INTRODUCCIÓN ............................................................................................................................... 2 MEMORIA DESCRIPTIVA .................................................................................................................. 3
Localización.................................................................................................................................. 3 Datos Geográficos Geográficos del Lugar ....................... .......................... ......................... ........................... .... 5 Orografía e Hidrografía ................................................................................................................ 5 Clima............................................................................................................................................ 5 Características Características y Uso del Suelo ........................ .......................... ......................... .......................... 5 Descripción Del Proyecto ............................................................................................................. 6 Especificaciones de los muros ...................................................................................................... 7 MEMORIA DE CÁLCULO ................................................................................................................... 8
Cálculo de Empujes por el Método de Rankine .......................... .......................... ......................... 8 Calculo de Empujes por el Método Semi Empírico de Terzaghi ....................... .......................... .. 13 PLANOS ......................................................................................................................................... 15 PRESUPUESTO ............................................................................................................................... 16
Números Generadores ............................................................................................................... 16 Catalogo de Conceptos............................................................................................................... 19 CONCLUSIÓN ................................................................................................................................. 20 BIBLIOGRAFÍA ................................................................................................................................ 21 ANEXOS ......................................................................................................................................... 22
1
INTRODUCCIÓN
Los Muros de Contención son elementos constructivos que cumplen la función de cerramiento, soportando por lo general los esfuerzos horizontales producidos por el empuje de tierras. Un muro de contención no solo soporta los empujes horizontales trasmitidos por el terreno, debe también recibir los esfuerzos verticales trasmitidos a pilares, paredes de carga y muros que apoyan sobre ellos. La mayoría de los muros de contención cumplen la función de soportar el empuje de tierras, generalmente en desmontes o terraplenes, evitando el desmoronamiento y sosteniendo el talud. Se utilizan para detener masas de tierra u otros materiales sueltos cuando las condiciones no permiten que estas masas asuman sus pendientes naturales. Con este trabajo se pretende profundizar y dar a conocer el aprendizaje de los principios y técnicas que intervienen en todo proceso constructivo de los muros de contención a través de su conocimiento conceptual y posterior aplicación a soluciones constructivas analizando diferentes alternativas, mediante su correspondiente diseño. El carácter fundamental de los muros es el de servir de elemento de contención de un terreno, que en unas ocasiones es un terreno natural y en otras un relleno artificial. Claramente hablaremos de los muros de contención, pero también hablaremos sobre su función y los diferentes tipos de muros que existen, además de las ventajas y desventajas que presentan, el tipo de diseño, la forma constructiva, etc. Las razones de construir un muro de contención pueden ser absolutamente prácticas o puramente para la súplica estética, y el muro de contención sirve bien en cualquier caso. La finalidad de este informe es ese, dar a conocer los resultados del proceso de proyección de 60 metros de muro de contención en el tramo Santiago Juxtlahuaca-San Sebastián Tecomaxtlahuaca de la carretera federal numero 85.
2
MEMORIA DESCRIPTIVA
Localización
El municipio de Santiago Juxtlahuaca se encuentra localizado en la zona noroeste del estado formando parte de la Región Mixteca y del Distrito de Juxtlahuaca, del que también es sede su cabecera municipal; limita al norte con el municipio de San Sebastián Tecomaxtlahuaca, con el municipio de San Miguel Tlacotepec, con el municipio de Santos Reyes Tepejillo y con el municipio de San Juan Mixtepec -Distrito 08-, al este con el municipio de San Martín Itunyoso y con el municipio de Putla Villa de Guerrero, al sur limita con el municipio de Constancia del Rosario, que se encuentra dividido en dos exclaves separados y al oeste con el municipio de Coicoyán de las Flores; al suroeste limita con el estado de Guerrero, en particular con el municipio de Tlacoachistlahuaca y con el municipio Xochistlahuaca.
Fig. 1.1 Ubicación de la Región Mixteca en Oaxaca Fuente: http://www.inegi.gob.mx/
Se ubica en la latitud norte 17° 20’ y longitud oeste 98° 00’ a una altura
de 1,690 metros sobre el nivel del mar. Su distancia aproximada a la capital del estado es de 253 kilómetros. 3
Fig. 1.2 Macro-localización del Municipio de Santiago Juxtlahuaca, Oax. Fuente: http://commons.wikimedia.org/
Fig. 1.3 Micro-localización del Tramo Santiago Juxtlahuaca-San Sebastián Tecomaxtlahuaca. Fuente: http://maps.google.com.mx/
4
Datos Geográficos del Lugar
La superficie total del municipio es de 583.05 kilómetros cuadrados y la superficie del municipio con relación al estado es del 0.61%. Orografía e Hidrografía
El cerro más elevado que existe cerca de los terrenos de este pueblo es el que se conoce con el nombre de El Venado, cuya altura sobre el nivel del mar puede ser de 2,900 metros. Los recursos hidrográficos son amplios en este distrito. Los municipios de San Juan Mixtepec, San Sebastián Tecomaxtlahuaca y Santiago Juxtlahuaca son regados por el río Mixteco y Coicoyán por un afluente. Clima
El clima que predomina en el distrito es templado, con temperatura media de 21°C y la precipitación pluvial que se alcanza es variable, por ejemplo en San Sebastián Tecomaxtlahuaca es 1,190.2 y en Santiago Juxtlahuaca 2,177.1. El régimen de lluvias es de junio a septiembre. Características y Uso del Suelo
El tipo de suelo localizado en el lugar es cambisol cálcico, estos suelos son sometidos a un proceso de intemperización lo que les da mayor o menor oxidación y por ende diferentes colores, estructura y consistencia, presentan estratos arenosos en grandes cantidades y roca a mayor profundidad, lo que lo hace un suelo friccionante con un ángulo de fricción interna de material de 34° y un ángulo de fricción de roca de 30°. Se trata de una arena saturada parcialmente por lluvia, con un grado de saturación de 60%, una relación de vacíos de 0.68 y un peso especifico relativo de 2.65; por lo tanto cuenta con un peso específico seco de 1.98 Ton/m3 y el nivel de aguas freáticas localizado a gran profundidad.
5
Descripción Del Proyecto
En el diseño de muros de contención se toma en cuenta la combinación de cargas laterales y verticales debidas a empuje de tierras, al peso propio del muro, a las demás cargas muertas que puedan obrar y a la carga viva que tienda a disminuir el factor de seguridad contra volteo o deslizamiento. Los muros de contención se encuentran ubicados sobre la carretera federal numero 85 Huajuapam-Putla, en el tramo comprendido Santiago Juxtlahuaca-San Sebastián Tecomaxtlahuaca, desde el km 0+460.00 hasta el kilometro 0+520.00 en el estado de Oaxaca. Abarcan una longitud total de 60 metros de extensión. Debido a las complicaciones en la topografía del terreno y la diferencia de altura en el talud, el muro no es continuo y por tanto el tramo se encuentra compuesto por 5 distintos muros de diferente magnitud y volumen cada uno, siguiendo las Normas Técnicas Complementarias para diseño y construcción de Muros de Contención; como se detalla a continuación:
Fig. 1.4 Prototipo de muro utilizado en Tramo Santiago Juxtlahuaca-San Sebastián Tecomaxtlahuaca. Fuente: http://www.sct.gob.mx/
6
Especificaciones de los muros
1 2 3 4 5
ALTURA DEL MURO
BASE DEL MURO
BASE DEL CIMIENTO
VUELO DEL TALÓN
VUELO DEL ESCALÓN
ESPESOR MÍNIMO TALÓN
ESPESOR CIMIENTO
VOLUMEN MURO
VOLUMEN CEMENTO
VOLUMEN TOTAL
3 4 4 5 5
130 170 170 210 210
190 270 270 330 330
40 80 80 100 100
20 20 20 20 20
50 50 50 85 85
50 100 100 170 170
2.26 3.76 3.76 5.66 5.66
0.95 2.50 2.50 5.19 5.19
3.21 6.26 6.26 10.85 10.85
19.70 0.30 20.00 6.30 13.70
Los muros más altos alcanzan una altura de 5 metros; de acuerdo a las disposiciones de las Normas Técnicas Complementarias, estos dos muros (4 y 5) tienen una base de 2.10 metros, base de cimiento de 3.30 metros, vuelo de talón de 1 metro, vuelo de escalón de 20 cm, espesor mínimo de talón de 85 cm y espesor de cimiento de 1.70 metros. Existen otros dos muros de 4 metros de altura (muro 2 y 3) que cuentan con una base de 1.70 metros, base de cimiento de 2.70 metros, vuelo de talón de 80 cm, vuelo de escalón de 20 cm, espesor mínimo de talón de 50 cm y un espesor de cimiento de 1 metro. Por otra parte el más pequeño de los muros alcanza una altura de 3 metros con una base de muro de 1.30 metros, base de cimiento de 1.90 metros, vuelo de talón de 40 cm, vuelo de escalón de 20 cm, espesor mínimo de talón de 50 cm y un espesor de cimiento de 50 cm. El dimensionamiento y detallado de estos elementos estructurales es de acuerdo con los criterios relativos a los estados límite de falla y de servicio establecidos en el Título Sexto del Reglamento y las Normas Técnicas Complementarias, o por algún procedimiento optativo que cumpla con los requisitos del Título Sexto. Adicionalmente, se diseñan las estructuras por durabilidad; los muros de contención son construidos a base de concreto ciclópeo premezclado con un f'c= 150kg/cm2.
7
MEMORIA DE CÁLCULO
) (
Cálculo de Empujes por el Método de Rankine
Suelo friccionante
= H= 3 m
Presión efectiva
( ) 8
( )
Suelo friccionante
= H= 4 m
Presión efectiva
( ) 9
( )
Suelo friccionante
= H= 4 m
Presión efectiva
( ) 10
( )
Suelo friccionante
= H= 5 m
Presión efectiva
( ) ( ) 11
Suelo friccionante
= H= 5 m
Presión efectiva
( ) ( ) 12
Calculo de Empujes por el Método Semi Empírico de Terzaghi
,
,
,
,
,
,
,
,
,
13
,
,
,
,
,
,
14
PLANOS
15
PRESUPUESTO
Construcción de 60 Metros de muro de contención de concreto ciclópeo en el tramo Santiago Juxtlahuaca-San Sebastián Tecomaxtlahuaca. Números Generadores
Trazo y nivelación Limpieza y despalme Excavación de terreno Relleno con material mejorado Plantilla de cimentación Relleno de los muros
Trazo y nivelación Limpieza y despalme Excavación de terreno Relleno con material mejorado Plantilla de cimentación Relleno de los muros
2.5
20.9
52.25
M2
2.5
20.9
52.25
M2
3.25
20.9
67.925
M3
1.93
20.9
40.337
M3
20.3
1.929
M3
19.7
63.533
M3
2.9
1.5
4.35
M2
2.9
1.5
4.35
M2
6.78
1.5
10.17
M3
3.84
1.5
5.76
M3
1.3
0.176
M3
0.3
1.895
M3
0.05
1.9 3.225
0.05
2.7 6.315
16
Trazo y nivelación Limpieza y despalme Excavación de terreno Relleno con material mejorado Plantilla de cimentación Relleno de los muros
Trazo y nivelación Limpieza y despalme Excavación de terreno Relleno con material mejorado Plantilla de cimentación Relleno de los muros
2.9
21.2
61.48
M2
2.9
21.2
61.48
M2
9.43
21.2
199.916
M3
5.74
21.2
121.688
M3
21
2.835
M3
20
126.3
M3
3.3
7.5
24.75
M2
3.3
7.5
24.75
M2
9.735
7.5
73.013
M3
3.375
7.5
25.313
M3
7.5
1.238
M3
6.3
64.701
M3
0.05
2.7 6.315
0.05
3.3 10.27
17
Trazo y nivelación Limpieza y despalme Excavación de terreno Relleno con material mejorado Plantilla de cimentación Relleno de los muros
3.3
14.9
49.27
M2
3.3
14.9
49.27
M2
11.24
14.9
167.476
M3
4.34
14.9
64.666
M3
14.9
2.459
M3
13.7
140.699
M3
0.05
3.3 10.27
Trazo y nivelación Limpieza y despalme Excavación de terreno Relleno con material mejorado Plantilla de cimentación Relleno de los muros con concreto ciclópeo premezclado
192.10
M2
192.10
M2
518.50
M3
257.76
M3
8.64
M3
397.13
M3
18
Trazo y nivelación manual de terreno para desplante de la estructura estableciendo ejes de referencia y bancos de nivel, incluye: material, mano de obra, herramienta y equipo. Limpieza y despalme de terreno con maquinaria o a mano, incluye: deshierbe, acopio, quema, despalme de terreno natural con equipo mecánico hasta 20 cms. de profundidad promedio, acarreos del material fuera de la obra en camión volteo, mano de obra, herramienta y equipo Excavación de terreno investigado en obra con maquinaria a cualquier profundidad. incluye: afine del fondo de la excavación y de talud, carga, acarreo y retiro de material excedente producto de excavación fuera del tramo, en camión volteo, mano de obra, herramienta y equipo. Relleno de terreno investigado con material tipo A y tipo B en obra con maquinaria a profundidades variadas. Incluye, camión volteo para acarreo, mano de obra, herramienta y equipo. Plantilla de concreto simple hecho en obra con un f´c=100kg/cm2, y un espesor de 5 cm. Incluye mano de obra, material, herramienta y equipo. Relleno de los muros de concreto ciclópeo premezclado con un f'c=150kg/cm2. Incluye: acarreos y sobre acarreos, mezclado, tendido, curado, bombeo, materiales, mano de obra, herramienta y equipo.
M2
192.10
$7.29
$1,400.41
M2
192.10
$9.90
$1,901.79
M3
518.50
$48.66
$25,230.21
M3
257.76
$278.18
$71,703.68
M3
8.64
$89.62
$774.32
M3
397.13
$415.50
$165,007.52
19
CONCLUSIÓN
Dentro del marco del proyecto las conclusiones están esbozadas internamente en el logro de los objetivos planteados, dando como resultado final la proyección de los 60 kilómetros de muros de contención en la parte frontal del talud que se ubican en el tramo Santiago Juxtlahuaca-San Sebastián Tecomaxtlahuaca de la carretera federal numero 85. El diseño de un muro de contención depende principalmente de las características de la estructura y de la tierra a soportar. En nuestro muro debido a que se trataba de una carretera, el diseño se llevo a cabo tomando en cuenta el empuje activo de tierras sobre la condición mas critica. Lo propuesto en las dimensiones de la sección que hicimos a partir del prediseño nos dio resultados muy satisfactorios, ya que no modificamos en ninguna de sus partes la estructura. El equipo considera que el calculo de empujes por el Método de Rankine es el más efectivo debido a que en éste se consideran los ángulos de fricción interna del suelo, además se considera y calcula el coeficiente Ka, y se toma en cuenta el peso especifico del material, lo que lo hace mas eficiente en lo que respecta a nuestra opinión. Para el relleno del muro utilizamos concreto ciclópeo premezclado con un f'c= 150kg/cm2 y para sus dimensiones nos guiamos de las Normas Técnicas Complementarias y las normas del ACI. Para el cálculo de presupuesto de cada una de las partes del muro se trato de economizar al máximo, para conseguir una estructura factible y eficiente a la vez.
20
BIBLIOGRAFÍA
http://www.inegi.gob.mx/ http://commons.wikimedia.org/ http://www.um.edu.uy/murodecontencionensueloreforzado.pdf http://www.sct.gob.mx/ http://maps.google.com.mx/ http://www.construmatica.com/ http://www.tensarcorp.com/uploadedFiles/ISPN_MESA_IG_SpecCons_6.04.pdf http://guiamexico.com.mx/empresas/ingenieria-y-mecanica-de-suelos-muros-decontencion.html http://www.galeon.com/geomecanica/cap1.pdf http://www.uned.es/mecanica_del_suelo_y_cimentaciones/mecansueloycimentaciones cap_2.pdf http://biblioteca.universia.net/html_bura/ficha/params/title/apoyos-didacticosalumnos-ingenieria-civil-mecanica-suelos-muros-contencion/id/37889387.html http://ocw.upm.es/expresion-grafica-en-la-ingenieria/dibujo-deconstruccion/contenidos/Dibujo_en_Construccion/cimentaciones_pilotaje_120307.pdf
21
ANEXOS
22
