad a la cual se encuentra hincado el pilote por debajo de las superficies de falla. El diseo de los pilotes supone la ocurrencia de presiones de tierra sobre el pilote arriba de la superficie de falla y de reacción de subrasante por debajo de esta. *nternamente los pilotes se disean a flexión y a cortante, como se indica en la figura /2oman, DN0. ara determinar el espaciamiento entre pilotes y su longitud de empotramiento dentro del suelo quieto se deben cumplir las siguientes condiciones1 a. #a presión lateral sobre el pilote debe ser menor que su capacidad de soporte bajo cargas hori"ontales. b. El suelo entre pilotes no debe ser extruido.
M%*o& d! +i$#& d! 5*#n di.!"*o En ocasiones se construyen grandes muros a profundidades importantes construyendo pilas de gran diámetro unidas entre sí, conformando una estructura o muro de gravedad. Estos muros o pilas generalmente son de concreto armado y se excavan utili"ando procedimientos similares a los de las pilas para cimentación de edificios. @eneralmente se construye una sola hilera de pilas o pilotes, pero en algunos casos se utili"an dos hileras. #a construcción de pilas de gran diámetro para la estabili"ación de desli"amientos fue descrita por acha3is y otros /DF0 para la estabili"ación de un talud en @recia. El sistema consiste en la construcción de filas de pilas fundidas en sitio de más de un metro de diámetro a un espaciamiento similar a su diámetro. #as pilas se excavan en el suelo o roca y se unen entre sí por medio de vigas formando una estructura reticular. 4e pueden construir en el pie, en la parte media o en la parte alta de los desli"amientos.
En muchas ocasiones la construcción de muros es difícil debido a la imposibilidad de reali"ar excavaciones previamente a la construcción del muro. En estos casos la construcción de pilas perforadas de D a 7 metros de diámetro unidas entre sí
para conformar un muro puede resultar una solución muy efectiva. #as pilas deben enterrarse a una profundidad suficiente dentro de un estrato competente para producir fuer"as laterales que permitan la estabilidad de los muros. En todos los casos la profundidad de las pilas debe sobrepasar la superficie de falla crítica. ara utili"ar el efecto de arco entre las pilas &stas generalmente, se colocan a una distancia de hasta H diámetros entre sí. %randl, /DN0 reporta la utili"ación de caissons de N m x K m y profundidad de 7 m para estabili"ar un desli"amiento en un esquisto meteori"ado con "onas miloníticas. Estos caissons fueron construidos en etapas ayudados por concreto lan"ado para permitir su hincado. #os caissons de concreto armado se disearon como una pared utili"ando la teoría de presión de tierras y la teoría de reacción de la subrasante. 5entro de los caissons se construyeron anclajes profundos. #a resistencia de las pilas puede aumentarse construy&ndole anclajes en su parte posterior bien sea perforados o como cables unidos a muertos de concreto.
VOCABULARIO
