República Bolivariana de Venezuela Ministerio del Poder Popular para la Defensa Universidad Nacional Experimental Politécnica de la uerza !rmada Nacional Bolivariana Núcleo Mérida Extensi"n #ovar
a l u s n é m o o z i d a l o v e d o r u M
$ctubre %&'(
Muro de voladizo o ménsula
Los muros de contención tienen como fnalidad resistir las presiones laterales ó empuje producido por el material retenido detrás de ellos, su estabilidad la deben undamentalmente al peso propio y al peso del material que está sobre su undación. Los muros de contención se comportan
básicamente
como
voladizos
empotrados
en
su
base.
Desinamos con el nombre de empuje, las acciones producidas por las masas que se consideran desprovistas de co!esión, como arenas, ravas, cemento, trio, etc. "n eneral los empujes son producidos por terrenos naturales, rellenos artifciales o materiales almacenados.
#asta fnales del silo $%$, se constru&an muros de mamposter&a y piedra, a partir del silo $$ se comenzó a construir muros de concreto en masa y de concreto armado, desplazando en muy buena parte a los materiales anteriormente utilizados. 'ara proyectar muros de sostenimiento es necesario determinar la manitud, dirección y punto de aplicación de las presiones que el suelo ejercerá sobre el muro. "l proyecto de los muros de contención consiste en( a- )elección del tipo de muro y dimensiones. b- *nálisis de la estabilidad del muro rente a las uerzas que lo solicitan. "n
caso que la estructura seleccionada no sea satisactoria, se modifcan las dimensiones y se eect+an nuevos cálculos !asta lorar la estabilidad y resistencia se+n las condiciones m&nimas establecidas. c- Diseo de los elementos o partes del muro. "l análisis de la estructura
contempla la determinación de las uerzas que act+an por encima de la base de undación, tales como empuje de tierras, peso propio, peso de la tierra, caras y sobrecaras con la fnalidad de estudiar la estabilidad al volcamiento, deslizamiento, presiones de contacto suelo-muro y resistencia m&nima requerida por los elementos que conorman el muro.
Muros en voladizo o en ménsula: "ste tipo de muro resiste el empuje de
tierra por medio de la acción en voladizo de una pantalla vertical empotrada en una losa !orizontal zapata/, ambos adecuadamente reorzados para resistir los momentos y uerzas cortantes a que están sujetos, en la fura 0 se muestra la sección transversal de un muro en voladizo. "stos muros por lo eneral son económicos para alturas menores de 12 metros, para alturas mayores, los muros con contrauertes suelen ser más económicos. La orma más usual es la llamada T, que lora su estabilidad por el anc!o de la zapata, de tal manera que la tierra colocada en la parte posterior de ella, ayuda a impedir el volcamiento y astra el muro aumentando la ricción suelo-muro en la base, mejorando de esta orma la seuridad del muro al deslizamiento . "stos muros se disean para soportar la presión de tierra, el aua debe eliminarse con diversos sistemas de drenaje que pueden ser barbacanas colocadas atravesando la pantalla vertical, o sub-drenajes colocados detrás de la pantalla cerca de la parte inerior del muro. los muros de contención allan por una mala condición del suelo de undación
y
por
un
inadecuado
sistema
de
drenaje.
Determinar
cuidadosamente la resistencia y compresibilidad del suelo de undación, as& como el estudio detallado de los 3ujos de aua superfciales y subterráneos son aspectos muy importantes en el proyecto de muros de contención. 4uando parte de la estructura del muro de contención se encuentra bajo el nivel reático, bien sea de manera ocasional o permanente, la presión del aua act+a adicionalmente sobre él. "n la zona sumerida la presión es iual a la suma de la presión !idrostática más la presión del suelo calculada con la e5presión más conveniente de empuje eectivo, de manera que la presión resultante es considerablemente superior a la obtenida en la condición de relleno no sumerido. "sta situación !a sido inorada por muc!os proyectistas y es una de las causas de alla más comunes en muros de contención. "n consecuencia resulta más económico proyectar muros de
contención que no soporten empujes !idrostáticos, colocando drenes ubicados adecuadamente para que canalicen el aua de la parte interior del muro a la parte e5terior. "n condiciones estables de !umedad, las arcillas contribuyen a disminuir el empuje de tierra, sin embaro, si estas se saturan, eneran empujes muy superiores a los considerados en el análisis. 'or esta razón es conveniente colocar material ranular 6>0/ como relleno en los muros de contención. Las estructuras sumeridas o undadas bajo el nivel reático, están sujetas a empujes !acia arriba, denominado sub-presión. )i la sub-presión equilibra parte del peso de las estructuras, es benefciosa ya que disminuye la presión de contacto estructura-suelo, pero si la sub-presión supera el peso de estructura, se produce una resultante neta !acia arriba la cual es equilibrada por la ricción entre las paredes de la estructura y el suelo. "sta ricción
puede ser vencida inmediatamente al saturarse el suelo,
produciendo la emersión de la estructura. )i el terreno no está drenado adecuadamente, se puede presentar presiones !idrostáticas no deseables. La pantalla de concreto en estos muros son por lo eneral relativamente deladas, su espesor oscila alrededor de 1712/ de la altura del muro, y depende de las uerzas cortante y momentos 3ectores oriinados por el empuje de tierra. "l espesor de la corona debe ser lo sufcientemente rande para permitir la colocación del concreto resco, eneralmente se emplean valores que oscilan entre 82 y 92 cm. "l espesor de la base es unción de las uerzas cortantes y momentos 3ectores de las secciones situadas delante y detrás de la pantalla, por lo tanto, el espesor depende directamente de la posición de la pantalla en la base, si la dimensión de la puntera es de apro5imadamente 179 del anc!o de la base, el espesor de la base eneralmente queda dentro del intervalo de 170 a 1718 de la altura del muro. )onsideraciones para el dise*o de un muro de voladizo
1. El peso propio del muro
2. El empuje del viento 3. La componente normal de las presiones en la cimentación. 4. Las subpresiones (drenaje) 5. El impacto de fuerzas . Los temblores ases de )onstrucci"n de Muro de )ontenci"n de +ormi,"n !rmado1. !eplanteo 2. E"cavación # $ovimiento de %ierras 3. &olocación de la 'rmadura de la zapata. 4 .vaciado del concreto en la zapata. 5 .Ejecutar el encofrado de la cara interior del muro (intradós). . &olocación de la armadura del muro de contención. . Encofrado de la cara e"terior (e"tradós) . *uesta en +bra # ,ibrado del -ormión. /. 0esencofrado.
PREDIMENSIONDO:
"l predimensionado de los muros de contención en voladizo se !ace en unción de la altura ! del muro, pueden ser necesarias varias iteraciones si se pretende lorar la estabilidad y la optimización de la estructura. "n la fura 80 se indican las recomendaciones para el predimensionado de muros en voladizo en eneral, el diseador puede proponer dimensiones razonables se+n su e5periencia, dimensiones que lueo deberá verifcar. Donde, " espesor del uste o pantalla en la base, e espesor de la base o zapata, P puntera de la base, T el talón de la base, c espesor de la corona del muro. La cara e5terior del muro puede ser vertical como en el caso del muro de la fura 80, sin embaro la teor&a de :an;ine supone que la cara interna del muro es vertical. "n la fura 8< se muestra el predimensionado del muro de = m de altura, undado a 1,82 m de proundidad. 4omo se !ace uso de la ecuación de :an;ine para la determinación del empuje de tierra se propuso la cara interna del muro vertical >?<2@/.
La base del muro se predimensionó iual al =2A de la altura 2,=2 B =m ? 9,=2 m/, valor intermedio entre 2,C y 2, de #. La puntera de la base de 1 m de lonitud se seleccionó entre E7C y E79. "l espesor de la base y de la pantalla en la base se predimensionó iual al 12A de la altura del muro 2,12 B = m ? 2,=2 m/, quedando el talón de la base de 8,2 m de lonitud y la altura del relleno sobre el talón de F,C2 m. "l espesor de coronamiento del muro se propuso iual a 2,92 m para acilitar la colocación del concreto resco durante la construcción. )e verifca con estas dimensiones la estabilidad al volcamiento, al deslizamiento y se determinan las presiones de contacto suelo-muro, para los dos casos de cara siuientes( 1. "mpuje de tierra G sobrecara ve!icular. 8. "mpuje de tierra G sismo. 4ondiciones especiales de cara deben ser tomadas en cuenta como en el caso de estribos para puentes, ya que sobre el muro act+an además de las caras anteriores, la cara muerta y sobrecara de la superestructura. #$NTS
"5isten dos tipos de juntas, de construcción y de dilatación. Durante la construcción de los muros de contención, el ran volumen de concreto requerido no se puede colocar en una sola colada, este proceso !ay que !acerlo por etapas, enerando juntas de construcción verticales y !orizontales, que deben ser previstas. "n este caso la superfcie que deja la junta de construcción debe ser ruosa, con salientes y entrantes, de tal manera que se incremente la ricción en los planos en contacto, procurando arantizar la continuidad del material. "n la fura 1= se muestran alunas juntas de construcción en muros de contención. Los cambios de temperatura oriinan dilataciones y contracciones que !acen que el concreto se fsure y ariete. Las juntas de dilatación o de e5pansión, son utilizadas para disminuir la furación y el arietamiento en el concreto como consecuencia de los cambios de temperatura ambiental y de la retracción del concreto. "stas juntas son necesarias si no se provee al muro de sufciente acero de reuerzo de temperatura y de retracción.
)e acostumbra rellenar las juntas con materiales elásticos de 3e5ibilidad permanente, de tal manera que la junta se pueda abrir y cerrar sin presentar resistencia aluna, impidiendo además el paso de la !umedad a través de ella. La norma **)#HI 8228, establece que se deben colocar juntas de contracción a intervalos que no deben e5ceder los <,1F m 92 pies/ y para juntas de e5pansión no se debe e5ceder los 8,CF m <2 pies/ para muros de ravedad o de concreto armado. "n la fura 1 se muestran juntas de dilatación en muros de contención.
ne%os PRTES DE $N M$RO DE &O'DI(O O MENS$'
DREN#E DE 'OS M$ROS DE &O'DI(O O MENS$'
