MURO DE HORMIGÓN CICLOPEO Los muros de gravedad utilizan sus propios pesos para resistir las fuerzas laterales de tierra u otros materiales utilizados como rellenos, estos muros son macizos y no necesitan refuerzos. El concreto ciclópeo es una mezcla de concreto con cantos o bloques de roca dura. Generalmente, se utilizan mezclas de 60% de concreto y 40% de volumen de piedra. Debe tenerse en cuenta que a mayor cantidad de piedra existe mayor posibilidad de agrietamiento del muro, por presencia de zonas de debilidad estructural interna, actúan como estructuras de peso o gravedad y se recomienda no se empleen en alturas superiores a cuatro metros, debido no sólo al aumento de costos, sino a la presencia de esfuerzos de flexión que no pueden ser resistidos por el concreto simple y se pueden presentar roturas a flexión en la parte inferior del muro o dentro del cimiento. En ocasiones se le colocan refuerzos de varilla de acero dentro del concreto ciclópeo para mejorar su resistencia interna. Los muros de concreto en todos los casos, deben tener un sistema de subdrenaje para eliminar la posibilidad de presiones de agua. Se deben construir juntas de contracción o expansión a distancias en ningún caso superiores a 20 metros. Si los materiales utilizados poseen características de dilatación grande por cambio de temperatura, las juntas deben colocarse a 8 metros de distancia entre ellas. La pendiente de la pared del muro debe tener una inclinación similar a la recomendada para muro de concreto armado. La técnica del hormigón ciclópeo consiste en lanzar las piedras desde el punto más alto de la zanja sobre el hormigón en masa, que se depositará en el cimiento. El muro de hormigón ciclópeo es un muro de gravedad cuyo peso contrarresta el empuje del terreno. Dadas sus grandes dimensiones, prácticamente no sufre esfuerzos flectores, por lo que no suele armarse.
Ventajas:
Similares a los de concreto simple. Utilizan bloques o cantos de roca como material embebido, disminuyendo los volúmenes de concreto.
Desventajas:
El concreto ciclópeo (cantos de roca y concreto) no puede soportar esfuerzos de flexión grandes.
Se recomienda evitar la segregación del hormigón, no depositar el hormigón en cantidades excesivas y colocar las piedras de manera homogénea.
Proceso de diseño
Cálculo del Empuje activo
Se determina el empuje de tierras mediante: 2
Ea Ka s H
/2
En donde: H : Altura total del muro : Peso especifico del suelo
Ka : Coeficiente de Presión Activa : Angulo de fricción interna. (35°)
δ : Angulo de inclinación del talud. (20°)
Ka Cos
Estrato
g(KN/ 3 m)
gsumer C(kpa) 3 (KN/m )
Relleno
16,50
9,00
17,10 20,00
Cos
Cos
Cos
¢(o)
Eo (kpa)
Inclinació n estrato
14,00
22,00
17500,00
11,30
1,70
7,10
12,00
15,00
8200,00
5,00
2,80
10,00
85,00
20,00
11000,00
10,00
2,50
f
2
Cos -
2
Cos 2 Cos 2
Espeso Altur r az
EI E II
FS
M d Fuerzas estabilizadoras M d del empuje de tierras
2.00
Eh activo
Ev E activo agua
13,99
11,90
15,16
2,33
2,80
0,60
42,94
79,71
103,23
6,95
2,50
0,53
69,50
140,56 179,95
24,41
1,98
Volcamiento
E activo
0,50
299,11
Brazo
s ACTIVO
1,70
activo Eh total
K ACTIVO
1,25
PESOS
AREA M2
PESO ESPECIFICO KN/M3
PESO KN/M
BRAZO M
MOM. KN M/M
W1
3,00
16,50
49,50
1,25
61,88
W2
10,50
16,50
173,25
2,67
462,00
W3
10,50
16,50
173,25
3,83
664,13
W4
6,00
16,50
99,00
5,50
544,50
W5
6,00
16,50
99,00
0,50
49,50
W6
6,00
16,50
99,00
3,00
297,00
TOTAL
693
2079
Utilizamos el menor valor del peso específico, lo que garantiza seguridad. Momento actuante=Σhtotal*Brazo Momento actuante=299,11*1,98 KN m/m Momento actuante=592,24 KN m/m
FS=3,51 Cumple
Deslizamiento FS
V
H
1.50
Se utilizara un coeficiente de fricción: µ=0,65
Fuerzas estabilizadoras verticales*µ= Fuerzas horizontales= FS=
464,33 299,11 1,55
Por lo tanto, el muro cumple con el deslizamiento.
Capacidad portante
Factores de capacidad de carga
Factores de forma
Factores de Inclinación
Factor por profundidad
Nq
6,399 Sc
1,714 iγ
0,551 dγ
1,000
Nc
14,835 Sc'
0,714 iq
0,658 dc
1,067
Nγ
5,386 Sq
2,351 ic
0,595 dq
1,053
d'c
0,067
0,600
Sγ
q qu factor seguridad q admisible
Presión del suelo, a tracción y a corte
1.2
V 6 * e * 1 B L
Punto de aplicación m
1.67
Excentricidad m
0.830
Comprobación de tercio medio
Correcto
σ max KN/m^2
286.12
Correcto
σ min KN/m^2
0.49
Correcto
32,2 1760,59 3,00 586,86
Comprobaciones Esfuerzos máximos: Compresión: fca=0,45(f´c)
Tracción: fta=0,40√f´c Cortante: V=0,29√f´c Comprobación del espesor del alzado ΣFh =Eh activo
89,80
KN
brazo
1,83
m
ΣFv =w1+w2+w3
345,98
KN
Momento M en base del alzado
175,41
KN.m
ESFUERZO CORTANTE MAXIMO Kg/cm
0,46
Correcto
TENSION NORMAL MAXIMA Kg/cm
2,37
Correcto
TENSION NORMAL MINIMA Kg/cm
-0,02
Correcto
Comprobación de tensiones máximas Posición esfuerzo 0 (X)
-0.02
Esfuerzo en el centro de b (σ0)
1.19
σ1
1.3475
σ2
-0.1555
Vmax para tension normal max
1.27
Vmax para tension normal σ0
0.75
Vmax para tension normal min
0.46
COMPROBACION
CORRECTO
Puntera q1 (KN/m^2)
286.116
q2 (KN/m^2)
228.991
LONGITUD BASE b (m)
5.000
Peso suelo+Peso propio (KN)
181.483
Cortante V (Kg)
7754.343
INCREMENTO DE CORTANTE POR SUBPRESION (Kg) 61.162 tmax (kg/cm2)
1.163
Momento (kg*cm)
436688.980
Inercia
28125000.000
cm4
σ compresion max
0.012
Correcto
σ tension max
0.012
Correcto
Talón
q1 (KN/m^2)
57.61
q2 (KN/m^2)
0.49
Longitud talon (m)
1.00
Peso suelo+Peso propio (KN)
162.48
Cortante V (Kg)
-7285.76
tmax (kg/cm2)
-0.73
Momento (kg*cm)
728576.406
Inercia
28125000.00
σ compresion max
0.019
Correcto
σ tension max
0.019
Correcto
Control de Asentamientos
Cumple
MUROS CON PANTALLA DE HORMIGÓN ARMADO Los muros con pantalla de hormigón armado, son adecuados para alturas hasta 10 metros aproximadamente. Para alturas mayores, suele resultar más barato proyectar muros de contrafuertes. En este sentido, el muro con pantalla de hormigón puede considerarse como solución intermedia entre el pesado muro de hormigón en masa y el muy ligero de contrafuertes; sin embargo, para alturas normales, la economía del muro de contrafuertes es solo aparente, ya que conduce a un gran gasto de encofrado y a unos espesores excesivamente pequeños que dificultan el hormigonado.
Partes del muro: Pantalla de hormigón armado (alzado) Pie (puntera) Talón Dentellón (tacón) Corona
El dentellón no es parte indispensable del muro, se lo construye a veces para aumentar la seguridad del muro al deslizamiento. La 'puntera o pie' y el 'talón' pueden no existir, dando lugar a los tipos de muros que se indican a continuación:
Las formas indicadas son típicas en los muros de hormigón armado.
Funcionamiento del muro La puntera está sometida a fuertes tensiones de repuesta del terreno, y en cambio, estas son débiles sobre el talón, de forma que generalmente el peso del relleno situado sobre este, origina una resultante descendente mayor que las presiones de repuesta del suelo. En el siguiente gráfico, se indica el funcionamiento de un muro de contención y la forma en que este transmite el empuje del terreno al que contiene hasta la cimentación. Indicándose las fisuras de las correspondientes zonas de tracción. En el frente de la puntera, el suelo colabora a impedir el deslizamiento del muro.
Posibles formas de fallo de un muro: En general un muro puede alcanzar los siguientes estados límites:
Giro excesivo del muro
Deslizamiento del muro
Deslizamiento profundo del muro.
Se debe a la formación de una superficie de deslizamiento profunda, de forma aproximadamente circular. Este tipo de fallo puede presentarse si existe una capa de suelo blando a una profundidad aproximada de vez y media la altura del muro, contada desde el plano de cimentación.
Deformación excesiva del alzado.
Es una situación rara, salvo en muros muy esbeltos.
Fisuración excesiva.
Puede presentarse en todas las zonas de tracción, y se trata de una fisuración grave si su ancho es excesivo al estar en contacto con terreno húmedo, pues no es observable.
Rotura por flexión.
Puede producirse en el alzado, la puntera o el talón. Como las cuantías en muros suelen ser bajas, los síntomas de pre-rotura sólo son observables en la cara de tracción, que en todos los casos está oculta, con lo que no existe ningún síntoma de aviso.
Rotura por esfuerzo cortante.
Puede producirse en el alzado, puntera, talón o tacón.
Rotura por esfuerzo rasante.
La sección peligrosa es la de arranque del alzado, que es una junta de hormigonado obligada, en la que coinciden el máximo momento flector y el máximo esfuerzo cortante.
Rotura por fallo de solape.
La sección peligrosa es la de arranque de la armadura de tracción del alzado, donde la longitud de solape debe estudiarse detenidamente, pues por razones constructivas el solape ha de realizarse para la totalidad de la armadura en la zona de máximos esfuerzos de flexión y corte.
