Muros de contencion

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Muros de contencion

  1. 1. INFORME EXPOSICION ESTRUCTURAS DE CONTENCION INTEGRANTES: MARIO ALBERTO ACUÑA MARIA DEL PILAR DIAZ SALCEDO ANDRES EDUARDO FERNANDEZ FABIAN GALINDO BELTRAN JOHANNA XIMENA HOSTOS ALEXANDER MATALLANA LUIS ERNESTO PEÑA LUISA FERNANDA POPAYAN JAVIER ARMANDO ROCHA GIL JUAN CAMILO RODRIGUEZ CELIS FICHA No. 258055 TECNOLOGO EN OBRAS CIVILES SERVICIO NACIONAL DE APRENDIZAJECENTRO DE DESARROLLO EMPRESARIAL Y AGROINDUSTRIAL JULIO 31 DE 2012 TECNOLOGO OBRAS CIVILES Centro de Desarrollo Agroindustrial y Empresarial Servicio Nacional de Aprendizaje La Vega Cundinamarca
  2. 2. INTRODUCCIONA fin de fortalecer conocimientos se presenta este trabajo expositor de unarecopilación de muchas ideas que la construcción hoy en día nos ofrece a lasolución de problemáticas y en la posibilidad de mejorar la calidad de vida. Es muyimportante saber que hay obras constructivas desarrolladas con el pasar de losdías, la ejecución de dichas estructuras llevan a cuestas infinidad de procesos ytrabajo colaborativo que no solo implica la labor de construir sino de innovar, creary fortalecer ideas y ensayos que a simple vista parecen salir de las mentes masingeniosas.En cuestión de estudios los muros de contención son estructuras que llevan añosde historia; desde las mas antiguas civilizaciones crearon templos, contrafuertes ymurallas, basadas a simple lógica en cubrir una necesidad primaria pero conmuchas investigaciones actualmente han logrado asombrar a muchos ya que soninvenciones que físicamente una persona con mucho estudio podría hacer.Los muros de contención como estructuras contenedoras de algún materialpresentan diversos diseños y muchas tipologías ya sea por su forma, función,modo de interacción entre otras. Básicamente podemos decir que un muro decontención no solo retiene un material sino también delimita una parte de otra,contiene fuerzas y empujes y contrarresta esfuerzos aplicados a la mismaestructura. TECNOLOGO OBRAS CIVILES Centro de Desarrollo Agroindustrial y Empresarial Servicio Nacional de Aprendizaje La Vega Cundinamarca
  3. 3. JUSTIFICACIONCon el pasar de los siglos la sociedad en busca de solucionar diferentes brechasque pone la naturaleza hay algo que busca abrirse paso en medio de muchasconstrucciones importantes que aportan un avance importante a la sociedad comolo son los muros de contención dichas estructuras son destinadas a contenermateriales, y a delimitar un sector o lugar.Con este trabajo se pretende dar a conocer estas estructuras conespecificaciones, funcionalidad, forma de aplicarlas en un momento determinado,importancia, características, tipos, formas materiales y maquinaria empleadas enlos diferentes procesos constructivos. Cabe destacar que los muros de contencióncomo estructura contenedora ejerce fuerzas importantes que dan lugar a su uso yfuncionalidad para lo cual es importante identificar empujes producidos por elmaterial retenido, su estabilidad, peso propio. Este trabajo busca para cadausuario fortalecer conocimientos y ayudar en proyectar estos diferentes aspectosde manera grafica y entendible que facilite el desarrollo de la obra y/o aprendizaje. TECNOLOGO OBRAS CIVILES Centro de Desarrollo Agroindustrial y Empresarial Servicio Nacional de Aprendizaje La Vega Cundinamarca
  4. 4. OBJETIVOSOBJETIVO GENERALFortalecer conocimientos en cada uno de los temas aquí contenidos.OBJETIVOS ESPECIFICOS Identificar tipologías de muros de contención Conocer los diferentes procesos constructivos de los muros de contención Identificar Maquinarias y Materiales de Obra en los procesos constructivos de los muros de contención Entender y analizar gráficos, planos y diseños de muros de contención TECNOLOGO OBRAS CIVILES Centro de Desarrollo Agroindustrial y Empresarial Servicio Nacional de Aprendizaje La Vega Cundinamarca
  5. 5. CONTENIDOESTRUCTURAS DE CONTENCION - LOS MUROS DE CONTENCION - HISTORIA - CARACTERISTICAS DE LOS MUROS DE CONTENCION - CARACTERISTICAS PARA ESCOGER EL TIPO DE ESTRUCTURA - CRITERIOS DE COMPORTAMIENTO - PRESIONES DE TIERRACLASIFICACION ESTRUCTURAS DE CONTENCIONESTRUCTURAS RIGIDAS CONCRETO REFORZADO CONCRETO CICLOPEOESTRUCTURAS FLEXIBLES MUROS CRIBA GAVIONES MUROS EN PIEDRA (ESCOLLERA) LLANTAS USADASTIERRA REFORZADA REFUERZO CON TIRAS METALICAS REFUERZO CON GEOTEXTIL REFUERZO CON MALLAESTRUCTURAS ANCLADAS ANCLAS Y PERNOS INDIVIDUALES MUROS ANCLADOS NAILING O PILOTILLOS TIPO RAIZ (ROOTPOLES)ESTRUTURAS ENTERRADAS TABLESTACAS PILOTES PILAS O CAISSONS TECNOLOGO OBRAS CIVILES Centro de Desarrollo Agroindustrial y Empresarial Servicio Nacional de Aprendizaje La Vega Cundinamarca
  6. 6. ESTRUCTURAS DE CONTENCIONConstrucción estructural de ingeniería, cuyo fin es contener los empujes detierras que pueden afectar a una determinada obra. Puede ser una única obra conun único proyecto (como es el caso de la construcción de un muro decontención con el fin de obtener parcelas de superficie horizontal), o puede serparte de un proyecto más grande, (como por ejemplo, un muro para contener elempuje de tierras próximo a una carretera, o pantallas para la construcción delos sótanos de un edificio). TECNOLOGO OBRAS CIVILES Centro de Desarrollo Agroindustrial y Empresarial Servicio Nacional de Aprendizaje La Vega Cundinamarca
  7. 7. El propósito de una estructura de contención es resistir fuerzas ejercidas por latierra contenida y transmitirlas en forma segura a la fundación o a un sitio por fuerade la masa analizada en el movimiento. Para esto se diferencian dos condicionespara el diseño de una estructura de contención:Condición de talud EstableEste es el caso del muro de contención en donde el suelo es homogéneo y segenera una presión de tierras de acuerdo a las teorías de Rankine y Coulomb y lafuerza activa tiene una distribución de presiones en forma triangular.Condición de deslizamientoEn este caso generalmente lasfuerzas actuantes sonsuperiores a las fuerzas activascalculadas por teoríastradiciones. El costo deconstruir una estructura decontención es generalmentemayor, por lo que se debetener muy en cuenta el diseñoque debe hacerse con el fin desostener fuerzas y empujesademás de mantener la alturalo mas baja posible. TECNOLOGO OBRAS CIVILES Centro de Desarrollo Agroindustrial y Empresarial Servicio Nacional de Aprendizaje La Vega Cundinamarca
  8. 8. LOS MUROS DE CONTENCIONSe denomina muro de contención a un tipo estructura de contención rígida,destinada a contener algún material, generalmente tierras.Los muros de contención tienen como finalidad resistir las presiones laterales óempuje producido por el material retenido detrás de ellos, su estabilidad la debenfundamentalmente al peso propio y al peso del material que está sobre sufundación. Los muros de contención se comportan básicamente como voladizosempotrados en su base.Designamos con el nombre de empuje, las acciones producidas por las masasque se consideran desprovistas de cohesión, como arenas, gravas, cemento, trigo,etc. En general los empujes son producidos por terrenos naturales, rellenosartificiales o materiales almacenados.HISTORIAAunque en la antigüedad se construyeron muchos tipos de muros de carga, losmás antiguos que se conservan son de adobe o piedra. Se tiene constancia de laexistencia de pastas y morteros precursores del hormigón desde los tiemposdel Antiguo Egipto, pero fueron los romanos los que impulsaron este material conla técnica del Emplectum, consistente en crear dos hojas exteriores de sillares depiedra, rellenas de un mortero de cal con arena y cascotes.2 Esta técnicaconstructiva se ha repetido con ligeras variantes (como el muro Dacio), a lo largode la historia.En los lugares donde la piedra escaseaba o era excesivamente costosoconseguirla, ésta se sustituyó por el barro en forma de adobe: un ladrillo de barrosecado al sol. Asimismo, se puede establecer un paralelismo entre el emplectum yel tapial, una forma de construcción consistente en aprisionar barro entre dosplacas o encofrados de madera, y compactarlo en sucesivastongadas mediantemazos o pisones. Una vez se terminaba una hilada de tapiales, se colocaban elencofrado encima, y se repetía la operación. Con estas técnicas de tapial y adobese lograron erigir edificios de hasta seis alturas, algunos de los cuales perduranen Yemen.Pero el material más empleado para realizar muros de carga es el ladrillo: unaevolución del adobe cuya diferencia estriba en el proceso de cocción, que leconfiere mayor resistencia y durabilidad. El ladrillo empleado en muros de cargasuele ser macizo, aunque no es inusual encontrar muros de carga de ladrillo TECNOLOGO OBRAS CIVILES Centro de Desarrollo Agroindustrial y Empresarial Servicio Nacional de Aprendizaje La Vega Cundinamarca
  9. 9. perforado o incluso hueco en viviendas de una o dos alturas. Una variante delmuro de carga de ladrillo es el realizado con bloque de hormigón, si bien no esposible alcanzar grandes alturas por este método.Al igual que en las épocas anteriores, también existe un reflejodel emplectum romano en el empleo actual del hormigón en masa, donde, comosucediera en el tapial, el hormigón se confina mediante encofrados hasta que éstefragua y adquiere dureza.La aparición del acero, capaz de soportar las tensiones de tracción, posibilitó laaparición del hormigón armado y de las estructuras metálicas, que modificóradicalmente la forma de construir, dejando obsoletos los muros de carga. En laactualidad, estos muros sólo se emplean en obras de poca entidad, como murosde contención de terreno en obras públicas y en sótanos, siendo el resto de laestructura una combinación de vigas y pilares, por lo que los muros rara vezadquieren funciones portantes o estructurales, y su único propósito es el decompartimentar o aislar los espacios.Hasta finales del siglo XIX, se construían muros de mampostería y piedra, a partirdel siglo XX se comenzó a construir muros de concreto en masa y de concretoarmado, desplazando en muy buena parte a los materiales anteriormenteutilizados.CARACTERISTICAS MUROS DE CONTENCION TECNOLOGO OBRAS CIVILES Centro de Desarrollo Agroindustrial y Empresarial Servicio Nacional de Aprendizaje La Vega Cundinamarca
  10. 10. CRITERIOS PARA ESCOGER EL TIPO DE ESTRUCTURALos siguientes factores deben tenerse en cuenta para seleccionar el tipo de murode contención:Localización del muro de contención propuesto, su posición relativa conrelación a otras estructuras y la cantidad de espacio disponible.Altura de la estructura propuesta y topografía resultanteCondiciones del terreno (Suelo)Nivel freáticoEl nivel freático corresponde (en un acuífero libre)al lugar en el que se encuentra el aguasubterránea. En este nivel la presión de agua delacuífero es igual a la presión atmosférica. También seconoce como capa freática, manto freático, napafreática, napa subterránea, tabla de agua osimplemente freático. TECNOLOGO OBRAS CIVILES Centro de Desarrollo Agroindustrial y Empresarial Servicio Nacional de Aprendizaje La Vega Cundinamarca
  11. 11. Al perforar un pozo de captación de agua subterránea en un acuífero libre, el nivelfreático es la distancia a la que se encuentra el agua de la superficie del terreno.En el caso de un acuífero confinado, el nivel de agua que se observa en el pozo,corresponde al nivel piezométrico.Cantidad de movimiento del terreno aceptable durante la construcción y la vidaútil de la estructura, y el efecto de este movimiento en muros vecinos, estructuraso servicios.Disponibilidad de materialesTiempo disponible para la construcción.Apariencia (Estética)Vida útilMantenimientoCRITERIOS DE COMPORTAMIENTOUna estructura de contención y cada parte de esta, requiere cumplir ciertascondiciones fundamentales de estabilidad, rigidez o flexibilidad, durabilidad, etc.,durante la construcción y a lo largo de su vida útil y en muchos casos se requiereplantear alternativas para poder cumplir con las necesidades de un proyectoespecífico. Estas alternativas pueden requerir de análisis y cálculos adicionales deinteracción suelo -estructura. En todos los casos el diseño debe ser examinado deuna manera crítica a la luz de la experiencia local. Cuando una estructura decontención no satisface cualesquiera de sus criterios de comportamiento se puedeconsiderar que ha alcanzado el “Estado Límite”. Durante el período de diseño sedeben discutir en toda su extensión todo el rango posible de estados límite. Lassiguientes clases principales de estado límite deben analizarse:a. Estado límite últimoEs el estado en el cual se puede formar un mecanismo de falla, bien sea en elsuelo o en la estructura (inclinación o fractura). Para simplicidad en el diseño debeestudiarse el estado inmediatamente anterior a la falla y no el colapso total delmuro. TECNOLOGO OBRAS CIVILES Centro de Desarrollo Agroindustrial y Empresarial Servicio Nacional de Aprendizaje La Vega Cundinamarca
  12. 12. b. Estado límite de servicioEs el estado en el cual no se cumple un criterio específico de servicio. Los estadoslímite de servicio deben incluir los movimientos o esfuerzos que hagan ver unaestructura deformada o “fea", que sea difícil de mantener o que se disminuya suvida útil esperada. También se debe tener en cuenta su efecto sobre estructurasadyacentes oredes de servicios. Siempre que sea posible, una estructura decontención debe diseñarse en tal forma que se muestren signos visibles de peligroque adviertan de una falla. El diseño debe evitar que pueda ocurrir falla súbita orotura, sin que hayan ocurrido previamente deformaciones que indiquen quepuede ocurrir una falla. Se recomienda en todos los casos que las estructuras decontención tengan suficiente “ductilidad” cuando se acerquen a una falla.Durabilidad y mantenimientoUna durabilidad inadecuada puede resultar en un costo muy alto demantenimiento o puede causar que la estructura de contención alcance muyrápidamente su estado límite de servicio o su estado límite último. Por lo tanto, ladurabilidad del muro y la vía de diseño junto con los requisitos de mantenimientodeben ser consideradas en el diseño, seleccionando adecuadamente lasespecificaciones de los materiales de construcción, teniendo en cuenta el climalocal, y el ambiente del sitio donde se plantea colocar la estructura. Por ejemplo, elconcreto, el acero y la madera se deterioran en forma diferente de acuerdo a lascircunstancias del medio ambiente reinante.EstéticaLas estructuras de contención pueden ser un detalle dominante de un paisajeurbano o rural y debe realizarse un diseño adecuado para mejorar lo más posiblesu apariencia, sin que esto lleve a incrementos significantes en su costo. Ademásde satisfacer los requerimientos de funcionalidad, la estructura de contención debemezclarse adecuadamente con el ambiente a su alrededor para complacer lasnecesidades estéticas del paisaje. Los aspectos que son importantes conreferencia a su impacto estético son:Altura e inclinación de su cara exterior. TECNOLOGO OBRAS CIVILES Centro de Desarrollo Agroindustrial y Empresarial Servicio Nacional de Aprendizaje La Vega Cundinamarca
  13. 13. Curvatura en planta. En ocasiones los muros son diseñados con un criterio demuro“ordinario”, cuando con el mismo costo se podría haber construido un muro“elegante”Gradiente y conformación de la superficie del terreno aledaño. La coberturavegetal debe ser un compañero constante de la estructura de contención.Textura de la superficie de la cara frontal, y la expresión y posición de las juntasverticales y horizontales de construcción.La corona de la estructura Todo muro debería llevar un detalle arquitectónico ensu corona que sea agradable a la vista. La mejora del aspecto estético puedelograrse a través de una formaleta-estructural adecuada. En ocasiones diversostipos de vegetación pueden incorporarse a la estructura para mejorar suapariencia, pero debe tenerse en cuenta que estas plantas no causen un daño almuro, a largo plazo. El consejo de un Arquitecto paisajista debe ser buscado paralograr efectos especiales.Procedimientos de construcciónEs importante para la seguridad y economía, que los diseñadores de estructurasde contención tengan especial consideración con los métodos de construcción ylos materiales a ser utilizados. Esto ayudará a evitar diseños peligrosos y puederesultar en economía significativa. Generalmente, se pueden lograr ahorrosincorporando en parte los trabajos temporales dentro de la estructura permanente.Selección y Características del RellenoEl relleno ideal generalmente, es un material drenante, durable, de alta resistenciay rígido que esté libre de materiales indeseables. Sin embargo la escogencia finaldel material depende de su costo y disponibilidad contra el costo de utilizarmateriales de menor calidad pero de comportamiento aceptable. El relleno detrásde un muro generalmente no debe contener: Turba, material vegetal, maderas,materiales orgánicos o degradables, materiales tóxicos, materiales susceptibles acombustión, caucho, metales, plásticos o materialessintéticos, lodo, arcillasexpansivas, suelos colapsibles o materiales solubles. También el relleno no debeser químicamente agresivo; por ejemplo la presencia de sulfatos en los suelospuede acelerar el deterioro del concreto o el acero. TECNOLOGO OBRAS CIVILES Centro de Desarrollo Agroindustrial y Empresarial Servicio Nacional de Aprendizaje La Vega Cundinamarca
  14. 14. Colocación y compactación del relleno. Todos los materiales que se coloquendetrás de estructuras de contención, incluyendo los filtros, deben sercompactados. Al especificar el grado de compactación del relleno y de los filtros,debe tenerse en consideración las funciones que estos materiales van a cumplir.Entre mayor sea el grado de compactación la resistencia al cortante es mayor y elrelleno es más rígido, pero la permeabilidad es menor. Generalmente seespecifica que la densidad debe cumplir una especificación del 90% dela densidadProctor modificado para el nivel de los 1.5 metros más alto del relleno y del95%cuando se requiere pavimentar la superficie arriba del muro. Debe tenerse encuenta que la compactación produce presiones mayores sobre la estructura, por lotanto el efecto de la compactación debe tenerse en cuenta en el diseño. Debedemostrarse durante la etapa de diseño o antes de la construcción que losmateriales a utilizar cumplen con la especificación. El diseñador debe especificarmuy claramente el tipo, número y frecuencia de los ensayos de calidad,permitiendo que los ensayos puedan ser aumentados durante la construcción deacuerdo a la heterogeneidad de los materiales y al tamaño del muro. Cuando elContratista suministra el material el costo del relleno pueden minimizarse sise lepermite una gama amplia de materiales, particularmente cuando materiales debuena calidad pueden encontrarse en la vecindad del sitio de trabajo, por lo tantola especificación de los rellenos no debe ser demasiado restrictiva. El uso derellenos de arcilla no es recomendable debido a los problemas asociados conexpansión contracción, y consolidación pero a menudo son los únicos materialesdisponibles. Los rellenos de limos uniformes no deben usarse porque esosmateriales son prácticamente imposibles de compactar. Los rellenos compuestosde suelos finos, requieren de un drenaje adecuado para evitar la formación depresiones altas de poros. El relleno compuesto de roca fracturada es un materialmuy bueno para su uso como relleno de muros de contención. Generalmente,deben preferirse los materiales bien gradados y con pocas cantidades de finos. Elmovimiento o migración de finos debe prevenirse y puede requerirse laconstrucción de filtros diseñados específicamente para prevenir que el sueloatraviese los enrocados.Se requieren materiales de drenaje libre para llenar las canastas de los gaviones yel interior de los muros criba. Deben establecerse especificaciones particularespara el relleno de estructuras de concreto armado las cuales son muy sensibles acualquier cambio en las fuerzas generadas por el relleno. TECNOLOGO OBRAS CIVILES Centro de Desarrollo Agroindustrial y Empresarial Servicio Nacional de Aprendizaje La Vega Cundinamarca
  15. 15. Método de construcciónLa secuencia y método de construcción generalmente es determinado por elcontratista sin embargo, hay ocasiones donde un método determinado deconstrucción o secuencia de operación debe indicarse en el diseño. En esos casoses necesario chequear que el método y las consecuencias de operación no sonriesgosos por sí mismas. En todos los casos debe establecerse una especificaciónen tal forma que el Interventor pueda comprobar su cumplimiento durante laconstrucción. Las tolerancias del muro terminado deben ser especificadas y estasdeben tener en cuenta los posibles métodos deconstrucción, así como cualquiermovimiento de asentamiento, etc., que pueda ocurrir durante el periodoconstructivo. Los procesos de excavación, relleno, bombeo del agua freática, etc.,deben organizar separa evitar poner en peligro la estabilidad y reducir laresistencia de los elementos de la estructura, por ejemplo en el caso de un murode contención diseñado para ser soportado lateralmente en su cabeza no debepermitirse el relleno hasta que este soporte haya sido construido. Alternativamentela estructura debe diseñarse para las condiciones de carga que va a soportardurante el periodo de la construcción y deben indicarse las cargas permisiblesdurante este periodo.Obras temporalesLa influencia de obras temporales deben tenerse en cuenta en el diseño, porejemplo el ángulo del talud seleccionado para la excavación temporal detrás delmuro, puede afectar las presiones de tierra dependiendo de las resistencias delsuelo del sitio y del relleno. En materiales blandos o sueltos puede ser máseconómico remplazarlos que construir un muro para resistir los altos empujes queellos producen. Las excavaciones requeridas para la construcción de unaestructura de contención deben ser especificadas en el diseño y deben tener unaestabilidad adecuada. Adicionalmente estas excavaciones no deben producirmovimientos inaceptables en estructuras cercanas o redes de servicios. Lasuperficie de los taludes temporales también debe ser protegida contra la erosión.Cuando los taludes temporales son altos (más de 7.5 metros) deben construirsebermas intermedias. Cualquier material blando en la interface entre el suelo delsitio y el relleno debe ser removido antes de iniciar el proceso de compactación.Las excavaciones temporales que requieran soporte o entibado deben serdiseñadas adecuadamente y la secuencia de construcción debe ser TECNOLOGO OBRAS CIVILES Centro de Desarrollo Agroindustrial y Empresarial Servicio Nacional de Aprendizaje La Vega Cundinamarca
  16. 16. cuidadosamente planeada. Se debe garantizar la estabilidad de cada etapa de laconstrucción y los diseños deben estar indicados en los planos de construcción.Cuando el soporte lateral de la excavación sea retirado debe tenerse en cuentaque el proceso de relleno haya avanzado lo suficientemente para garantizar laestabilidad del talud.Es común que el control inadecuado del agua freática durante la construccióninduce fallas en los taludes o produce debilidad de las fundaciones de los murosde contención por lo tanto deben diseñarse medidas para el control del aguafreática. Las excavaciones en suelos compresibles pueden producir ellevantamiento del fondo dela excavación, lo cual puede a su vez producirasentamientos diferenciales del muro de contención. Debe tenerse especialcuidado al controlar el nivel freático, que el drenaje puede producir asentamientoen las estructuras cercanas o en las redes de servicios, produciendo su rotura lacual a su vez puede traer como consecuencia la falla de la estructura decontención.Excavaciones para colocar ductos después de construida la estructuraEs muy común que después de construido un muro se construya redes deservicios junto a las estructuras de contención utilizando zanjas. Por ejemplo, a lolargo de las carreteras se construyen gasoductos o poliductos enterrados entre lavía y los muros de contención. Una recomendación prudente de diseño es que enlos muros junto a las carreteras o calles debe asumirse en el diseño que algún díase va a construir una zanja de al menos un metro de profundidad en su pie. Esrecomendable que la mínima profundidad de cimentación de todo muro decontención sea de un metro por debajo del nivel del suelo en su pie para evitarque al construir zanjas para servicios el muro quede en el aire. En un muroempotrado la resistencia pasiva debe reducirse en el diseño para tener en cuentala posibilidad de excavaciones de redes de servicios.Cargas a tener en cuenta en el análisisPara cada situación de diseño deben obtenerse las cargas concentradas odistribuidas que pueden afectar la estructura de contención tales como peso delsuelo, la roca y el agua, presiones de tierra, presiones estáticas de agua,presiones dinámicas del agua, sobrecarga y cargas sísmicas. Adicionalmente,deben determinarse las cargas relacionadas con factores geológicos tales como la TECNOLOGO OBRAS CIVILES Centro de Desarrollo Agroindustrial y Empresarial Servicio Nacional de Aprendizaje La Vega Cundinamarca
  17. 17. reptación del talud, la disolución de la roca, el colapso de cavernas; y delasactividades del hombre como excavaciones y uso de explosivos en sitioscercanos, así como el efecto de temperatura en áreas industriales y fundacionesde máquinas. Es necesario algunas veces analizar las diversas combinacionesposibles de cargas y diseñar para la condición más crítica.Para determinar las cargas debe tenerse una información muy clara de lageometría del talud, la geometría del modelo geológico y los niveles deexcavación, así como los parámetros geotécnicos tales como peso unitario,resistencia al corte, permeabilidad, esfuerzos en el sitio, parámetros dedeformación de la roca y el suelo.Factores de seguridadLa calidad de un diseño depende no solamente del factor de seguridad asumidosino también del método de análisis los modelos de cálculo, el modelo geológico,los parámetros geotécnicos y la forma como se definen los factores de seguridad;por lo tanto, los factores de seguridad por sí solos no representan una garantíapara la estabilidad de la estructura de contención. Debe observarse que losfactores de seguridad no cubren los errores y el no-cumplimiento de lasespecificaciones de construcción, equivocaciones en el cálculo de las cargas, lautilización del método de análisis equivocado, las diferencias de la resistencia delos materiales en el laboratorio y en el campo y el nivel de supervisión oInterventoría.Fricción Suelo-EstructuraLa fricción que se genera entre un suelo y un material de la superficie de laestructura depende del tipo de suelo, material de la estructura, tipo de estructura ytipo de presión generada en la interface. Se deben tener en cuenta trescondiciones diferentes:Fricción Estructura-cimentaciónLa fricción suelo - muro, es la componente tangencial de una fuerza resistente quese genera en la interfase entre el suelo de fundación y el material de la estructura,aunque los valores de la fricción suelo muro δ generalmente, se obtiene como una TECNOLOGO OBRAS CIVILES Centro de Desarrollo Agroindustrial y Empresarial Servicio Nacional de Aprendizaje La Vega Cundinamarca
  18. 18. función del ángulo de fricción del suelo, deben tenerse en cuenta que no son unapropiedad del material.Fricción en la pared para presión activaLa fricción positiva solamente será movilizada en su estado activo cuando el sueloretenido trata de moverse hacia abajo relativamente a la pared.Fricción suelo - muro para presión pasivaLa fricción suelo - muro solamente será movilizada en el estado de presión pasivacuando el suelo en la zona pasiva tiende a moverse hacia arriba relativamente a lapared.PRESIONES DE TIERRAPRESIONES DE TIERRA EN CONDICIONES ESTABLESEn el caso de un corte o terraplén donde no existe posibilidad de ocurrencia de undeslizamiento grande masivo se acostumbra construir muros de contención pararesistirlas presiones generadas por la existencia de un talud de gran pendiente osemi-vertical. La necesidad del muro se debe a que dentro del suelo se generanunas presiones horizontales que puede inducir a la ocurrencia del derrumbamientoo deslizamiento de una cuña de suelo relativamente sub-superficial. La presiónlateral que actúa sobre un muro en condiciones de talud estable son una funciónde los materiales y las sobrecargas que la estructura soportan, el nivel de aguafreática, las condiciones de cimentación y el modo y magnitud del movimientorelativo del muro. Los esfuerzos que actúan sobre un elemento de suelo dentro deuna masa pueden ser representados gráficamente por el sistema de Mohr, en elcual el estado de esfuerzo es indicado por un círculo y las combinaciones críticasdel diagrama de Mohr representan la envolvente de falla. En general la envolventede falla es curvilínea pero para minimizar los esfuerzos de cálculo se suponeaproximada a una línea recta. Existen tres tipos de presión de acuerdo a lascaracterísticas de deformación supuestas en la interacción suelo-estructura:1.Presión en Reposo2. Presión Activa3. Presión Pasiva La presión en reposo sesupone que ocurre cuando el suelo no se ha movido detrás del muro y se le haprevenido de expandirse o contraerse. Es el caso por ejemplo, de un muro deconcreto armado rígido o un muro rígido detrás del cual se ha colocado un relleno TECNOLOGO OBRAS CIVILES Centro de Desarrollo Agroindustrial y Empresarial Servicio Nacional de Aprendizaje La Vega Cundinamarca
  19. 19. compactado. La Oficina de Control Geotécnico de Hong Kong recomienda quetodos los muros rígidos deben diseñarse para presiones de reposo.Los términos presión activa y presión pasiva son utilizados para describir lascondiciones límite de las presiones de tierra contra la estructura. La presión activaes la presión lateral ejercida por el suelo detrás de la estructura cuando la paredse mueve suficientemente hacia fuera para alcanzar un valor mínimo. La presiónpasiva es la presión lateral ejercida sobre la pared cuando el muro se muevesuficientemente hacia el suelo hasta que la presión alcanza un valor máximo. Unacondición especial de equilibrio es el estado de reposo en el cual el suelo no hasoportado ninguna de formación lateral. Dependiendo en la magnitud de ladeformación que haya ocurrido el estado final de esfuerzo, la presión de reposopuede ser un valor intermedio entre la presión pasiva y la presión activa.Presión de tierra en reposoLa presión de tierra en reposo es una función de la resistencia al cortante delsuelo, su historia esfuerzo - deformación y su historia de meteorización. El valor dela presión de reposo solamente debe aplicarse para aquellas situaciones dediseño donde el muro no puede moverse lateralmente por ningún motivo. Para unasuperficie de tierra horizontal el coeficiente de presión de reposo se define como larelación entre el esfuerzo horizontal y el vertical efectivos, en el suelo bajocondiciones cero deformación.SubdrenajesCon excepción de los muros diseñados para resistir presiones de agua tales comolas paredes de sótanos de edificios, es una buena práctica de Ingeniería construirsubdrenes detrás de todo tipo de muros. El sistema de drenaje debe diseñarse ental forma que se anticipe a capturar el agua antes de que afecte el muro. En losesquemas adjuntos se muestra sistemas típicos de subdrenaje para estructuras decontención. Adicionalmente, a los subdrenes deben colocarse huecos de drenajepara prevenir la presión hidrostática, los cuales son normales de diámetro de dosa tres pulgadas espaciados no más de 1.5metros horizontalmente y 1.0 metrosverticalmente, las columnas deben intercalarse. Los lloraderos deben colocarsedesde una altura baja mínima de 30 centímetros por encima del nivel del pie delmuro. Como una guía general el material de drenaje debe tener una permeabilidadde al menos100 veces mayor que la del suelo o roca a drenarse. El espesor de las TECNOLOGO OBRAS CIVILES Centro de Desarrollo Agroindustrial y Empresarial Servicio Nacional de Aprendizaje La Vega Cundinamarca
  20. 20. capas de drenaje generalmente es determinado por criterios deconstrucción másque por capacidad de drenaje. Se pueden utilizar drenes en geotextil o materialescompuestos, de acuerdo a los criterios de diseños de la mecánica de suelos.Diseño de murosUn diseño adecuado para un muro de contención debe considerar los siguientesaspectos:a. Los componentes estructurales del muro deben ser capaces de resistir losesfuerzos de corte y momento internos generados por las presiones del suelo ydemás cargas.b. El muro debe ser seguro contra un posible volcamiento.c. El muro debe ser seguro contra un desplazamiento lateral.d. Las presiones no deben sobrepasar la capacidad de soporte del piso defundación.e. Los asentamientos y distorsiones deben limitarse a valores tolerables.f. Debe impedirse la erosión del suelo por debajo y adelante del muro bien sea porla presencia de cuerpos de agua o de la escorrentía de las lluvias.g. Debe eliminarse la posibilidad de presencia de presiones de agua detrás delmuro.h. El muro debe ser estable a deslizamientos de todo tipo.ProcedimientoPara proceder al diseño una vez conocida la topografía del sitio y la alturanecesaria del muro debe procederse a:a. Escoger el tipo de muro a emplearse.b. Dibujar a escala la topografía en perfil de la sección típica del muro.c. Sobre la topografía dibujar un diagrama "tentativo" supuesto del posible muro. TECNOLOGO OBRAS CIVILES Centro de Desarrollo Agroindustrial y Empresarial Servicio Nacional de Aprendizaje La Vega Cundinamarca
  21. 21. d. Conocidas las propiedades de resistencia del suelo y escogida la teoría depresiones a emplearse, calcular las fuerzas activa y pasiva y su punto deaplicación y dirección de1/2 a 2/3, de acuerdo al ángulo de fricción del suelo y latopografía arriba del muro. Para paredes posteriores inclinadas se recomienda entodos los casos calcular las presiones con la teoría de Coulomb.e. Calcular los factores de seguridad así:- Factor de seguridad contravolcamiento.- Factor de seguridad contra deslizamiento de la cimentaciónf. Si los factores de seguridad no satisfacen los requerimientos deben variarse lasdimensiones supuestas y repetir los pasos de a hasta e. Si son satisfactorios seprocederá con el diseño.g. Calcular las presiones sobre el piso y el factor seguridad contra capacidad desoporte. Si es necesario debe ampliarse el ancho de la base del muro.h. Calcular los asentamientos generados y si es necesario ampliar la base delmuro.i. Diseñar los sistemas de protección contra:- Socavación o erosión en el pie.-Presencia de presiones de agua detrás del muro.j. Finalmente deben calcularse los valores de los esfuerzos y momentos internospara proceder a reforzar o ampliar las secciones del muro, de acuerdo a losprocedimientos estandarizados de la Ingeniería estructural.Recomendaciones para el diseño de murosDeseablemente la carga en la base debe estar concentrada dentro del terciomedio para evitar esfuerzos de tracciónPara volcamiento en muros permanentes debe especificarse un factor deseguridad de2.0 o mayor.Para deslizamiento debe especificarse un factor de seguridad de 1.5 o mayor.El análisis estructural es similar al de una viga con cargas repartidas. Debeconocerse previamente al diseño, el tipo de suelo que se empleará en el rellenodetrás del muro. En ningún caso se deben emplear suelos expansivos TECNOLOGO OBRAS CIVILES Centro de Desarrollo Agroindustrial y Empresarial Servicio Nacional de Aprendizaje La Vega Cundinamarca
  22. 22. CLASIFICACION ESTRUCTURAS DE CONTENCIONLas estructuras de contención pueden ser: TECNOLOGO OBRAS CIVILES Centro de Desarrollo Agroindustrial y Empresarial Servicio Nacional de Aprendizaje La Vega Cundinamarca
  23. 23. ESTRUCTURAS RIGIDASSon estructuras rígidas, generalmente de concreto, las cuales no permitendeformaciones importantes sin romperse. Se apoyan sobre suelos competentespara transmitir fuerzas de su cimentación al cuerpo del muro y de esta formagenerar fuerzas de contención.Las estructuras de contención rígidas son aquellas estructuras de contencióncuyos movimientos son de sólido rígido, pero no presentan movimientos en elinterior de la estructura, es decir, no se producen flexiones en la misma. Por lotanto, la ley de empujes viene influida exclusivamente por el valor, pero no por laforma. La utilización de muros rígidos es una de las formas más simples demanejar cortes y terraplenes. Los muros rígidos actúan como una masarelativamente concentrada que sirve de elemento contenedor a la masa inestable.El empleo de muros de contención rígidos para estabilizar deslizamientos es unapráctica común en todo el mundo, pero su éxito ha sido limitado por la dificultadque existe en el análisis de cada caso en particular y por las diferencias queexisten entre las fuerzas reales que actúan sobre el muro, en un caso dedeslizamiento y los procedimientos de análisis basados en criterios de presionesactivas, utilizando las teorías de presión de tierras de Rankine o Coulomb. Ocurrecon frecuencia que un deslizamiento de rotación, en donde la fuerza actuante enel pie tiene una componente vertical importante hacia arriba, levante el muro y sonmuchos los casos conocidos de fracasos en el empleo de muros para controlardeslizamientos rotacionales.Entre estos tenemos:CONCRETO REFORZADOUna estructura de concreto reforzado resiste movimientos debidos a la presión dela tierra sobre el muro. El muro a su vez se apoya en una cimentación por fuera dela masa inestable.Existen los siguientes tipos de muro reforzado:1. Muros empotrados o en cantiliber, en forma de L o T invertida, los cuales tienenuna placa semivertical o inclinada monolítica con otra placa en la base.2. Muroscon contrafuertes, en los cuales la placa vertical o inclinada está soportada porcontrafuertes monolíticos que le dan rigidez y ayudan a transmitir la carga a laplaca decimentación.3. Muros con estribos, en los cuales adicionalmente a laplaca vertical y la placa de cimentación y los contrafuertes, se construye una placasuperior sub-horizontal que aumentan la rigidez y capacidad para soportarmomentos. En la mayoría de los casos se colocan llaves o espolones de concreto TECNOLOGO OBRAS CIVILES Centro de Desarrollo Agroindustrial y Empresarial Servicio Nacional de Aprendizaje La Vega Cundinamarca
  24. 24. debajo de la placa de cimentación para mejorar la resistencia al deslizamiento.Una pared en concreto reforzado es generalmente, económica y viable paraalturas hasta de 8 metros. Para alturas mayores el espesor de la placa semi-vertical aumenta en forma considerable y el muro se vuelve muy costoso. Debetenerse en cuenta que, la utilización de contrafuertes o estribos generalmentedisminuye el costo comparativamente con un muro empotrado en L o T invertida.La pendiente de la pared de fachada debe dársele una inclinación ligera paraevitar la sensación visual de que el muro se encuentra inclinado. Generalmente,se recomienda una pendiente de 1 en 50.El diseño de un muro en concretoarmado incluye los siguientes aspectos:1. Diseño de la estabilidad intrínseca delmuro para evitar volcamiento o deslizamiento sobre el suelo de cimentación.2.Diseño de la estabilidad general del talud o cálculo del factor de seguridadincluyendo la posibilidad de fallas por debajo de la cimentación del muro.3. Diseñode las secciones y refuerzos internos para resistir momentos y cortantes.4. Cálculode capacidad de soporte de la cimentación. Para el diseño estructural se suponeque la placa vertical del muro se encuentra totalmente empotrada en la placa decimentación. La Oficina de Control Geotécnico de Hong Kong recomienda que entodos los casos de muro de concreto armado se utilicen presiones de reposo parael cálculo de las fuerzas sobre las paredes del muro. TECNOLOGO OBRAS CIVILES Centro de Desarrollo Agroindustrial y Empresarial Servicio Nacional de Aprendizaje La Vega Cundinamarca
  25. 25. TECNOLOGO OBRAS CIVILESCentro de Desarrollo Agroindustrial y Empresarial Servicio Nacional de Aprendizaje La Vega Cundinamarca
  26. 26. CARACTERISTICASResiste muy bien los esfuerzos de compresión, pero no tiene buencomportamiento frente a otros tipos de esfuerzos (tracción, flexión, cortante, etc.),por este motivo es habitual usarlo asociado al acero, recibiendo el nombrede hormigón armado.CARACTERISTICAS FISICAS  Densidad: en torno a 2.350 kg/m3  Resistencia a compresión: de 150 a 500 kg/cm2 (15 a 50 Mapa) para el hormigón ordinario. Existen hormigones especiales de alta resistencia que alcanzan hasta 2.000 kg/cm2 (200 Mapa).  Resistencia a tracción: proporcionalmente baja, es del orden de un décimo de la resistencia a compresión y, generalmente, poco significativa en el cálculo global. TECNOLOGO OBRAS CIVILES Centro de Desarrollo Agroindustrial y Empresarial Servicio Nacional de Aprendizaje La Vega Cundinamarca
  27. 27. MAQUINARIA  Equipo de Cerrilladlo:  1 Grúa pequeña (si fuese necesario)  Equipo de Hormigonado:  1 Camión Hormigonera.  1 Grúa con cubilote.  1 Bomba de hormigón (si fuese necesario)  Vibradores con cantidad en reservaEste tipo de muro resiste el empuje lateral de la presión del terreno, por medio delvoladizo de un muro vertical y una base horizontal. El muro se proyecta pararesistir los momentos de momentos de flexión y el cortante debidos al empuje delterreno. Primero se predimensiona el muro en su totalidad, luego se establece lascaracterísticas geométricas reales de la losa de base para satisfacer los requisitosde:Resistencia a la volcaduraDeslizamiento y AsentamientoPor lo general, el muro se hace mas grueso de lo requerido en la parte inferior conla finalidad que la sección adoptada, logre satisfacer el esfuerzo cortante y eldiseño balanceado. El Talón y la punta dela base se proyectan como voladizossoportados por el muro, el peso del suelo tiende a doblar el Talón hacia abajo ensentido contrario de una "resistencia pequeña" de la presión del suelo bajo la base, por contraste la presión ascendente del suelo tiende a doblar la punta haciaarriba , por ello para el Talón el acero principal se coloca cerca de la parte superiory para la punta, cerca de la parte inferior. El muro se construye después de labase, por lo general se forma una cuña en la parte superior de la base para evitarque el muro se deslice, además se dejan espigas salientes en la base paraamarrar el muro a ellas (a razón de una espiga por varilla del muro) ; las espigaspueden prolongarse para que sirvan también como refuerzo del muro.Recomendaciones para muros de concreto armado El diseño de muros en voladizo difiere del de muros de gravedad en los siguientesfactores: TECNOLOGO OBRAS CIVILES Centro de Desarrollo Agroindustrial y Empresarial Servicio Nacional de Aprendizaje La Vega Cundinamarca
  28. 28. a. La fricción suelo - muro en su parte posterior no se tiene en cuenta por no existirdesplazamiento a lo largo de este plano. Se considera que el suelo se desplazasolidariamente con el muro.b. El peso del suelo sobre el cimiento se considera como parte integral de la masadel muro en el cálculo de fuerzas.c. Se supone que el plano de aplicación de las presiones activas es el planovertical tomado en el extremo posterior del cimiento del muro.d. El diseño estructural interno requiere de especial cuidado. En ocasiones ennecesario colocar un dentellón para mejorar la resistencia al deslizamiento. En losdemás aspectos el diseño debe realizarse en la misma forma que el de un murode gravedad CONCRETO CICLÓPEOSe llama construcción ciclópea a la realizada con grandes piedras sin argamasa.Aunque algunos arqueólogos, las denominan también construcciones megalíticas,las construcciones ciclópeas se distinguen de aquéllas en que tienen algúnaparejo que puede ser más o menos poligonal y semi escuadrado o bien ciclópeopropiamente dicho; no así las megalíticas. TECNOLOGO OBRAS CIVILES Centro de Desarrollo Agroindustrial y Empresarial Servicio Nacional de Aprendizaje La Vega Cundinamarca
  29. 29. Los muros de concreto ciclópeo requieren un terreno de apoyo firme y nosusceptible a sufrir asentamientos por consolidación de las capas del suelo, estoes una condición indispensableLos muros de contención de hormigón ciclópeo son aquellos elementosestructurales que se sitúan para retener cargas de empujes laterales del terrenohacia un posible espacio, evitando deslizamientos al interior del mismo.Estos muros tienen una buena reacción ante esfuerzos de compresión que ejerceel empuje lateral sobre la superficie excavada, sin embargo el desempeño delmuro de contención a esfuerzos de pandeo por sub momentos de tracciónocasionados por curvas laterales, niveles freáticos, por lo cual se debeincrementar el espesor del muro de contención para retener estas cargas.Los muros de ciclópeo más frecuentes que se utilizan son: la Trunco Piramidal(1), la Trunco Piramidal Media (2) y la Escalonada (3):Procedimiento para la ejecución:Una vez realizada la excavación para el muro de contención, se procede a realizarel encofrado de acuerdo al diseño propuesto en los planos de construcciónarquitectónicos y civiles.La base de la excavación que va a portar el elemento estructural, deberá estarnivelada y compactada, para lo cual se recomienda colocar una carpeta de TECNOLOGO OBRAS CIVILES Centro de Desarrollo Agroindustrial y Empresarial Servicio Nacional de Aprendizaje La Vega Cundinamarca
  30. 30. hormigón pobre de dosificación H-18 (180 kg cemento/m3) en proporciones 1:4 encemento y arena corriente de construcción para optimizar la nivelación de lasprimeras capas.Se recomienda que el encofrado no tenga una altura mayor a 1 metro, ya quesiendo así, podría dificultarse el colocado de piedras. Una vez terminado elencofrado se utilizara una mezcla estructural de dosificación media H-25 (250kgcemento/m3) en proporciones 1:2:2 entre cemento, arena corriente y grava degranulometría mayor a 3/8”, la misma que se vaciara sobre la carpeta o base conun espesor mínimo de 15 centímetros para adherir la primera hilera de piedra. Lapiedra que se utiliza para estos muros debe ser un de diámetro entre 20 y 30cm. CARACTERISTICAS DEL HORMIGON CICLOPEOEl hormigón ciclópeo deberá tener las siguientes características principales segúnlo especificado.• Resistencia mínima a la compresión de probetas a los 28 días de 130 kg./cm2• Cantidad mínima de cemento utilizada será de 220 kg/m3 de hormigón colocado.• La relación máxima de agua - cemento deberá ser 0.70.• Revenimiento de 5 a 7.5 cm, vibrado y sin vibrar respectivamente.• Tamaño máximo del agregado grueso de 2".• El hormigón ciclópeo estará constituido por un 40% de piedra desplazada en un60% de hormigón. TECNOLOGO OBRAS CIVILES Centro de Desarrollo Agroindustrial y Empresarial Servicio Nacional de Aprendizaje La Vega Cundinamarca
  31. 31. ESTRUCTURAS FLEXIBLESSon estructuras masivas, flexibles. Se adaptan a los movimientos. Su efectividaddepende de su peso y de la capacidad de soportar deformaciones importantes sinque se rompa su estructuraLas estructuras de contención flexibles son aquellas en las que los movimientosde sólido rígido y los movimientos debidos a la flexión de la propia estructura, seproducen en porcentajes similares. Esta deformación hace que el movimiento dela estructura influya tanto en el valor, como en la forma de la ley de empujes sobrela estructura.La principal diferencia entre pantallas y entibaciones, es que las entibaciones sonmucho más flexibles que las pantallas.Los muros pantalla son elementos estructurales de contención de tierras,empleados tanto para sistemas de retención y contención temporal como paredespermanentes, solución muy utilizada en sótanos y aparcamientos subterráneos.Un muro pantalla o pantalla de hormigón in situ es una estructura de contenciónflexible muy empleado en ingeniería civil y que se realiza en la propia obra, lo queles diferencia de las pantallas de paneles prefabricados de hormigón.Diferencia entre muros y pantallasLa diferencia constitutiva entre muros y pantallas es que los muros se realizan, obien una vez realizada la excavación, o bien antes de realizar el relleno. Sinembargo, las pantallas se construyen siempre antes de realizar la excavación, o alo sumo, durante la excavación.MUROS CRIBALos muros criba, o también denominados muros jaula, están formados por dosclases de vigas cortas, que pueden ser de hormigón prefabricado o madera y quese entrecruzan entre sí, formando un armazón que es rellenado posteriormentecon material granular drenante. Generalmente son instalados con su intradós enpendiente, aunque puede ser vertical para aplicaciones de escasa altura. El murocriba es básicamente una estructura parecida a una caja formada porprefabricados de concreto entrelazados. El espacio interior de las cajas se rellenacon suelo granular permeable o roca para darle resistencia y peso, conformandoun muro de gravedad. Generalmente existen dos tipos de prefabricados que se TECNOLOGO OBRAS CIVILES Centro de Desarrollo Agroindustrial y Empresarial Servicio Nacional de Aprendizaje La Vega Cundinamarca
  32. 32. colocan en forma paralela a la superficie del talud o normal a este. Los travesañosson prefabricados normales al eje del muro en forma de I horizontal. En ocasiones,los travesaños son de una longitud tal que obliga a la construcción de un elementointermedio similar a sus puntas. Los largueros son prefabricados largos que seapoyan sobre los travesaños y que tienen como objeto contener el materialcolocado dentro de las cajas o Cribas. Las fuerzas son transferidas entre losprefabricados en los puntos de unión. Adicionalmente, se pueden colocarpequeños bloques que se les llaman “Almohadas” en localizaciones críticas entrelos prefabricados para soportar algunos esfuerzos, tales como torsiones y reducirla flexión. Algunos diseños de muros criba incluyen uniones metálicas o demadera entre los prefabricados para ayudar a transmitir las fuerzas. El muro cribatiene la ventaja de permitir asentamientos diferenciales importantes (Brandl,1985).El diseño de los muros criba consiste en diseñar el muro de gravedad y lassecciones refuerzo de los prefabricados de concreto. Debe tenerse en cuenta quealgunos sistemas son objeto de patentes. El ancho del muro criba depende de lalongitud de travesaños disponibles. El ancho mínimo generalmente, es de 1.2metros. Los muros de baja altura puede construirse verticales pero, para alturassuperiores a 2 metros generalmente, se construyen inclinados para mejorar suestabilidad. La inclinación del muro depende de las características de estabilidad yes común encontrar taludes inclinados de 1 a 4 hasta 1 a 10.En ocasiones se hanutilizado muros criba, conformados por travesaños de madera. La cara exterior delmuro criba generalmente, tiene una pendiente no superior a 0.25H: 1V El diseñodel muro criba incluye la estabilidad intrínseca de la masa total y el chequeo de laestabilidad interna a diversos niveles de altura del muro. Se sugiere realizaranálisis de estabilidad a cada metro de altura del muro. El muro Cribateóricamente se comporta como un muro de gravedad, pero presenta el problemade que no es masivo y se debe analizar la posibilidad de que ocurran superficiesde falla por encima del pie del muro. Los travesaños y los largueros debendiseñarse para resistir flexiones debidas a la presión horizontal del relleno sobrelos prefabricados. Las cabezas de los travesaños deben ser diseñadas pararesistir el cortante generado y deben ser capaces de transferir las fuerzas detensión inducidas. Los muros criba son más sensitivos a los asentamientosdiferenciales que otros tipos de muros flexibles. La altura máxima a la cual puedeconstruirse una pared criba de celda simple es aproximadamente 5 metros y laaltura máxima generalmente utilizada es de 7 metros, utilizando celdas dobles otriples. Los muros criba se construyen generalmente en alineamientos rectos, pero TECNOLOGO OBRAS CIVILES Centro de Desarrollo Agroindustrial y Empresarial Servicio Nacional de Aprendizaje La Vega Cundinamarca
  33. 33. con el manejo adecuado de elementos especiales pueden construirse en formacurva en radios mínimos hasta de 25 metros. Para el diseño del muro se puedenutilizar teorías de presión de tierras desarrolladas para silos de granos. Sinembargo, algunos autores recomiendan diseñar las unidades para el doble de lapresión calculada para este método. TECNOLOGO OBRAS CIVILES Centro de Desarrollo Agroindustrial y Empresarial Servicio Nacional de Aprendizaje La Vega Cundinamarca
  34. 34. GAVIONESLos gaviones son contenedores de piedras retenidas con malla de alambre. Secolocan a pie de obra desarmados y, una vez en su sitio, se rellenan con piedrasdel lugar. Los primeros en usar los gaviones fueron los egipcios hace más de 2000años, y estaban fabricados con caña y rellenos de piedra; eran usado para susfortificaciones y para el control de erosión. En nuestros días, los gaviones soncajas conformadas en malla de alambre de acero. Cada pieza es llenada conpiedra y conectada una con otra para formar una estructura de retenciónmonolítica y que trabaja por gravedad. Se fabrican con mallas (de triple torsión yescuadrada tipo 8x10 cm) de alambre de acero (con bajo contenido de carbono)de 2,7 mm, al que se le da tres capas de galvanizado. Los gaviones pueden tenerdiferentes aspectos, es muy frecuente encontrarlos con forma de cajas, quepueden tener largos de 1,5, 2, 3 y 4 metros, un ancho de 1 metro y una altura de0,5 ó 1,0 metros. Los alambres que forman las mallas de los gaviones, siempreque necesario, además del revestimiento con recubrimiento zinc aluminio, tambiénpueden ser recubiertos por una vaina continua de PVC (clorito de polivinilo). Esto TECNOLOGO OBRAS CIVILES Centro de Desarrollo Agroindustrial y Empresarial Servicio Nacional de Aprendizaje La Vega Cundinamarca
  35. 35. confiere una mejora a la protección contra la corrosión y los torna eficientes parael uso en marinas, ambientes contaminados y/o químicamente agresivos.Cuando los gaviones son instalados y rellenados con piedras, se convierten enelementos flexibles, armados, drenantes y aptos a ser utilizados en la construcciónde las estructuras más diversas (muros de contención, diques, canalizaciones,etc.).Se acostumbra a emplear una profundidad de 50 cm, sin embargo en algunoscasos es aconsejable aumentarla un metro o más dependiendo de la garantía queofrezca el suelo de fundación en lo referente a erosión por acción del agua u otroagente mecánico; para esto se debe realizar un estudio de suelos para determinarparámetros de resistencia peso unitario compresibilidad; capacidades del suelo ylos asentamientos.Usos Muros de contención: los muros de gaviones están diseñados paramantener una diferencia en los niveles de suelo en sus dos lados constituyendo ungrupo importante de elementos de soporte y protección cuando se localiza enlechos deríos. Conservación de suelos: la erosión hídrica acelerada es consideradasumamente perjudicial para los suelos, pues debido a este fenómeno, grandessuperficies de suelos fértiles se pierden; ya que el material sólido que sedesprende en las partes media y alta de la cuenca provoca el azolvamiento de lainfraestructura hidráulica, eléctrica, agrícola y de comunicaciones que existe en laparte baja. Control de ríos: en ríos, el gavión acelera el estado de equilibrio del cauce.Evita erosiones, transporte de materiales y derrumbamientos de márgenes,además el gavión controla crecientes protegiendo valles y poblaciones contrainundaciones. Decorativos: Recientemente se han utilizado como un nuevo recurso.Ejemplo: en Puerto Madero, Buenos Aires.CLASES DE GAVIONGavión CajaLos gaviones tipo caja son estructuras en forma de prisma rectangular fabricadascon malla hexagonal de doble torsión producidas con alambres de bajo contenidode carbono revestidos. TECNOLOGO OBRAS CIVILES Centro de Desarrollo Agroindustrial y Empresarial Servicio Nacional de Aprendizaje La Vega Cundinamarca
  36. 36. Los gaviones son subdivididos en células por diafragmas cuya función es reforzarla estructura. Todas la red, con excepción la de los diafragmas, es reforzada ensus extremidades por alambres de diámetro mayor que el de la malla, parafortalecer los gaviones y facilitar su montaje e instalación.Gavión SacoEstos gaviones están formados a partir de un único panel de malla hexagonal adoble torsión producida con alambres de bajo tenor de carbono revestidos yadicionalmente protegidos por una camada continua de material plástico (aplicadapor extrusión).Para el cierre de las extremidades del gavión tipo saco, cada unidad es provistacon alambres de acero insertados alternadamente entre las penúltimas mallas delos bordes libres. Tales alambres refuerzan cada elemento y le confieren mayorrapidez durante su instalación. Debido al contacto constante con aguas de calidaden general desconocida, los gaviones tipo saco son producidos en mallahexagonal a doble torsión fabricada con alambres protejidos con aleaciónZinc/Aluminio y revestidos con material plástico, tornándolos eficientes para usoen marinas, ambientes polidos y/o químicamente agresivos.El relleno de los gaviones tipo saco puede ser realizado por sus extremidades opor el lateral, luego de esta operación, ellos son aplicados utilizando equipamentosmecánicos (lingas, grúas, etc.).Los gaviones tipo saco son usados principalmente en obras emergenciales, enobras hidráulicas donde las condiciones locales requieren una rápida intervencióno cuando el agua no permite un fácil acceso al lugar (instalaciones subacuáticas) ocuando el suelo de apoyo presenta baja capacidad soporteLas ventajas y características son: Flexibilidad Permeabilidad Durabilidad Resistencia Versatilidad Integración paisajística Competitivos No necesitan cimentación TECNOLOGO OBRAS CIVILES Centro de Desarrollo Agroindustrial y Empresarial Servicio Nacional de Aprendizaje La Vega Cundinamarca
  37. 37. CAJAGAVION TECNOLOGO OBRAS CIVILES Centro de Desarrollo Agroindustrial y Empresarial Servicio Nacional de Aprendizaje La Vega Cundinamarca
  38. 38. IMPORTANTES CONSIDERACIONESDE LOS GAVIONES Recubrimiento del alambre y durabilidad Fuerza de la conexión Asentamientos diferenciales Piezas pre-ensambladas Fuerzas puntuales Ensamble Bioingeniería de sueloFuerzas puntualesUna estructura de gaviones alta estaráexpuesta a cargas internas de compresión altas. Esta sobrecarga tiende a hacerque la roca salgas y cargue la cara vertical de los gaviones. Es por tantofundamental que los gaviones sean capaces de repartir estas fuerzas. La malla TECNOLOGO OBRAS CIVILES Centro de Desarrollo Agroindustrial y Empresarial Servicio Nacional de Aprendizaje La Vega Cundinamarca
  39. 39. doble torsión puede repartir cargas puntuales altas gracias a las características dela malla y a la fuerza de las unionesVentajas La construcción de este tipo de estructuras es muy sencilla. Por lo general es mas económica que las obras realizadas en hormigón. Este tipo de estructuras soportan movimientos diferenciales sin perder laeficiencia. Posee una 39imentación flexible la cual le permite adaptarse a las condicionescambiante del terreno.En la práctica de la construcción de carreteras son muy utilizados tres tipos, quese distinguen entre sí más por su tamaño que por su comportamiento. 3. Gaviones de BaseSon gaviones de poco espesor (por lo general 0.50 m) y se emplean comofundación de una estructura.2. Gaviones de CuerpoCon mayor espesor que los gaviones de base (1m), son usados para conformar laparte exterior de la obra.3. Gaviones de recubrimiento, también denominados colchonetasSon de gran área, se emplean en el recubrimiento taludes y canales comoprotección contra la erosión superficialTIRANTESSon alambres preferiblemente del mismo calibre al de la malla, se ubican amedida que se colocan las capas de roca y es aconsejable cada 30 cm en formahorizontal o vertical según el requerimiento para hacer solidarias las carasopuestas de la estructura, y así evitar las deformaciones acosionadas por el pesodel material de relleno. Además de los tirantes horizontales y verticales se utilizanlos diagonales que son ubicado especialmente en los extremos de cada hilada dela estructura.En los últimos años se ha incrementado del desarrollo de gaviones plásticosutilizando productos plásticos, tales como el polietileno de alta densidad (HDEP) yel polipropileno biaxial. Estas mallas utilizan un sistema de estabilización contralos rayos UV del sol con el 2% de carbón negro. TECNOLOGO OBRAS CIVILES Centro de Desarrollo Agroindustrial y Empresarial Servicio Nacional de Aprendizaje La Vega Cundinamarca
  40. 40. Estos gaviones son canastas de forma muy similar a los gaviones metálicos, lascuales se elaboran con mallas plásticas de alta resistencia. La flexibilidad de losgaviones plásticos permite que estas estructuras se acomoden fácilmente a losasentamientos diferenciales, pero su principal propiedad es su resistencia a lacorrosión química del agua salada en los ambientes marinos, donde los gavionesmetálicos no son viables por el problema de su alta susceptibilidad a la corrosión.Diseño estructuralPROCESO CONTRUCTIVOSe prepara la cimentación hasta la profundidad ya preestablecida.Se coloca el filtro de geotextil de tal forma que cubra el piso y los lados de laexcavación. TECNOLOGO OBRAS CIVILES Centro de Desarrollo Agroindustrial y Empresarial Servicio Nacional de Aprendizaje La Vega Cundinamarca
  41. 41. Se estiran las mallas que conforman la estructuran para luego ser colocadas en elsitio fijado y llenado posteriormente con el material asignado. Una vez estiradas las caras y ubicado el gavión, se rellena con el materialasignado hasta completar una capa de 30 cm. Se verifica si es necesario colocar los tirantes para unir las caras opuestas, deser así, se colocan sobre la capa de 30 cm ya construida, de la misma forma paralos tirantes diagonales conformando las esquinas. Se realiza el mismo procedimiento para la fabricación de la segunda y terceracapa, teniendo en cuenta de colocar los tirantes si es necesario a los 30 cm comose hizo en la primera capa. Completadas las capas necesarias del material de relleno se observa que elgavión este lleno y se procede a cerrar la tapa de la canasta. TECNOLOGO OBRAS CIVILES Centro de Desarrollo Agroindustrial y Empresarial Servicio Nacional de Aprendizaje La Vega Cundinamarca
  42. 42.  Una vez cerrada la tapa de la canasta, se cosen todas las aristas superioresincluyendo las aristas de los diafragmas.MURO VENTAJAS DESVENTAJAS Fácil alivio de presiones de agua. Las mallas de acero Soportan movimientos sin pérdida galvanizado se corroen de eficiencia. Es de construcción fácilmente en ambientes ácidos, sencilla y económica por ejemplo, en suelos residuales de granitos se Gran flexibilidad y tolerancia ya que requiere cantos o bloque deGAVIONES las estructuras de la tierra reforzada roca, los cuales no con geotextil se ajustan fácilmente a necesariamente están los pequeños asentamientos y los disponibles en todos los sitios. TECNOLOGO OBRAS CIVILES Centro de Desarrollo Agroindustrial y Empresarial Servicio Nacional de Aprendizaje La Vega Cundinamarca
  43. 43. movimientos diferentes Al amarre de la malla y las unidades generalmente no se le hace un buen control de calidadFLEXIBLEPermiten la adaptación de las estructuras a lasdeformaciones y movimientos del terreno, sin perder suestabilidad y eficiencia. Debido a su flexibilidad es elúnico tipo de estructura que no requiere fundacionesprofundas, aun cuando son construidas sobresueloscon baja capacidad de soporte. Esa característicatambién permite, en la mayor ía de los casos, que laestructura se deforme mucho antes del colapsopermitiendo la detección anticipada del problema ydando oportunidad de realizar intervenciones derecuperación, minimizando gastos y evitandoaccidentes de proporciones trágicasDETERMINACIÓN DEL EMPUJEConceptos básicosEmpuje de tierra es la resultante de las presiones laterales ejercidas por el suelosobre una estructura de contención o de fundación. Estas presiones pueden serdebido al peso propio del suelo o a sobrecargas aplicadas sobre él. El valor delempuje sobre una estructura depende fundamentalmente de la deformación queesta sufre debido a la acción de este empuje. Se puede visualizar esta interacciónefectuándose un experimento que utiliza un paramento vertical móvil, como elmostrado en la figura 3.4.1, soportando un desnivel de suelo. Se verifica que lapresión ejercida por el suelo el paramento varia con el desplazamiento de esteultimoAnálisis de estabilidad de la estructura de contenciónTIPOS DE ROTURAEs necesario la verificación de seguridad de la estructura de contención a losdiversos tipos de rotura. En el caso de muros de contención de gaviones, los tiposprincipales de rotura que pueden ocurrir están mostrados en la figuraDeslizamiento sobre la base: TECNOLOGO OBRAS CIVILES Centro de Desarrollo Agroindustrial y Empresarial Servicio Nacional de Aprendizaje La Vega Cundinamarca
  44. 44. Ocurre cuando la resistencia al deslizamiento a lo largo de la base del muro,sumada al empuje pasivo disponible al frente de la estructura, es insuficiente paraneutralizar el efecto del empuje activo actuante.Teoría y cálculos de estabilidadVuelco:Ocurre cuando el momento estabilizante del peso propio del muro en relación alpunto de vuelco es insuficiente para neutralizar el momento del empuje activo.No asentamientos excesivos:Ocurre cuando las presiones aplicadas por la estructura sobre el suelo defundación son superiores a su capacidad de carga.Rotura global del macizo:Deslizamiento a lo largo de una superficie de rotura que envuelve a la estructurade contención.Rotura interna de la estructura:Rotura de las secciones intermedias entre gaviones, que puede ocurrir tanto pordeslizamiento como por exceso de presión normal. Rotura de la fundación TECNOLOGO OBRAS CIVILES Centro de Desarrollo Agroindustrial y Empresarial Servicio Nacional de Aprendizaje La Vega Cundinamarca
  45. 45. MUROS EN PIEDRA (MURO DE CONTENCION EN ESCOLLERA)El elemento principal que interviene en la ejecución de la tipología de muro es elbloque de escollera, unidad básica a partir de la cual, por agregación se construyeel muro.Es por ello que las propiedades de los bloques tienen una especial incidencia en elcomportamiento de la obra. Los bloques de escollera deben provenir de macizosrocosos sanos, de canteras, o de las excavaciones de la propia obra y seobtendrán mediante voladura. TECNOLOGO OBRAS CIVILES Centro de Desarrollo Agroindustrial y Empresarial Servicio Nacional de Aprendizaje La Vega Cundinamarca
  46. 46. Cimiento La cota de cimentación será de acuerdo con los criterios establecidos en elanálisis del estudio de suelos, siendo recomendable en todo caso, unaprofundidad mínima de un metro. El fondo de la excavación de la cimentación seejecutara normalmente con una contra inclinación respecto a la horizontal de valoraproximado de 3H:1V.En general la escollera del cimiento se debe hormigonar pudiendo en ocasionesutilizar recebo pétreo con material de las mismas características de la escollera.El hormigonado del cimiento del muro de escollera es necesario para poderconsiderar que trabaja como elemento rígido. TECNOLOGO OBRAS CIVILES Centro de Desarrollo Agroindustrial y Empresarial Servicio Nacional de Aprendizaje La Vega Cundinamarca
  47. 47. La cota a alcanzar con el hormigón y las pendientes a dar con su superficie paraevitar a comulaciones de agua enrazando normalmente con los bordes de laexcavación o los elementos de drenaje. TECNOLOGO OBRAS CIVILES Centro de Desarrollo Agroindustrial y Empresarial Servicio Nacional de Aprendizaje La Vega Cundinamarca
  48. 48. Cuerpo del muroLa superficie de apoyo de la primera hilada de la escollera sobre la cara superiordel cimiento de escollera hormigonada, debe tener una inclinación media hacia eltrasdós entorno al 3H:1V y presentar una superficie final dentada e irregular quegarantiza la Trabazón entre el cuerpo del muro y la cimentación. TECNOLOGO OBRAS CIVILES Centro de Desarrollo Agroindustrial y Empresarial Servicio Nacional de Aprendizaje La Vega Cundinamarca
  49. 49. TrasdósEn general se deberá disponer un relleno de material granular en el trasdós delmuro con un espesor mínimo de un metro. Con este relleno de material granularse pretende las siguientes funciones. Materializar una transición granulo métrica entre el terreno natural relleno del cuerpo del muro. Repartir del modo relativamente uniforme, los empujes sobre el cuerpo del muro de escollera. Interponer una capa granular con buenas características drenantes entre el terreno natural o relleno y el muro Dificultar la salida de material del terreno natural o relleno, a través de los huecos entre bloques de escollera. Elementos de drenaje Drenaje superficial: se debe proyectar medidas oportunas para evitar que el agua de escorrentía desagüe al relleno granular del trasdós del propio muro de escollera. TECNOLOGO OBRAS CIVILES Centro de Desarrollo Agroindustrial y Empresarial Servicio Nacional de Aprendizaje La Vega Cundinamarca
  50. 50. Drenaje subterráneo: debe evitarse la comulación de aguas en el trasdós y el cimiento del muro. Particularidades de los muros de contención El principal condicionante que suele presentar los muros de contención es que se deben ejecutar sobre una ladera natural o talud en desmonte en la que únicamente se podrán emprender determinadas actividades puntuales en el motivo de la ejecución del muro es que dichas laderas o taludes presentan problemas de estabilidad pretendiéndose con el mismo bien de forma aislada o conjuntamente con otras actuaciones proporcionar un nivel de contención adecuado.MUROS EN LLANTAS USADASLos muros en llantas usadas conocidos como Pneusol o Tiresoil consisten enrellenos de suelo con llantas de caucho usadas embebidas. Las llantas son unidasentre sí por soga de refuerzo. Generalmente, se utilizan sogas de polipropileno yse conoce de la utilización de elementos metálicos (Abramson 1996).Laresistencia a la extracción (pull out) es relativamente alta para los gruposde llantasy el peso unitario del relleno es relativamente bajo. La de formabilidad delterraplén es alta pero su resistencia al cortante también aumenta. Generalmente,el análisis interno de los muros con llantas es el de un muro armado. Tanto los TECNOLOGO OBRAS CIVILES Centro de Desarrollo Agroindustrial y Empresarial Servicio Nacional de Aprendizaje La Vega Cundinamarca
  51. 51. elementos de anclaje como los de retención superficial del suelo son construidoscon llantas. Varias de las llantas en la superficie del talud son conectadas pormedio de sogas de acuerdo a una determinada distribución. Como las llantas en lasuperficie están conectadas a las llantas de anclaje, se generan una fuerza deacción en la soga que las conecta. Si este refuerzo es lo suficientemente fuertepara no fallar la tensión y la resistencia de la extracción de la llanta es mayor quela fuerza de fricción, entonces la estructura permanecerá estable. Los muros dellantas usadas son muy flexibles y se acomodan fácilmente a los asentamientosreferenciales. Cada llanta se conecta a su vecina con soga de polipropileno onylon. Generalmente, se utilizan tendones de 8 a 10 mm. De diámetro.Sumanarathna, (1997), reporta muros hasta de 20 metros de altura utilizandollantas usadas. El muro de llantas puede ser integral en tal forma, que todo elvolumen de terraplén esté entrelazado con llantas, las cuales ocupan buena partede su volumen total, o puede utilizarse el sistema de muro de llantas en el cual secolocan llantas en la parte posterior del terraplén como anclaje de sogas depolipropileno, las cuales amarran las llantas internas con las llantas en la paredexterior del muro. TECNOLOGO OBRAS CIVILES Centro de Desarrollo Agroindustrial y Empresarial Servicio Nacional de Aprendizaje La Vega Cundinamarca
  52. 52. TECNOLOGO OBRAS CIVILESCentro de Desarrollo Agroindustrial y Empresarial Servicio Nacional de Aprendizaje La Vega Cundinamarca
  53. 53. TIERRA REFORZADAEl sistema más popular de muros de tierra reforzada es el refuerzo de terraplenescon geotextiles, en el cual el mecanismo de transmisión de esfuerzos espredominantemente de fricción. Existe una gran cantidad de geotextiles dediferentes propiedades mecánicas, tejidos y no tejidos. Los rellenos utilizados songeneralmente materiales granulares que van desde arenas limosas hasta gravas.Un problema importante de los geotextiles es su deterioro con la luz ultravioletadel sol y por esto se requiere que este material permanezca cubierto, con concretoemulsión asfáltica o suelo con vegetación. Recientemente se han introducido en elmercado las geomallas que son mallas poliméricas o metálicas con una formadeterminada, en dos direcciones, en el cualse incluye el efecto de fricción yademás, el efecto de agarre dentro del suelo. En ocasiones la geomallas llevavarillas para ayudar a la resistencia de arrancamiento de la malla. Generalmente,las geomallas tienen mayor resistencia al arrancamiento que los geotextiles. Relleno El material de relleno debe ser un material capaz de desarrollar fricción y no debe contener materiales orgánicos o perecederos como vegetación o residuos indeseados. Comúnmente se utiliza relleno granular pero cuando no se dispone de materiales de grava o arena se utiliza arcilla o suelos residuales, en estos casos se debe tener especial cuidado, teniendo en cuenta, la importante TECNOLOGO OBRAS CIVILES Centro de Desarrollo Agroindustrial y Empresarial Servicio Nacional de Aprendizaje La Vega Cundinamarca
  54. 54. reducción de capacidad al arrancamiento en los suelos arcillosos, cuando sonsaturados (Elias y Swanson, 1983).En ocasiones se utiliza piedra triturada. Eneste caso debe tenerse cuidado de que el refuerzo sea de un grosor suficienteque impida su rotura, causada por los bordes angulosos del trituradoPared exterior del MuroEn la parte exterior del muro se pueden colocar elementos prefabricados deconcreto reforzado en láminas de acero, o geotextiles recubiertos con concretolanzado o protecciones vegetales.ConectoresEl material utilizado para conectar las paredes del muro con los anclajes y lasparedes entre sí debe ser de material electrolíticamente compatible, en talforma que no promueva la corrosión por el uso de metales disímiles. Lastuercas que se utilicen deben ser de acero grado 8. Los conectores debendiseñarse en tal forma que la resistencia total del conector no sea inferior a laresistencia total del refuerzo. TECNOLOGO OBRAS CIVILES Centro de Desarrollo Agroindustrial y Empresarial Servicio Nacional de Aprendizaje La Vega Cundinamarca
  55. 55. El PH del relleno en el caso de tierra armada con refuerzo metálico debe sersuperior a seis para impedir la corrosión acelerada del acero. El material debecompactarse a una densidad tal que garantice la estabilidad del relleno encuanto a resistencia y compresibilidad. Comúnmente se exigen densidadessuperiores al 95% de la densidad máxima Proctor modificado. El proceso decompactación debe realizarse teniendo cuidado de no romper o deteriorarloselementos de refuerzo. Debe impedirse que los vehículos tales como volquetaspasen por encima del refuerzo, antes de colocar el relleno. El relleno cerca dela pared debe compactarse utilizando un equipo liviano, bien sea un rodillopequeño vibratorio, una placa vibratoria de peso no mayor a mil kilos o un vibrotamper. A distancias superiores a 1.5 metros de la pared puede utilizarseequipo pesadoDiseñoLos rellenos o muros de tierra armada deben diseñarse para estabilidad internay externa. La estabilidad interna requiere que el refuerzo proporcione suficienteresistencia al cortante para garantizar la estabilidad de la masa de relleno. Elrefuerzo debe tener un tamaño, espaciamiento y longitud tales que no falle a TECNOLOGO OBRAS CIVILES Centro de Desarrollo Agroindustrial y Empresarial Servicio Nacional de Aprendizaje La Vega Cundinamarca
  56. 56. tensión bajo los esfuerzos a los que son sometidos y no se salga (pull out) dela masa de suelos. En lo referente a estabilidad externa, el muro de tierraarmada debe satisfacer los mismos requisitos de capacidad de soporte,deslizamiento y volcamiento de un muro convencional.El método más utilizado de diseño de muro de tierra armada es calcular elrefuerzo horizontal suficiente para resistir las presiones activas del suelo derelleno de la estructura armada. El diseño incluye varias etapas así:1. Cálculo de las fuerzas o presiones activas.2. Distribución de estas presiones o fuerzas entre los diversos elementos derefuerzo.Estas presiones se distribuyen en forma gráfica de acuerdo a lalocalización de cadaelemento. La fuerza total corresponde al área aferente deldiagrama de presiones. TECNOLOGO OBRAS CIVILES Centro de Desarrollo Agroindustrial y Empresarial Servicio Nacional de Aprendizaje La Vega Cundinamarca
  57. 57. 3. Cálculo de la resistencia a tensión del elemento de refuerzo.4. Análisis de la longitud requerida para evitar arrancamiento de los refuerzos.5. Diseño de la pared exterior.6. Diseño del sistema de subdrenaje TECNOLOGO OBRAS CIVILES Centro de Desarrollo Agroindustrial y Empresarial Servicio Nacional de Aprendizaje La Vega Cundinamarca
  58. 58. ESTRUCTURAS ANCLADASEl concepto básico de los muros anclados es el de resistir y reforzar las presionesde tierra mediante la instalación de anclajes de acero a espaciamientos muy entresi, usualmente entre 1 a 2 metros. Estos anclajes son conocidos como clavos deanclaje y se colocan en el talud o excavación a los espaciamientos y según laslongitudes dictados por el diseñoEl procedimiento constructivo típico consiste en la construcción desde la cima alpie del corte, realizando la excavación a medida se va profundizando el corte.ESPECIFICACIONES ESTRUCTURALES  los clavos de estabilización indicados en el detalle, será de varilla corrugada #6, grado 60 que deberá instalarse en la posición y a las longitudes requeridas según la altura del diseño del muro y a un ángulo de 5 grados con respecto a la horizontal tal y como se muestra en los planos constructivos del sistema  el agujero para la instalación del clavo será de 4.5 pulgadas, una vez que el clavo este instalado deberá rellenarse con lechada fabricada con cemento  la proporción requerida para la fabricación de la lechada es:7.5 gal de agua(1 1/2 baldes) para 1 bolsa de cemento  debido a que el clavo de anclaje no puede quedar en contacto directo con el suelo y para lograr un adecuado recubrimiento al momento de verter la lechada es necesario introducirlo al agujero de perforación con unos centralizadores o separadores de seguridad a intervalos irregulares, estos separadores serán fabricados de PVC  la pantalla del muro consistirá en una pantalla de 15cm de espesor, utilizando un hormigón con resistencia f´c=210 kg/cm2, reforzado con una malla electrosoldada  la malla electrosoldada utilizada para la pantalla del muro deberá cumplir con la especificación de una electromalla 6x6 pulgadas  la placa de metal a utilizarse deberá tener un espesor e=3/8pulgadas, sujetando a 4 varillas de 3/8”y a la malla electrosoldada, a esta se le aplicara soldadura para sujetarla al clavo TECNOLOGO OBRAS CIVILES Centro de Desarrollo Agroindustrial y Empresarial Servicio Nacional de Aprendizaje La Vega Cundinamarca
  59. 59. ESPECIFICACIONES DE DRENAJE  para este sistema consistirá en un tubería de PVC de 2 pulgadas de diámetro y con una longitud que deberá sobre pasar la longitud máxima de los clavos de anclaje a un angulo inverso de 15 grados  el procedimiento de perforación para instalar la tubería de drenaje será el mismo que el descrito en las especificaciones estructurales, con la excepción de que el diámetro de perforación deberá ser menorLos anclajes en roca pueden realizarse de muchas formas:1. Dovela de concreto reforzada para prevenir que se suelte un bloque de rocaen la cresta de un talud. Estos pernos son comúnmente varillas de acerocolocadas en huecos preperforados, inyectando una resina epóxica o cemento,las varillas generalmente, no son tensionadas debido a que la roca puedemoverse al colocar la tensión, se utiliza hierro de alta resistencia en diámetrosque varían desde 1/2 a 1.5 pulgadas.2. Mallas exteriores de alambre galvanizado ancladas con pernos para evitarlaocurrencia de desprendimientos de bloques de roca o material. Debe tenerseen cuenta que los anclajes de mallas protegen de la caída de bloquessuperficiales, pero no representan estabilidad para el caso de fallas de bloquesgrandes o movimientos de grandes masas de suelo o roca.3. Anclajes tensionados para impedir el deslizamiento de bloques de roca a lolargo de un plano de estratificación o fractura. Estos anclajes, generalmenteutilizan cable de acero, los cuales se colocan en huecos preperforados einyectados. La fuerza de tensionamiento depende de la longitud ycaracterísticas del anclaje y no es raro utilizar fuerzas hasta de 50 toneladaspor ancla.4. Muro anclado para prevenir el deslizamiento de una zona suelta. Los murosanclados generalmente, incluyen el concreto lanzado para prevenir elmovimiento de bloques en una zona fracturada y drenaje de penetración paraimpedir la presión de agua. Estos muros anclados pueden ser pasivos oactivos dependiendo de si son pretensionados o no. TECNOLOGO OBRAS CIVILES Centro de Desarrollo Agroindustrial y Empresarial Servicio Nacional de Aprendizaje La Vega Cundinamarca
  60. 60. La perforación debe realizarse en tal forma que se garantice una superficierugosa entre el suelo y el cementante a todo lo largo del bulbo. Es importantegarantizar que no haya colapso de las paredes de la excavación paragarantizar quela adherencia de la mezcla se haga con el suelo natural intacto.La perforación debe limpiarse adecuadamente. El alineamiento de laperforación no debe permitir desviaciones mayores de 1 en 20. La desviaciónde la línea recta no debe exceder 20mm. en 3 metros de longitud. El anclajedebe colocarse lo más rápidamente posible después de terminada laperforación y en ningún caso la demora debe ser superior a 24 horas.El diámetro del hueco de perforación generalmente es determinado por el tipode equipo disponible. El diámetro debe ser de tal tamaño que permita lainserción del perno sin necesidad de forzarlo. Un hueco de gran tamaño nomejora el diseño y puede resultar en costos innecesarios de perforación.Generalmente la resistencia en el contacto perno-lechada es muy alta y eldiseño se realiza sobre la base del contacto lechada – roca. Comúnmente elancla es fijada utilizando cemento Portland ordinario y agua. La mezclaconsiste generalmente, de cemento sin contracción y agua en una relaciónagua cemento que varía de 0.4 a 0.45. Esta relación produce una lechada quepuede ser bombeada por el orificio del perno y al mismo tiempo producir unaalta resistencia, con un mínimo de exudación de agua de la mezcla. Se puedenagregar productos químicos especiales para reducir la contracción y exudacióny para incrementar la viscosidad.No se debe utilizar cemento con altos contenidos de alúmina. No serecomienda la utilización de arena mezclada con el cemento. Las cantidadesde sulfatos, cloruros y nitratos de la mezcla no deben exceder los porcentajesde 4%,0.1% y 0.1% respectivamente. La expansión libre de la mezcla atemperatura ambiente no debe exceder del10%.La preparación de la mezcla de inyección debe realizarse utilizandounamezcladora que le dé una consistencia uniforme en un tiempo menor de5minutos. Después de mezclado, la mezcla preparada debe sercontinuamenteagitada. Previamente al proceso de inyección se debe pasar lamezcla por un tamiznominal de 1.2 mm. El tiempo máximo permitido entre laadición del cemento a lamezcla y la inyección es de 30 minutos. La bomba deinyección debe serdesplazamiento positivo (pistón o tornillo).La inyección debe TECNOLOGO OBRAS CIVILES Centro de Desarrollo Agroindustrial y Empresarial Servicio Nacional de Aprendizaje La Vega Cundinamarca
  61. 61. realizarse lo más rápidamente posible después de colocadoel anclaje dentro dela perforación. El procedimiento de inyección debe garantizar que no quedeaire o agua dentro de la zona inyectada. La inyección debe colocarse en formalenta y permanente y debe continuar hasta la terminación del trabajo que es elmomento en el cual ha salido mezcla continua por el tubo de salida durante porlo menos 1 minuto. El tensionado del ancla no debe realizarse hasta que sehaya obtenido una resistencia mínima de 25 MP a en la mezcla. El gato oequipo de tensionamiento debe tener capacidad para por lo menos 1.8 veces lacarga de diseño (Geotechnical Control Office, 1989). La tensión máxima que secoloque al tendón debe ser menor del 80% de la carga de falla nominal última.Cuando se tensiona un anclaje es importante chequear que la carga de diseñorealmente fue colocada, utilizando el procedimiento del Post TensioningInstitute (1985). El procedimiento consiste en un cargue secuencial cíclicohasta una carga máxima del 150% de la carga de diseño, midiendo la deflexiónde la cabeza del anclaje, a medida que es tensionado. El método común detensionamiento es utilizando un gato hidráulico con un hueco cilíndrico centralque permite aplicar la carga en forma precisa y axial. Las zonas de rocafracturada o degradada pueden ser protegidos colocando una capa deconcreto lanzado. El concreto lanzado rellena los espacios entre la roca yproduce una estructura de retención superficial. Sin embargo, este concreto noimpide totalmente el deslizamiento y se requiere en muchos casos que vayaacompañado en muchos casos de pernos o anclajes. El concreto lanzado debereforzarse superficialmente utilizando una malla metálica. Las áreas cubiertascon concreto lanzado deben drenarse utilizando drenes de penetración olloraderos a través del concreto lanzado.MICROPILOTES (SOIL NAILING)El Soil Nailing es un método de refuerzo in situ utilizando micropilotes vacíoscapaces de movilizar resistencia a tensión en el caso de ocurrencia de unmovimiento. Se diferencian de los pilotes en cuanto los micropilotes no resistencargas laterales a flexión. Los micropilotes pueden ser varillas de acero, tuboso cables que se introducen dentro del suelo natural o la roca blanda y soninyectados dentro de huecos preperforados. Generalmente son espaciados adistancias relativamente pequeñas. Los micropilotes pueden ser hincados oinyectados en perforaciones previamente realizadas. Junto con el suelo estos TECNOLOGO OBRAS CIVILES Centro de Desarrollo Agroindustrial y Empresarial Servicio Nacional de Aprendizaje La Vega Cundinamarca
  62. 62. alfileres o nail forman una estructura de suelo reforzado. Los nail o alfileres se diferencian de los anclajes en el sentido de que son pasivos, o sea, que no son postensionados. Adicionalmente los Nails están mucho más cercanamente espaciados que los anclajes. Comúnmente se utiliza un alfiler por cada uno o seis metros cuadrados desuelo de superficie. La estabilidad de la superficie del terreno es controlada por una capa delgada de concreto lanzado, de espesor de 12 a 18 centímetros con una malla de refuerzo. Estas estructuradas se les utilizan tanto en suelos granulares como cohesivos. Existen dos sistemas de funcionamiento de los micropilotes:Micropilotes que transfieren las cargas a través de suelos sueltos o blandos a unmaterial mucho más competente. En este caso los micropilotes se diseñananclados o como si conformaran una estructura aporticada.Micropilotes que refuerzan el suelo (Juran, 1996).La estabilidad del Soil nailing sebasa en dos factores así:a. Desarrollo de fricción o adhesión en la inter fase suelo alfiler.b. Resistencia pasiva desarrollada a lo largo de la superficie perpendicular a ladirección del soil nailing. Este sistema es mucho más efectivo en suelosgranulares duros y en arcillas limosas competentes. El suelo debe tener suficienteresistencia para resistir un talud vertical de aproximadamente dos metros de alturasin deformación. El sistema de Soil nailing no es muy efectivo en suelosgranulares sueltos o en arcillas blandas. La presencia de niveles freáticos altostambién puede representar dificultades de construcción. TECNOLOGO OBRAS CIVILES Centro de Desarrollo Agroindustrial y Empresarial Servicio Nacional de Aprendizaje La Vega Cundinamarca

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