CONCRETO ARMADO II
Un muro de contención es una estructura que proporciona soporte lateral a una masa de material, y en algunos casos soporta cargas verticales adicionales. Son usados para estabilizar el material confinado evitando que desarrollen su ángulo de reposo natural. Se les utiliza en cambios abruptos de pendiente, cortes y rellenos en carreteras y ferrocarriles, muros de sótano, alcantarillas, estribos de puentes, etc. Los muros de contención convencionales, generalmente se clasifican en varios tipos: Muros de gravedad. Muros en voladizo. Muros con contrafuertes. Muros de sótano. Estribos de puentes. Muros d e Gravedad.Gravedad.Se construyen con concreto simple o con mampostería, mampostería, dependen de su peso propio y de cualquier suelo que descanse sobre la mampostería para su estabilidad. Este tipo de construcción no es económico para muros altos. En muchos casos se usa una pequeña cantidad de acero para la construcción de muros de gravedad, minimizando así el tamaño de las secciones del muro, denominados generalmente muros de semigravedad. Muros en voladizo.Están hechos de concreto reforzado y constan de una pantalla delgada y una zapata de base. Este tipo de muro es económico hasta una altura aproximada de 8.00m. En este caso la estabilidad se logra no solo con el peso de la estructura sino principalmente con el peso del relleno. Muros con contrafuertes.contrafuertes.Se utilizan para desniveles mayores a 6.00m. Son similares a los muros en voladizo pero la pantalla vertical presenta apoyos denominados contrafuertes cada cierto tramo. Estos apoyos dan rigidez a la estructura y reducen los esfuerzos en la base del muro de modo que pueden salvar alturas mayores a 6.00m. Los contrafuertes trabajan a tracción, lo cual no es muy muy conveniente pues el concreto concreto es más eficiente eficiente a compresión. En ocasiones, para mejorar la eficiencia de la estructura, se colocan los contrafuertes adelante, de modo que estos elementos trabajan a compresión. Esta solución sin embargo, presenta el inconveniente que los contrafuertes quedan a la vista. Muros de sótano.Estos muros resisten los empujes del suelo pero además pueden recibir cargas verticales de la edificación. Estribos d e puentes.Son muros de sostenimiento que además de las cargas propias de éste, resisten las cargas provenientes de la superestructura del puente.
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CIMENTACIONES: MUROS DE CONTENCION
CONCRETO ARMADO II
Tipos de falla en Muros de Contención
Ev
EMPUJE EFECTIVO Eh
Pm Pmuro
Pzap
PASIVO
F: reacción horizontal del terreno N: reacción vertical del terreno
F
N Deslizam Deslizamiento iento ho rizontal del muro, en el p lano de contacto sobre la base del muro y el suelo
E H
≥ EP + F Æ Falla por deslizamiento En suelos no cohesivos: FÆresistencia al corte por fricción. En suelos suelos cohesivos: FÆresistencia al corte por cohesión.
Por volt eo alrededor de la arista delantera de la base
∑ M actuantes ≥ ∑ M resistentes Por presiones excesivas en el terreno (área de contacto), las presiones son máximas en la parte delantera delantera del muro . σ ≤ σt
Por falla generalizada del suelo, debe hacerse esta verificación cuando el talud es importante. SUPERFICIE DE FALLA
TODA ESTA MASA DE TIERRA SE DESPLAZA
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CIMENTACIONES: MUROS DE CONTENCION
CONCRETO ARMADO II
Determinación d e las fuerzas de empuje debido al su elo: Teoría de Ranking
Empuje Activo
pa
y
Pa = k a
k a γ
y
y
φ E
Ev
= presión debida al empuje activo = coeficiente de empuje activo = peso especifico del material = profundidad a partir del extremo superior = ángulo de fricción interna
θ
= ángulo sobre la horizontal del talud del material
Eh
De la figura:
p ay = k a γy E ay = empuje activo hasta una profundidad "y" E ay
=
1 2
Pay y
=
1 2
K ay γ y
Donde:
k a =cosθ
cosθ- cos 2θ-cos 2φ cosθ+ cos 2θ-cos 2φ
Si: θ = 0 (talud horizontal)
ka
= tg 2 (45º −φ / 2)
Si existe una sobrecarga uniforme repartida, s/c PS/C = Ka.s/c
Empuje Pasivo Pp = Kp g y 2 Epy = kpγy ka = cosθ
cosθ+ cos2θ-cos2 j cosθ- cos2θ-cos2 j
Este suelo puede ser removido
Donde: 2
Si θ = 0: kp = tg (45º + φ/2)
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y
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CIMENTACIONES: MUROS DE CONTENCION
CONCRETO ARMADO II
Presiones del suelo
2
1
N B B/3
B/3
B/3
Nucleo Central
No se permite esfuerzos de tracción en la superficie de contacto. La presión máxima no puede exceder el valor admisible determinado mediante un estudio de suelo. Para evitar la inclinación del muro por asentamientos diferenciales de la cimentación, es deseable que la resultante que la resultante de las presiones en el suelo actué en le núcleo central, aunque se considera prudente que la excentricidad no exceda 0.25 veces la dimensión paralela de la zapata.
Recomendaciones W
= peso muerto
Tg δ
= coeficiente de fricción
δ
= φ para concreto vaciado in situ
δ
= 2/3 φ para otros casos
tg δ ≤0.6 si el terreno de cimentación es el suelo.
Normalmente la tabla deberá ser usada para el procedimiento simplificado c = cohesión entre el terreno de cimentación y la losa inferior (t/m), pero deberá usarse c = 0 si el coeficiente de fricción tgδ se obtiene de la tabla 1. B = ancho de la losa de fondo del muro de contención Hr = fuerza resistente a deslizamiento Hr = (W + Pv) tgδ + cB Ha = fuerza de deslizamiento = PH
Hr Ha
≥
1.5
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CIMENTACIONES: MUROS DE CONTENCION
CONCRETO ARMADO II
t1
PV hp s
W PH
t2
B2
hz
B1
Tabla Clases de terreno de cimentación y constantes de diseño Esfuerzo Permisible Del Terreno σK (t/m2)
Coeficiente De Fricción para Deslizamiento, f
100
0.7
60
0.7
Roca blanda
30
0.7
Densa
60
0.6
No densa
30 30
0.6 0.6
20 20 10 5
0.5 0.50 0.45 0.45
Clases de terreno de cimentación
ROCOSO
ESTRATO DE GRAVA TERRENO ARENOSO TERRENO COHESIVO
Roca dura uniforme con pocas grietas Roca dura con mucha fisuras
Densa Media Muy dura Dura Media
Nota: Para ser usado en el cálculo de estabilidad contra deslizamiento abajo del muro de contención ,basado en concreto in situ , y considerar c = 0.
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CIMENTACIONES: MUROS DE CONTENCION
