UNIVERIDAD PERUANA LOS ANDES FACULTAD DE CIENCIAS DE INGENIERIA – ING. CIVIL
´´Año de la Diversifcación Productva Productva y Foralecimieno Foralecimieno de la Educación´´
UNIVERIDAD PERUANA !" ANDE FA#U!$AD DE #IEN#IA DE IN%ENIERIA #ARRERA PR"FEI"NA! DE IN%ENIERIA #IVI!
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MECANICA DE SUELOS II
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INTRODUCCION Un muro de retención e un! etructur! "ue e contru#e con e$ o%&eti'o de retener o uminitr!r cierto (r!do de con)in!miento $!ter!$ !$ ue$o o ! otro ti*o de m!teri!$e ue$to. Eto m!teri!$e retenido o con)in!do !*$ic!n *reione de em*u&e contr! e$ muro # $o tienden ! 'o$c!r #+o de$i,!r. Lo muro de retención on uti$i,!do en c!o *or e&em*$o donde -!# c!m%io !%ru*to de *endiente de$ ue$o. Lo t*ico de im!(in!r e muro "ue e contru#en *!r! e$ o%&eti'o cit!do ! $o $!r(o de c!rreter! o '! de )erroc!rri$. En (ener!$/ $o muro *ermiten m!ntener e$ !nc-o de er'idum%re de un! '! dentro de un $mite eti*u$!do *ue de no et!r et! contención e$ e*!cio nece!rio *!r! "ue $! tierr! e m!nten(! con u *endiente n!tur!$ er! mu# (r!nde. T!m%i0n e $o uti$i,! *!r! !*o#o de *uente/ muro en u%ue$o/ etc.
A continu!ción continu!ción e 'er1n '!rio ti*o de muro de retención/ *ero en todo e$$o/ ! $o e)ecto de c!r(! (r!'it!tori!/ -!%r1 tre 2 33 ti*o de )uer,! in'o$ucr!d! # "ue -!# "ue conider!r *!r! m!ntener e$ e"ui$i%rio4 2i3 $! )uer,! (r!'it!tori! de$ muro de -ormi(ón # de cu!$"uier cu!$"uier ue$o "ue et0 o%re $! )und!ción )und!ción de$ mimo5 2ii3 $! *reión $!ter!$ de$ ue$o # 2iii3 $! reitenci! de$ ue$o. Dentro de $! etructur!/ ! u 'e,/ e de%en cum*$ir condicione de er'icio # de reitenci!/ in "ue e *rodu,c!n !ent!miento indee!%$e. Adem1/ en ,on! mic! e de%e tener en cuent! $! !ccione inducid! *or $o terremoto.
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MUROS DE CONTENSION
Lo muro de contención on etructur! contruid! con e$ *ro*óito de reitir $! )uer,! e&ercid! *or $! tierr! contenid! # tr!nmitir e! )uer,! en )orm! e(ur! ! $! )und!ción o ! un itio )uer! de $! m!! uce*ti%$e ! mo'ere. L! )in!$id!d de $o muro de contención e *ro'eer et!%i$id!d contr! $! rotur! de m!ci,o de tierr! o roc! *!r! e'it!r $o de$i,!miento c!u!do *or u *eo *ro*io o *or em*u&e *roducido *or c!r(! e6tern!. Lo muro de contención et1n conider!do como un! de $! t0cnic! de contrucción m1 !nti(u! de $! -um!nid!d. Tom!ndo en cuent! $! contruccione de *iedr! e6itente contruid! *or $! ci'i$i,!cione *re-itóric!. Sin em%!r(o/ u etudio uti$i,!ndo mode$o teórico # u dimenion!miento en %!e r!cion!$e comien,! ! de!rro$$!re en e$ i($o 7VIII/ cu!ndo Cou$om% en 899: *reentó u tr!%!&o o%re $! determin!ción de$ em*u&e $!ter!$ !*$ic!do *or e$ ue$o o%re un! etructur! de contención. Et! determin!ción e e$ *!o m1 im*ort!nte en e$ dimenion!miento de un muro de contención. L! mec1nic! de ue$o modern! uti$i,! !m*$i!mente e$ mode$o de!rro$$!do *or Cou$om%/ tom!ndo en cuent! "ue e un! de $! %!e *rinci*!$e de $o m0todo corriente de dimenion!miento de muro de contención. E$ !n1$ii de un muro de contención conite en e$ !n1$ii de$ e"ui$i%rio de$ con&unto )orm!do *or e$ m!ci,o de ue$o # $! *ro*i! etructur!. Ete e"ui$i%rio e !)ect!do *or $! c!r!ctertic! de reitenci!/ de)orm!%i$id!d/ *erme!%i$id!d # *or e$ *eo *ro*io de eo do e$emento/ !dem1 de $! condicione "ue ri(en $! inter!cción entre e$$o. Et! condicione -!cen "ue e$ item! e! %!t!nte com*$e&o/ *or ete moti'o e !do*t!n mode$o teórico im*$i)ic!do "ue tom!n en cuent! $! c!r!ctertic! de $o m!teri!$e "ue in)$u#en en e$ com*ort!miento ($o%!$/ !dem1 de $! (eometr! # $! condicione $oc!$e. Poteriormente/ en 8;<9 n!ce $! teor! de R!n=ine/ $! cu!$ e %!! en $! condicione de e)uer,o en e$ ue$o en un et!do de e"ui$i%rio *$1tico/ eto e re)iere ! $! condición en "ue c!d! *unto en un! m!! de ue$o et1 ! *unto de )!$$!r/ e decir e !ume "ue -! ocurrido mo'imiento u)iciente *!r! "ue e$ ue$o !$c!nce un et!do de e"ui$i%rio *$1tico/ in em%!r(o/ e6iten muc-o c!o donde $! condicione de e)uer,o de R!n=in( no e cum*$en. T!m%i0n e !n!$i,! $! et!%i$id!d *or e$ m0todo ordin!rio de $! do'e$! *!r! t!$ude de ue$o etr!ti)ic!do. Ete m0todo im*$i)ic!do $o *ro*uo >i-o* en 8?<< # e conider!d! un! o$ución m1 re)in!d! de%ido ! "ue e$ e)ecto de $! )uer,! o%re $o $!do de c!d! do'e$! e tom! muc-o m1 en cuent!.
CONDICION DE TALUD ESTA>LE Ete e e$ c!o t*ico de muro de contención !n!$i,!do en $o te6to de mec1nic! de ue$o # )und!cione. Se u*one "ue e$ ue$o e -omo(0neo # e (ener! un! *reión de tierr! de !cuerdo ! $! teor! de R!n=ine o Cou$om% # $! )uer,! !cti'! tiene un! ditri%ución de *reione en )orm! tri!n(u$!r.
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CONDICION DE DESLI@AMIENTO En e$ c!o de "ue e6it! $! *oi%i$id!d de ocurrenci! de un de$i,!miento o e tr!te de $! et!%i$i,!ción de un mo'imiento !cti'o/ $! teor! de *reión de tierr! de R!n=ine o de Cou$om% no re*reent! $! re!$id!d de $! )uer,! "ue !ct!n o%re e$ muro # (ener!$mente e$ '!$or de $! )uer,! !ctu!nte e mu# u*erior ! $! )uer,! !cti'! c!$cu$!d! *or teor! tr!dicion!$e. E$ -ec-o de "ue e6it! un de$i,!miento o un )!ctor de e(urid!d %!&o/ e"ui'!$e ! "ue e -!n (ener!do en e$ t!$ud de)orm!cione "ue *roducen un !umento mu# (r!nde de )uer,! o%re $! etructur! ! dieB!r. E comn "ue $o muro o etructur! de contención )!$$en en e$ c!o de de$i,!miento ! *e!r de "ue )ueron dieB!do de !cuerdo ! un *rocedimiento uni'er!$mente !ce*t!do. E$ coto de contruir un! etructur! de contención e (ener!$mente/ m!#or "ue e$ de con)orm!r un t!$ud/ *or $o t!nto de%e etudi!re con muc-o cuid!do u e)ecti'id!d como m0todo de et!%i$i,!ción # dur!nte e$ dieBo de%e -!cere todo e$ e)uer,o *or m!ntener u !$tur! $o m1 %!&! *oi%$e.
8. TIPOS DE ESTRUCTURA DE MUROS DE CONTENSION E6iten '!rio ti*o de muro de contención # c!d! uno de e$$o tiene un m0todo de c1$cu$o # un! (eometr! di)erente/ un! )orm! de tr!nmitir $! c!r(!/ un *roceo contructi'o # uno m!teri!$e "ue $o con)orm!n/ in em%!r(o c!d! uno de e$$o e contru#e *!r! contener $! *oi%$e rotur! de$ m!ci,o de tierr! o roc! o*ort!ndo $! *reione $!ter!$e e&ercid! *or 0te. Eto ti*o de muro $o *odemo c$!i)ic!r en (ru*o4
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8.8.
MUROS MASIVOS RIGIDOS Son etructur! r(id!/ (ener!$mente de concreto/ $! cu!$e no *ermiten de)orm!cione im*ort!nte in rom*ere. Se !*o#!n o%re ue$o com*etente *!r! tr!nmitir )uer,! de u ciment!ción !$ cuer*o de$ muro # de et! )orm! (ener!r )uer,! de contención. L! uti$i,!ción de muro r(ido e un! de $! )orm! m1 im*$e de m!ne&!r corte # terr!*$ene. Lo muro r(ido !ct!n como un! m!! re$!ti'!mente concentr!d! "ue ir'e de e$emento contenedor ! $! m!! inet!%$e. E$ em*$eo de muro de contención r(ido *!r! et!%i$i,!r de$i,!miento e un! *r1ctic! comn en todo e$ mundo/ *ero u 06ito -! ido $imit!do *or $! di)icu$t!d "ue e6ite en e$ !n1$ii de c!d! c!o en *!rticu$!r # *or $! di)erenci! "ue e6iten entre $! )uer,! re!$e "ue !ct!n o%re e$ muro/ en un c!o de de$i,!miento # $o *rocedimiento de !n1$ii %!!do en criterio de *reione !cti'!/ uti$i,!ndo $! teor! de *reión de tierr! de R!n=ine o Cou$om%. Ocurre con )recuenci! "ue un de$i,!miento de rot!ción/ en donde $! )uer,! !ctu!nte en e$ *ie tiene un! com*onente 'ertic!$ im*ort!nte -!ci! !rri%!/ $e'!nte e$ muro # on muc-o $o c!o conocido de )r!c!o en e$ em*$eo de muro *!r! contro$!r de$i,!miento rot!cion!$e.
8.8.8. MUROS DE CONCRETO REFOR@ADOS MECANICA DE SUELOS II
UNIVERIDAD PERUANA LOS ANDES FACULTAD DE CIENCIAS DE INGENIERIA – ING. CIVIL Un! etructur! de concreto re)or,!do reite mo'imiento de%ido ! $! *reión de $! tierr! o%re e$ muro. E$ muro ! u 'e, e !*o#! en un! ciment!ción *or )uer! de $! m!! inet!%$e. 8. Muro em*otr!do o en c!nti$i%er/ en )orm! de L o T in'ertid!/ $o cu!$e tienen un! *$!c! emi'ertic!$ o inc$in!d! mono$tic! con otr! *$!c! en $! %!e. . Muro con contr!)uerte/ en $o cu!$e $! *$!c! 'ertic!$ o inc$in!d! et1 o*ort!d! *or contr!)uerte mono$tico "ue $e d!n ri(ide, # !#ud!n ! tr!nmitir $! c!r(! ! $! *$!c! de ciment!ción. :. Muro con etri%o/ en $o cu!$e !dicion!$mente ! $! *$!c! 'ertic!$ # $! *$!c! de ciment!ción # $o contr!)uerte/ e contru#e un! *$!c! u*erior u% -ori,ont!$ "ue !ument!n $! ri(ide, # c!*!cid!d *!r! o*ort!r momento. En $! m!#or! de $o c!o e co$oc!n $$!'e o e*o$one de concreto de%!&o de $! *$!c! de ciment!ción *!r! me&or!r $! reitenci! !$ de$i,!miento. Un! *!red en concreto re)or,!do e (ener!$mente/ económic! # 'i!%$e *!r! !$tur! -!t! de ; metro. P!r! !$tur! m!#ore e$ e*eor de $! *$!c! emi'ertic!$ !ument! en )orm! conider!%$e # e$ muro e 'ue$'e mu# cotoo. De%e tenere en cuent! "ue/ $! uti$i,!ción de contr!)uerte o etri%o (ener!$mente diminu#e e$ coto com*!r!ti'!mente con un muro em*otr!do en L o T in'ertid!. L! *endiente de $! *!red de )!c-!d! de%e d1re$e un! inc$in!ción $i(er! *!r! e'it!r $! en!ción 'iu!$ de "ue e$ muro e encuentr! inc$in!do. Gener!$mente/ e recomiend! un! *endiente de 8 en <. E$ dieBo de un muro en concreto !rm!do inc$u#e $o i(uiente !*ecto4 8. DieBo de $! et!%i$id!d intrnec! de$ muro *!r! e'it!r 'o$c!miento o de$i,!miento o%re e$ ue$o de ciment!ción. . DieBo de $! et!%i$id!d (ener!$ de$ t!$ud o c1$cu$o de$ )!ctor de e(urid!d inc$u#endo $! *oi%i$id!d de )!$$! *or de%!&o de $! ciment!ción de$ muro. :. DieBo de $! eccione # re)uer,o interno *!r! reitir momento # cort!nte. . C1$cu$o de c!*!cid!d de o*orte de $! ciment!ción.
VENTAAS4
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UNIVERIDAD PERUANA LOS ANDES FACULTAD DE CIENCIAS DE INGENIERIA – ING. CIVIL Lo muro de concreto !rm!do *ueden em*$e!re en !$tur! (r!nde 2u*eriore ! die, metro3/ *re'io u dieBo etructur!$ # et!%i$id!d. Se uti$i,!n m0todo con'encion!$e de contrucción/ en $o cu!$e $! m!#or! de $o m!etro de contrucción tienen e6*erienci!. DESVENTAAS4 Re"uieren de %uen *io de ciment!ción. Son !ntieconómico en !$tur! mu# (r!nde # re"uieren de )orm!$et! e*eci!$e. Su *oco *eo $o -!ce ine)ecti'o en muc-o c!o de et!%i$i,!ción de de$i,!miento de m!! (r!nde de ue$o.
8.8.. MUROS DE CONCRETO SIMPLE Lo muro de concreto in re)uer,o on m!! re$!ti'!mente (r!nde de concreto o concreto con *iedr!/ $! cu!$e tr!%!&!n como etructur! r(id!. Lo muro de concreto im*$e o cic$ó*eo !ct!n como etructur! de *eo o (r!'ed!d # e recomiend! no e em*$een en !$tur! u*eriore ! cu!tro metro/ de%ido no ó$o !$ !umento de coto/ ino ! $! *reenci! de e)uer,o de )$e6ión "ue no *ueden er reitido *or e$ concreto im*$e # e *ueden *reent!r rotur! ! )$e6ión en $! *!rte in)erior de$ muro o dentro de$ cimiento. E$ dieBo de un muro en concreto de%e tener en cuent! $! et!%i$id!d intrnec! de$ muro/ e$ )!ctor de e(urid!d de$ de$i,!miento # $! c!*!cid!d de o*orte en )orm! imi$!r ! $o muro de concreto !rm!do. Sin em%!r(o/ en e$ c!o de muro m!i'o de (r!'ed!d no e re!$i,! un !n1$ii de momento interno. MECANICA DE SUELOS II
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VENTAAS4 Re$!ti'!mente im*$e de contruir # m!ntener/ *ueden contruire en cur'! # en di)erente )orm! *!r! *ro*óito !r"uitectónico # *ueden co$oc!re enc-!*e *!r! u !*!rienci! e6terior. DESVENTAAS4 Se re"uiere un! mu# %uen! )und!ción # no *ermite de)orm!cione im*ort!nte/ e neceit! c!ntid!de (r!nde de concreto # un tiem*o de cur!do/ !nte de "ue *ued! tr!%!&!r e)ecti'!mente. Gener!$mente on !ntieconómico *!r! !$tur! de m1 de tre metro.
8.8.:. MUROS DE CONCRETO CICLOPEO E$ concreto cic$ó*eo e un! me,c$! de concreto con c!nto o %$o"ue de roc! dur!. Gener!$mente/ e uti$i,!n me,c$! de H de concreto # de 'o$umen de *iedr!. Sin em%!r(o/ de%e tenere en cuent! "ue ! m!#or c!ntid!d de *iedr! e6ite m!#or *oi%i$id!d de !(riet!miento de$ muro/ *or *reenci! de ,on! de de%i$id!d etructur!$ intern!. En oc!ione e $e co$oc!n re)uer,o de '!ri$$! de !cero dentro de$ concreto cic$ó*eo *!r! me&or!r u reitenci! intern!. E$ dieBo de un muro de concreto cic$ó*eo e mu# imi$!r !$ de $o muro de concreto im*$e r(ido # m!i'o.
VENTAAS4 Simi$!re ! $o de concreto im*$e/ uti$i,!n %$o"ue o c!nto de roc! como m!teri!$ em%e%ido/ diminu#endo $o 'o$mene de concreto. MECANICA DE SUELOS II
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DESVENTAAS4 E$ concreto cic$ó*eo 2c!nto de roc! # concreto3 no *uede o*ort!r e)uer,o de )$e6ión (r!nde.
PRESIONES DE TIERRA EN CONDICIONES ESTA>LES En e$ c!o de un corte o terr!*$0n donde no e6ite *oi%i$id!d de ocurrenci! de un de$i,!miento (r!nde m!i'o e !cotum%r! contruir muro de contención *!r! reitir $! *reione (ener!d! *or $! e6itenci! de un t!$ud de (r!n *endiente o emi'ertic!$. L! neceid!d de$ muro e de%e ! "ue dentro de$ ue$o e (ener!n un! *reione -ori,ont!$e "ue *uede inducir ! $! ocurrenci! de$ derrum%!miento o de$i,!miento de un! cuB! de ue$o re$!ti'!mente u% u*er)ici!$. L! *reión $!ter!$ "ue !ct! o%re un muro en condicione de t!$ud et!%$e on un! )unción de $o m!teri!$e # $! o%rec!r(! "ue $! etructur! o*ort!n/ e$ ni'e$ de !(u! )re1tic!/ $! condicione de ciment!ción # e$ modo # m!(nitud de$ mo'imiento re$!ti'o de$ muro. Lo e)uer,o "ue !ct!n o%re un e$emento de ue$o dentro de un! m!! *ueden er re*reent!do (r1)ic!mente *or e$ item! de Mo-r/ en e$ cu!$ e$ et!do de e)uer,o e indic!do *or un crcu$o # $! com%in!cione crtic! de$ di!(r!m! de Mo-r re*reent!n $! en'o$'ente de )!$$!. En (ener!$ $! en'o$'ente de )!$$! e cur'i$ne! *ero *!r! minimi,!r $o e)uer,o de c1$cu$o e u*one !*ro6im!d! ! un! $ne! rect!.
E6iten tre ti*o de *reión de !cuerdo ! $! c!r!ctertic! de de)orm!ción u*uet! en $! inter!cción ue$oetructur!4 8. Preión en Re*oo L! *reión de tierr! en re*oo e un! )unción de $! reitenci! !$ cort!nte de$ ue$o/ u -itori! e)uer,o de)orm!ción # u -itori! de MECANICA DE SUELOS II
UNIVERIDAD PERUANA LOS ANDES FACULTAD DE CIENCIAS DE INGENIERIA – ING. CIVIL meteori,!ción. E$ '!$or de $! *reión de re*oo o$!mente de%e !*$ic!re *!r! !"ue$$! itu!cione de dieBo donde e$ muro no *uede mo'ere $!ter!$mente *or nin(n moti'o. P!r! un! u*er)icie de tierr! -ori,ont!$ e$ coe)iciente de *reión de re*oo e de)ine como $! re$!ción entre e$ e)uer,o -ori,ont!$ # e$ 'ertic!$ e)ecti'o/ en e$ ue$o %!&o condicione cero de)orm!ción. . Preión Acti'! Teor! de R!n=ine P!r! un ue$o in co-eión CJK $! teor! de R!n=ine *reent! e$ et!do de e)uer,o com*$eto de $! m!! de ue$o/ $! cu!$ e !ume e encuentr! en un et!do de e"ui$i%rio *$1tico # $! *reión de *oro e !ume i(u!$ ! cero. L! teor! de R!n=ine !ume "ue -! ocurrido mo'imiento u)iciente *!r! "ue e$ ue$o !$c!nce un et!do de e"ui$i%rio *$1tico/ in em%!r(o/ e6iten muc-o modo de mo'imiento en $o cu!$e $! condicione de e)uer,o de R!n=ine no e cum*$en/ *or e&em*$o/ en un! *!red con mo'imiento retrin(ido en u *!rte u*erior $! )orm! tri!n(u$!r de *reione de R!n=ine no e *ueden de!rro$$!r. De*endiendo en $! c!ntid!d de )ricción mo'i$i,!d! $! $ne! re!$ de $oc!$i,!ción de $! )uer,! *uede no coincidir con $! dirección de $! )uer,! d!d! *or $! teor! de R!n=ine.
Teor! de Cou$om% En $! teor! de Cou$om% $! )uer,! "ue !ct! o%re e$ muro e determin! conider!ndo e$ e"ui$i%rio $mite de un! t!&!d! de ue$o $imit!d! *or $! e*!$d! de $! *!red/ $! u*er)icie de$ terreno # un! u*er)icie *$!n! de )!$$!. Se !ume "ue $! reitenci! !$ cort!nte -! ido mo'i$i,!d! t!nto en $! e*!$d! de$ muro/ como en $! u*er)icie de )!$$!. En contr!te con $! teor! de R!n=ine en ete c!o $! )ricción ue$o muro detr1 de $! etructur! e mo'i$i,!d! -!t! u et!do $mite. Aun"ue e$ '!$or de no !)ect! en )orm! i(ni)ic!ti'! e$ '!$or c!$cu$!do de$ coe)iciente !/ ete tiene un! in)$uenci! im*ort!nte en e$ entido de "ue c!m%i! $! orient!ción de $! )uer,! de$ ue$o o%re e$ muro.
:. Preión P!i'! T!nto R!n=ine como Cou$om% *reent!n teor! *!r! c!$cu$!r $! *reione *!i'!. L! teor! de R!n=ine (ener!$mente u%'!$or! $! *reión *!i'! *or"ue en $! m!#or! de $o c!o $! dirección de $! )uer,! *!i'! e !umid! en )orm! incorrect!/ en c!m%io $! teor! de Cou$om% o%reetim! $! *reión *!i'!/ de%ido !$ error de !umir un incremento mu# r1*ido con e$ !umento de '!$ore. P!r! o$ucion!r $o de)ecto de $! teor! de R!n=ine # Cou$om% e u(iere uti$i,!r otro m0todo t!$e como $! t!%$! de C!"uot # erie$ o e$ item! de t!&!d! recomend!do *or !n%.
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MUROS MASIVOS FLE7I>LES L! etructur! )$e6i%$e on !"ue$$! "ue on contruid! con m!teri!$e de)orm!%$e. De%ido ! et! c!r!ctertic! eto muro *ueden !d!*t!re ! $o mo'imiento # !ent!miento de$ terreno dentro de $o $mite !ce*t!%$e/ in "ue eto i(ni)i"ue $! *0rdid! de et!%i$id!d o e$ no cum*$imiento e)iciente de $! )unción *!r! $! "ue )ueron dieB!do. L! etructur! )$e6i%$e on $! "ue m1 e !d!*t!n ! $! neceid!de de in)r!etructur! ur%!n! # 'i!$ de $o *!e/ de%id! ! "ue on etructur! con)i!%$e # e)iciente *!r! $! contención de t!$ude # terr!*$ene contruido en $! di'er! !*$ic!cione "ue e6i(e $! in(enier! modern!. 8..8. GAVIONES4 Lo muro de contención contruido con (!'ione tienen u ori(en en Euro*! # )ue en e$ i($o 7I7 cu!ndo *or *rimer! 'e, )ueron em*$e!do en u 'erión modern!. Et! t0cnic! -! ido en crecimiento en cu!nto ! u uti$i,!ción # c!m*o de !*$ic!ción. En Am0ric! L!tin! comen,!ron ! er uti$i,!do !$ inicio de $o !Bo 9 # -o# en d! et1n iendo uti$i,!do en todo $o *!e de$ continente !meric!no. L! cet! de (!'ión "ue con)orm!n ete ti*o de muro de contención on e$emento modu$!re de )orm! '!ri!d!/ )!%ric!d! ! *!rtir de m!$$! met1$ic! de do%$e torión con ori)icio -e6!(on!$e/ et! cet! on $$en!d! con *iedr! de di)erente (r!nu$ometr! de )orm! m!nu!$ o con m!"uin!ri! de contrucción con'encion!$. L! cet! de (!'ión on unid! )irmemente entre i con cotur! # !m!rre con e$ mimo !$!m%re de i(u!$e c!r!ctertic! ! $o "ue con)orm!n $! cet!/ de modo de )orm!r un! etructur! mono$tic! # continu!. E mu# im*ort!nte $! e$ección "ue e -!(! de$ ti*o de cet! ! uti$i,!r # $! (r!nu$ometr! de$ m!teri!$ de re$$eno *!r! $o(r!r un! etructur! re!$mente e)ic!,. VENTAAS4 F1ci$ !$i'io de *reione de !(u!. So*ort!n mo'imiento in *0rdid! de e)icienci!. E de contrucción enci$$! # económic!. DESVENTAAS4 L! m!$$! de !cero (!$'!ni,!d! e corroen )1ci$mente en !m%iente 1cido/ *or e&em*$o/ en ue$o reidu!$e/ de (r!nito e re"uiere c!nto o %$o"ue de roc!/ $! cu!$e no nece!ri!mente et1n di*oni%$e en todo $o itio. A$ !m!rre de $! m!$$! # $! unid!de (ener!$mente no e $e -!cen un %uen contro$ de c!$id!d.
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8... CRI>A4 E$ muro cri%! e %1ic!mente un! etructur! *!recid! ! un! c!&! )orm!d! *or *re)!%ric!do de concreto entre$!,!do. E$ e*!cio interior de $! c!&! e re$$en! con ue$o (r!nu$!r *erme!%$e o roc! *!r! d!r$e reitenci! # *eo/ con)orm!ndo un muro de (r!'ed!d. Gener!$mente e6iten do ti*o de *re)!%ric!do "ue e co$oc!n en )orm! *!r!$e$! ! $! u*er)icie de$ t!$ud o norm!$ ! ete. Lo tr!'e!Bo on *re)!%ric!do norm!$e !$ e&e de$ muro en )orm! de I -ori,ont!$. En oc!ione/ $o tr!'e!Bo on de un! $on(itud t!$ "ue o%$i(! ! $! contrucción de un e$emento intermedio imi$!r ! u *unt!. Lo $!r(uero on *re)!%ric!do $!r(o "ue e !*o#!n o%re $o tr!'e!Bo # "ue tienen como o%&eto contener e$ m!teri!$ co$oc!do dentro de $! c!&! o cri%!. L! )uer,! on tr!n)erid! entre $o *re)!%ric!do en $o *unto de unión. Adicion!$mente/ e *ueden co$oc!r *e"ueBo %$o"ue "ue e $e $$!m! A$mo-!d! en $oc!$i,!cione crtic! entre $o *re)!%ric!do *!r! o*ort!r !$(uno e)uer,o/ t!$e como torione # reducir $! )$e6ión. A$(uno dieBo de muro cri%! inc$u#en unione met1$ic! o de m!der! entre $o *re)!%ric!do *!r! !#ud!r ! tr!nmitir $! )uer,!. E$ muro cri%! tiene $! 'ent!&! de *ermitir !ent!miento di)erenci!$e im*ort!nte 2>r!nd$/ 8?;<3. VENTAAS4 Sim*$e de contruir # m!ntener. Uti$i,! e$ ue$o en $! m!#or *!rte de u 'o$umen. Uti$i,! e$emento *re)!%ric!do $o cu!$e *ermiten un me&or contro$ de c!$id!d. DESVENTAAS4
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UNIVERIDAD PERUANA LOS ANDES FACULTAD DE CIENCIAS DE INGENIERIA – ING. CIVIL Se re"uiere m!teri!$ (r!nu$!r/ !utodren!nte. Puede er cotoo cu!ndo e contru#e un o$o muro *or $! neceid!d de *re)!%ric!r $o e$emento de contro$ !rm!do. Gener!$mente no )uncion! en !$tur! u*eriore ! iete metro.
8..:. LLANTAS 2NEUSOL34 Lo muro en $$!nt! u!d! conocido como Pneuo$ o Tireoi$ coniten en re$$eno de ue$o con $$!nt! de c!uc-o u!d! em%e%id!. L! $$!nt! on unid! entre *oro(! de re)uer,o. Gener!$mente/ e uti$i,!n o(! de *o$i*ro*i$eno # e conoce de $! uti$i,!ción de e$emento met1$ico 2A%r!mon 8??H3. VENTAAS4 Son )1ci$e de contruir # !#ud!n en e$ recic$!&e de $o e$emento uti$i,!do. DESVENTAAS4 No e6iten *rocedimiento con)i!%$e de dieBo # u 'id! ti$ no e conocid!.
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L! reitenci! ! $! e6tr!cción 2*u$$ out3 e re$!ti'!mente !$t! *!r! $o (ru*o de $$!nt! #e$ *eo unit!rio de$ re$$eno e re$!ti'!mente %!&o. L! de)orm!%i$id!d de$ terr!*$0n e !$t! *ero u reitenci! !$ cort!nte t!m%i0n !ument!. Gener!$mente/ e$ !n1$ii interno de $o muro con $$!nt! e e$ de un muro !rm!do. T!nto $o e$emento de !nc$!&e como $o de retención u*er)ici!$ de$ ue$o on contruido con $$!nt!. V!ri! de $! $$!nt! en $! u*er)icie de$ t!$ud on conect!d! *or medio de o(! de !cuerdo ! un! determin!d! ditri%ución. Como $! $$!nt! en $! u*er)icie et1n conect!d! ! $! $$!nt! de !nc$!&e/ e (ener!n un! )uer,! de !cción en $! o(! "ue $! conect!. Si ete re)uer,o e $o u)icientemente )uerte *!r! no )!$$!r $! tenión # $! reitenci! de $! e6tr!cción de $! $$!nt! e m!#or "ue $! )uer,! de )ricción/ entonce $! etructur! *erm!necer1 et!%$e. 8... PIEDRA – PEDRAPLEN4 VENTAAS4 Son )1ci$e de contruir # económico cu!ndo -!# *iedr! di*oni%$e. DESVENTAAS4 Re"uieren de $! uti$i,!ción de %$o"ue o c!nto de t!m!Bo re$!ti'!mente (r!nde
8.:.
TIERRA REFOR@ADA L! etructur! de tierr! re)or,!d! on terr!*$ene donde e$ ue$o e u *rinci*!$ com*onente5 # dentro de ete/ en e$ *roceo de com*!ct!ción/ e co$oc!n e$emento de re)uer,o *!r! !ument!r u reitenci! ! $! tenión # !$ cort!nte. Intern!mente de%en u reitenci! *rinci*!$mente/ !$ re)uer,o # e6tern!mente !ct!n como etructur! m!i'! *or (r!'ed!d. Son )1ci$e de contruir. Uti$i,!n e$ ue$o como u *rinci*!$ com*onente. Puede !d!*t!re )1ci$mente ! $! to*o(r!)!. Permite contruire o%re )und!cione d0%i$e/ to$er! !ent!miento di)erenci!$e # *uede demo$ere o re*!r!re )1ci$mente/ *ero e re"uiere e*!cio di*oni%$e u*erior !$ de cu!$"uier otr! etructur! de contención. E$ item! de muro de contención "ue -! tenido m1 06ito ! ni'e$ mundi!$ en o%r! de in)r!etructur! ur%!n! # 'i!$ e e$ denomin!do muro de tierr! re)or,!d! o t!m%i0n conocido como muro 'erde. Ete item! o$ucion! e$ ret!%$ecimiento de $! dimenione de $! '! )!$$!d! # recontru#e $o de$i,!miento de ue$o en un *erodo de tiem*o mu# corto. Ete ti*o de item! de contención n!ció con $! cre!ción de$ item! re(itr!do tierr! !rm!d! cre!do *or e$ in(eniero )r!nc0 Qenr# Vid!$ en e$ !Bo MECANICA DE SUELOS II
UNIVERIDAD PERUANA LOS ANDES FACULTAD DE CIENCIAS DE INGENIERIA – ING. CIVIL 8?H. Dic-! t0cnic! conite en $! inc$uión de un! erie de tir! met1$ic! "ue '!n !m!rr!d! ! un! ec!m! de concreto *re)!%ric!d! "ue con)orm!n $! )!c-!d! de$ muro. Et! tir! met1$ic! on c!*!ce de de!rro$$!r un! tenión "ue *ermiten $! )ricción entre e$ e$emento # e$ ue$o/ $o(r!ndo ! cort!r $! u*er)icie de )!$$! dentro de$ re$$eno uti$i,!do *!r! con)orm!r e$ 'o$umen de tierr! de contención. Sin em%!r(o !un cu!ndo et! t0cnic! e -! uti$i,!do con re$!ti'o 06ito # -! tenido un %uen deem*eBo en muc-! !*$ic!cione en di'ero *!e/ *reent! $! $imit!nte de $! dur!ción de$ re)uer,o met1$ico dentro de $! m!! de ue$o de contención/ de%ido ! "ue et! e encuentr! e6*uet! ! un *roceo *erm!nente de corroión *roducto de $! condicione de -umed!d/ !cide, o !$c!$inid!d "ue et1n *reente en e$ ue$o com*!ct!do. En Euro*! ! )in!$e de $! d0c!d! de $o eent! e comen,ó ! etudi!r e$ uo de nue'o m!teri!$e "ue *udieen o*ort!r $! condicione de -umed!d/ !cide, o !$c!$inid!d "ue e encuentr!n dentro de$ ue$o. Eto m!teri!$e on conocido en $! !ctu!$id!d como *roducto (eoint0tico/ $! m!teri! *rim! "ue $o con)orm!n on *o$i0ter/ *o$i*ro*i$eno # *o$ieti$eno en !$(uno c!o. Lo muro de tierr! re)or,!d! contruido con *roducto (eoint0tico e ri(en %!&o e$ mimo %!!mento teórico de$ item! tierr! !rm!d! con $! di)erenci! "ue $! tir! met1$ic! on utituid! *or (eote6ti$e o *or (eom!$$! de di)erente ti*o. 8.:.8. REFUER@OS CON TIRAS METALICAS VENTAAS4 Lo re)uer,o met1$ico $e d!n ri(ide, !$ terr!*$0n # $o *re)!%ric!do de concreto en u c!r! de )!c-!d! $o -!ce *reent!%$e # decor!ti'o. E6iten em*re! e*eci!$i,!d! dedic!d! ! u contrucción. DESVENTAAS4 L! ,on! de re)uer,o re"uieren *rotección e*eci!$ contr! $! corroión. Se re"uieren c!r!ctertic! e*eci!$e en e$ re$$eno uti$i,!do con $o e$emento de re)uer,o. A$(uno ti*o de muro de tierr! !rm!d! et1n cu%ierto *or *!tente.
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8.:.. REFUER@O CON GEOTE7TIL VENTAAS4 Son (ener!$mente mu# económico # )1ci$e de contruir. DESVENTAAS4 Son mu# )$e6i%$e # e de)orm!n )1ci$mente. L! c!*! de (eote6ti$ e *ueden con'ertir en u*er)icie de de%i$id!d *!r! de$i,!miento. E$ (eote6ti$ e decom*one con $! $u, o$!r.
8.:.:. REFUER@O CON MALLA VENTAAS4 L! m!$$! $e d! ciert! ri(ide, !$ terr!*$0n # $! c!*! no contitu#en u*er)icie de de%i$id!d. E$ e)ecto de !nc$!&e e me&or. DESVENTAAS4 De*endiendo de$ m!teri!$ contituti'o $! m!$$! *uede decom*onere o corroere.
8..
ESTRUCTURAS ANCLADAS MECANICA DE SUELOS II
UNIVERIDAD PERUANA LOS ANDES FACULTAD DE CIENCIAS DE INGENIERIA – ING. CIVIL En $! etructur! !nc$!d! e co$oc!n '!ri$$! o tendone (ener!$mente/ de !cero en *er)or!cione re!$i,!d! con t!$!dro/ *oteriormente e in#ect!n con un cemento. Lo !nc$!&e *ueden er *reten!do *!r! co$oc!r un! c!r(! o%re un %u$%o cement!do o *ueden er cement!do im*$emente in co$oc!r$e c!r(! !cti'!. 8..8. ANCLAES PERNOS INDIVIDUALES Lo *erno on e$emento etructur!$e (ener!$mente contituido *or '!ri$$! de !cero/ $! cu!$e e co$oc!n dentro de un! *er)or!ción/ $! cu!$ e in#ect! *oteriormente con cemento *!r! unir $! '!ri$$! !$ m!ci,o de roc!. Re!$mente/ $o "ue ocurre e un re)uer,o de$ m!ci,o de roc! *or intermedio de $! '!ri$$!. En et! )orm!/ e *ueden e'it!r $o c!do de roc! # en oc!ione $o de$i,!miento de m!ci,o de roc! )r!ctur!d! con dicontinuid!de mu# e*!ci!d!. E$ dieBo de $o *erno/ (ener!$mente/ e em*rico %!!do en un !n1$ii de $! dicontinuid!de en e$ m!ci,o # de $! et!%i$id!d de $o %$o"ue. L! *!rte m1 im*ort!nte de$ dieBo e determin!r $! $oc!$i,!ción/ 1n(u$o de inc$in!ción # $on(itud de c!d! *erno. E$ det!$$e comn de $! tecno$o(! de *erno e "ue minimi,!n $! re$!&!ción o de*rendimiento de $o %$o"ue de roc! 2Qoec=/ 8?;:3. Un! 'e, $o %$o"ue e ue$t!n e mu# di)ci$ reco%r!r $! et!%i$id!d com*$et! de$ m!ci,o/ *or eo $! co$oc!ción de !nc$!&e e mu# ti$ "ue e re!$ice/ *re'i!mente ! $! e6c!'!ción 2#$$ie # Norri-/ 8??H3. Ete *rerre)uer,o e *uede $o(r!r int!$!ndo !nc$!&e ! medid! "ue e !'!n,! con $! e6c!'!ción o int!$!ndo *erno ! $! cret! de$ corte/ !nte de $! e6c!'!ción. VENTAAS4 Permiten $! et!%i$i,!ción de %$o"ue indi'idu!$e o *unto e*ec)ico dentro de un m!ci,o de roc!. DESVENTAAS4 Pueden u)rir corroión.
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8... MUROS ANCLADOS E$ e$emento de re)uer,o "ue tr!%!&! ! tenión *uede er4 c!%$e de !cero de !$t! reitenci! o '!ri$$! de !cero *roce!d! *!r! !$t! tenión o Qot ro$$ed. En oc!ione/ e uti$i,!n '!ri$$! corriente/ $o cu!$ no e recomend!%$e *or u com*ort!miento en oc!ione im*redeci%$e ! c!r(! !$t! de tenión. E im*ort!nte tener en cuent! $o i(uiente e$emento4 !. Nom%re de$ )!%ric!nte/ )ec-! # $u(!r. Gener!$mente e conoce e$ com*ort!miento de $! '!ri$$! # tendone de !cuerdo ! u ori(en. %. Di1metro/ 1re! de $! ección # *eo unit!rio. En oc!ione $! '!ri$$! -!n ido *retenion!d! con !ntici*!ción # u *ro*ied!de # dimenione -!n c!m%i!do. c. Reu$t!do de $o en!#o de *ro*ied!de mec1nic! t!$e como4 c!r(! de rotur!/ e$on(!ción m16im!/ ducti$id!d/ re$!&!ción # módu$o de e$!ticid!d. Lo *erno met1$ico coniten en un item! mec1nico "ue *reion! contr! $! *reione de$ -ueco. E6iten '!rio ti*o de *erno mec1nico. L! 'ent!&! de $o *erno met1$ico e $! int!$!ción r1*id! # "ue e$ tenion!miento e *uede $$e'!r ! c!%o inmedi!t!mente de*u0 de u co$oc!ción. O*cion!$mente e$ *erno *uede *oteriormente er cement!do. Tod! !nc$! de%e dieB!re *!r! un )!ctor mnimo de e(urid!d de . # de%en en!#!re *!r! un! c!r(! de 8< $! de dieBo. VENTAAS4 Se *ueden contruir en )orm! *ro(rei'! de !rri%! -!ci! !%!&o ! medid! "ue e !'!n,! con e$ *roceo de e6c!'!ción. Permiten e6c!'!r &unto ! edi)icio o etructur!. Permiten !$tur! conider!%$e. DESVENTAAS4 Lo e$emento de re)uer,o *ueden u)rir corroión en !m%iente 1cido. Se *ueden re"uerir un m!ntenimiento *erm!nente. Con )recuenci! e ro%!n $! tuerc! # $o e$emento de !nc$!&e. P!r! u contrucción e *uede re"uerir !$ *ermio de$ 'ecino. Su contrucción e mu# coto!.
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8..:. NAILINGO PILOTILLOS TIPO RAI@ 2ROOTPILES3 VENTAAS4 Mu# e)iciente como e$emento de re)uer,o en m!teri!$e )r!ctur!do o ue$to. DESVENTAAS4 Gener!$mente e re"uiere un! c!ntid!d (r!nde de *i$oti$$o *!r! et!%i$i,!r un t!$ud e*eci)ico $o cu!$ e -!ce cotoo.
. SELECCIN DE TIPO DE MURO O ESTRUCTURA DE CONTENSION Lo i(uiente )!ctore de%en tenere en cuent! *!r! e$eccion!r e$ ti*o de muro de contención4 !. Loc!$i,!ción de$ muro de contención *ro*ueto/ u *oición re$!ti'! con re$!ción ! otr! etructur! # $! c!ntid!d de e*!cio di*oni%$e. %. A$tur! de $! etructur! *ro*uet! # to*o(r!)! reu$t!nte. c. Condicione de$ terreno # !(u! )re1tic!. d. C!ntid!d de mo'imiento de$ terreno !ce*t!%$e dur!nte $! contrucción # $! 'id! ti$ de $! etructur!/ # e$ e)ecto de ete mo'imiento en muro 'ecino/ etructur! o er'icio. e. Di*oni%i$id!d de m!teri!$e. ). Tiem*o di*oni%$e *!r! $! contrucción. (. A*!rienci!. -. Vid! ti$ # m!ntenimiento :. SELECCIN CARACTERISTICA DEL RELLENO L! eco(enci! de$ m!teri!$ de re$$eno detr1 de un! etructur! de contención de*ende de $o m!teri!$e di*oni%$e/ $! condicione de$ itio $! c!r(! "ue e '!#! ! co$oc!r o%re e$ re$$eno # e$ ti*o de muro. E$ MECANICA DE SUELOS II
UNIVERIDAD PERUANA LOS ANDES FACULTAD DE CIENCIAS DE INGENIERIA – ING. CIVIL re$$eno ide!$ (ener!$mente/ e un m!teri!$ dren!nte/ dur!%$e/ de !$t! reitenci! # r(ido "ue et0 $i%re de m!teri!$e indee!%$e. Sin em%!r(o $! eco(enci! )in!$ de$ m!teri!$ de*ende de u coto # di*oni%i$id!d contr! e$ coto de uti$i,!r m!teri!$e de menor c!$id!d *ero de com*ort!miento !ce*t!%$e. E$ re$$eno detr1 de un muro (ener!$mente no de%e contener4 Tur%!/ m!teri!$ 'e(et!$/ m!der!/ m!teri!$e or(1nico o de(r!d!%$e/ m!teri!$e tó6ico/ m!teri!$e uce*ti%$e ! com%utión/ c!uc-o/ met!$e/ *$1tico o m!teri!$e int0tico/ $odo/ !rci$$! e6*!ni'!/ ue$o co$!*i%$e o m!teri!$e o$u%$e. T!m%i0n e$ re$$eno no de%e er "umic!mente !(rei'o5 *or e&em*$o $! *reenci! de u$)!to en $o ue$o *uede !ce$er!r e$ deterioro de$ concreto o e$ !cero. Co$oc!ción # com*!ct!ción de$ re$$eno. Todo $o m!teri!$e "ue e co$o"uen detr1 de etructur! de contención/ inc$u#endo $o )i$tro/ de%en er com*!ct!do. A$ e*eci)ic!r e$ (r!do de com*!ct!ción de$ re$$eno # de $o )i$tro/ de%e tenere en conider!ción $! )uncione "ue eto m!teri!$e '!n ! cum*$ir. Entre m!#or e! e$ (r!do de com*!ct!ción $! reitenci! !$ cort!nte e m!#or # e$ re$$eno e m1 r(ido/ *ero $! *erme!%i$id!d e menor. Gener!$mente e e*eci)ic! "ue $! denid!d de%e cum*$ir un! e*eci)ic!ción de$ ? de $! denid!d Proctor modi)ic!do *!r! e$ ni'e$ de $o 8.< metro m1 !$to de$ re$$eno # de$ ?< cu!ndo e re"uiere *!'iment!r $! u*er)icie !rri%! de$ muro. De%e tenere en cuent! "ue $! com*!ct!ción *roduce *reione m!#ore o%re $! etructur!/ *or $o t!nto e$ e)ecto de $! com*!ct!ción de%e tenere en cuent! en e$ dieBo. De%e demotr!re dur!nte $! et!*! de dieBo o !nte de $! contrucción "ue $o m!teri!$e ! uti$i,!r cum*$en con $! e*eci)ic!ción. E$ dieB!dor de%e e*eci)ic!r mu# c$!r!mente e$ ti*o/ nmero # )recuenci! de $o en!#o de c!$id!d/ *ermitiendo "ue $o en!#o *ued!n er !ument!do dur!nte $! contrucción de !cuerdo ! $! -etero(eneid!d de $o m!teri!$e # !$ t!m!Bo de$ muro. Cu!ndo e$ Contr!tit! uminitr! e$ m!teri!$ e$ coto de$ re$$eno *ueden minimi,!re i e $e *ermite un! (!m! !m*$i! de m!teri!$e/ *!rticu$!rmente cu!ndo m!teri!$e de %uen! c!$id!d *ueden encontr!re en $! 'ecind!d de$ itio de tr!%!&o/ *or $o t!nto $! e*eci)ic!ción de $o re$$eno no de%e er dem!i!do retricti'!. E$ uo de re$$eno de !rci$$! no e recomend!%$e de%ido ! $o *ro%$em! !oci!do con e6*!nión contr!cción/ # cono$id!ción *ero ! menudo on $o nico m!teri!$e di*oni%$e. Lo re$$eno de $imo uni)orme no de%en u!re *or"ue eo m!teri!$e on *r1ctic!mente im*oi%$e de com*!ct!r. Lo re$$eno com*ueto de ue$o )ino/ re"uieren de un dren!&e !decu!do *!r! e'it!r $! )orm!ción de *reione !$t! de *oro. E$ re$$eno com*ueto de roc! )r!ctur!d! e un m!teri!$ mu# %ueno *!r! u uo como re$$eno de muro de contención. Gener!$mente/ de%en *re)erire $o m!teri!$e %ien (r!d!do # con *oc! c!ntid!de de )ino. MECANICA DE SUELOS II
UNIVERIDAD PERUANA LOS ANDES FACULTAD DE CIENCIAS DE INGENIERIA – ING. CIVIL E$ mo'imiento o mi(r!ción de )ino de%e *re'enire # *uede re"uerire $! contrucción de )i$tro dieB!do e*ec)ic!mente *!r! *re'enir "ue e$ ue$o !tr!'iee $o enroc!do.
. FACTOR DE SEGURIDAD L! c!$id!d de un dieBo de*ende no o$!mente de$ )!ctor de e(urid!d !umido ino t!m%i0n de$ m0todo de !n1$ii $o mode$o de c1$cu$o/ e$ mode$o (eo$ó(ico/ $o *!r1metro (eot0cnico # $! )orm! como e de)inen $o )!ctore de e(urid!d5 *or $o t!nto/ $o )!ctore de e(urid!d *or o$o no re*reent!n un! (!r!nt! *!r! $! et!%i$id!d de $! etructur! de contención. De%e o%er'!re "ue $o )!ctore de e(urid!d no cu%ren $o errore # e$ no cum*$imiento de $! e*eci)ic!cione de contrucción/ e"ui'oc!cione en e$ c1$cu$o de $! c!r(!/ $! uti$i,!ción de$ m0todo de !n1$ii e"ui'oc!do/ $! di)erenci! de $! reitenci! de $o m!teri!$e en e$ $!%or!torio # en e$ c!m*o # e$ ni'e$ de u*er'iión o Inter'entor!.
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MECANICA DE SUELOS II