Estructuras de contencion a

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Mecanica de Suelos II. Muros de Contención A

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Estructuras de contencion a

  1. 1. UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍAFACULTAD DE INGENIERÍA CIVILSECCIÓN DE POSTGRADODr. ZENÓN AGUILAR BARDALESCENTRO PERUANO JAPONÉS DE INVESTIGACIONESSÍSMICAS Y MITIGACIÓN DE DESASTRES - CISMIDPRINCIPIOS DE SUELOSREFORZADOS Y PROPIEDADESDEL SISTEMA DE DISEÑO
  2. 2. CONTENIDOCONTENIDO• ESTRUCTURAS DE CONTENCIÓN• TIPOS DE ESTRUCTURAS DE CONTENCIÓN• CONCEPTOS DE SUELOS REFORZADOS• INTERACCIÓN SUELO-REFUERZOUTILIZANDO CONCEPTOS NORMALIZADOS• PROPIEDADES DE LA INGENIERÍA BASADOSEN LA EXPLORACIÓN Y PRUEBAS DE CAMPO• PROPIEDADES ESTRUCTURALES DE DISEÑO
  3. 3. ESTRUCTURAS DE CONTENCIESTRUCTURAS DE CONTENCIÓÓNN• Puede definirse como estructura de contención, acualquier obra capaz de contener o soportar laspresiones laterales (empujes de tierra) generadaspor un talud vertical o próximo de la vertical.• En el caso de un deslizamiento de tierra el muroejerce una fuerza para contener la masa inestable ytransmite esa fuerza hacia la cimentación o zona deanclaje fuera de la masa susceptible de moverse.• Para garantizar su estabilidad debe evitarse lasdeformaciones excesivas o movimientos de laestructura de contención o del suelo a su alrededor.
  4. 4. TIPOS DE ESTRUCTURAS DE CONTENCITIPOS DE ESTRUCTURAS DE CONTENCIÓÓNN• MUROS MASIVOS RÍGIDOS• MUROS MASIVOS FLEXIBLES• SUELOS REFORZADOS• ESTRUCTURAS ANCLADAS• ESTRUCTURAS ENTERRADAS
  5. 5. MUROS MASIVOS RÍGIDOS:Estructuras rígidas, generalmente de concreto, lascuales no permiten deformaciones importantes. Seapoyan sobre suelos competentes.TIPOS:- Concreto armado- Concreto simple- Concreto ciclópeo
  6. 6. MUROS EM FORMA DE T INVERTIDA Y L CONTRAFUERTESCONCRETO ARMADO CONCRETO SIMPLE CONCRETO CICLÓPEO
  7. 7. MUROS MASIVOS FLEXIBLESSe adaptan a los movimientos. Su efectividad dependede su peso y de la capacidad de soportar deformacionesimportantes sin que se rompa su estructura.TIPOS:- Gaviones- Cribas- Llantas- EmpedradosGAVIONES
  8. 8. MAMPOSTERÍA DE PIEDRACRIBASLLANTAS
  9. 9. SUELOS REFORZADOSConstituido de la combinación de dos materiales:- Suelo, con capacidad de resistencia a la compresión,- Elementos de refuerzo, generalmente geosintéticos,con capacidad de resistencia a la tracción.Internamente deben su resistencia principalmente, alrefuerzo y externamente actúan como estructurasmasivas por gravedad.Permite construirse sobre fundaciones débiles y toleraasentamientos diferenciales. Se requiere espaciodisponible superior al de cualquier otra estructura decontención.
  10. 10. TIPOS DE SUELOS REFORZADOS:- Refuerzo con tiras metálicas- Refuerzo con geotextiles- Refuerzo con mallas
  11. 11. TIERRA ARMADAGEOGRILLA
  12. 12. TERRAMESH VERDEMaccaferri 1979TERRAMESH SYSTEMMaccaferri 1979
  13. 13. ESTRUCTURAS ENTERRADASSon estructuras esbeltas, las cuales generalmentetrabajan empotradas en su extremo inferior.Internamente están sometidas a esfuerzos de flexión ycortante.TIPOS:- Tablestacas- Pilas o caisons- Pilotes- Muros pantalla
  14. 14. MURO PANTALLATABLESTACADOSLÍNEA DE ESTACASTABLESTACAS PILAS O CAISONS PILOTES
  15. 15. ESTRUCTURAS ANCLADASEn las estructuras ancladas generalmente se colocanvarillas o tendones de acero en las perforacionesrealizadas con taladro, posteriormente se inyectan conun cemento. Los anclajes pueden ser pretensados paracolocar una carga sobre un bulbo cementado o puedenser cementados simplemente sin colocarles cargaactiva.TIPOS:- Anclaje y pernos individuales- Muros anclados- Nailing (Rootpiles)
  16. 16. PERNOS MUROS ANCLADOS NAILINGESTRUCTURA ANCLADA - PANELES O LOSAS
  17. 17. ESTRUCTURA ANCLADA - VIGAS RETICULADAS
  18. 18. Selección del tipo de estructura de contenciónFactores que deben tenerse en cuenta para seleccionar el tipode muro de contención:a. Localización del muro de contención propuesto, su posiciónrelativa con relación a otras estructuras y la cantidad deespacio disponible.b. Altura de la estructura propuesta y topografía resultante.c. Condiciones del terreno y agua freática.d. Cantidad de movimiento del terreno aceptable durante laconstrucción y la vida útil de la estructura, y el efecto deeste movimiento en muros vecinos, estructuras o servicios.e. Disponibilidad de materiales.f. Tiempo disponible para la construcción.g. Apariencia.h. Vida útil y mantenimiento
  19. 19. Diseño de murosUn diseño adecuado para un muro de contención debe considerarlos siguientes aspectos:a. Los componentes estructurales del muro deben ser capaces deresistir los esfuerzos de corte y momento internos generados porlas presiones del suelo y demás 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 delpiso de fundación.e. Los asentamientos y distorsiones deben limitarse a valorestolerables.f. Debe impedirse la erosión del suelo por debajo y adelante delmuro, bien sea por la presencia de cuerpos de agua o de laescorrentía de las lluvias.g. Debe eliminarse la posibilidad de presencia de presiones de aguadetrás del muro.h. El muro debe ser estable a deslizamientos de todo tipo.
  20. 20. ProcedimientoEn el proceso de diseño del muro se debe proceder a:a. Escoger el tipo de muro a emplearse.b. Dibujar a escala la topografía en perfil de la sección típicadel muro.c. Sobre la topografía dibujar un diagrama "tentativo"supuesto del posible muro.d. Conocidas las propiedades de resistencia del suelo yescogida la teoría de presiones a emplearse, calcular lasfuerzas activa y pasiva y su punto de aplicación, deacuerdo al ángulo de fricción del suelo y la topografíaarriba del muro. Para paredes posteriores inclinadas serecomienda en todos los casos calcular las presiones conla teoría de Coulomb.
  21. 21. Procedimientoe. Calcular los factores de seguridad así:- Factor de seguridad contra el volcamiento.- Factor de seguridad contra el deslizamientof. Si los factores de seguridad no cumplen los requerimientosdeben variarse las dimensiones y repetir los pasosanteriores. Si son satisfactorios se procederá con el diseño.g. Calcular las presiones sobre el piso y el factor seguridadcontra capacidad de soporte.h. Calcular los asentamientos generados y si es necesarioampliar la base del muro.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 ymomentos internos para proceder a reforzar o ampliar lassecciones del muro, de acuerdo a los procedimientosestandarizados de la Ingeniería estructural.
  22. 22. DIMENSIONAMIENTO DE MUROS DE RETENCIÓN
  23. 23. REVISIREVISIÓÓN DE VOLCAMIENTON DE VOLCAMIENTO
  24. 24. ∑∑=ORvolteoMMFS )()3/(654321)(HCOSPMMMMMMFSavolteo′+++++=α0.2)( ≥volteoFSREVISIREVISIÓÓN DE VOLCAMIENTON DE VOLCAMIENTO
  25. 25. REVISIÓN POR DESLIZAMIENTO A LO LARGO DE LA BASE
  26. 26. ∑∑′′=dRntodeslizamieFFFS )(22tan cf +′= φστpR PBcVF ++=∑ ∑′ 22tan)( φαφcostan)( 22)(apntodeslizamiePPBcVFS++=∑αφcos)tan()( 2221)(apntodeslizamiePPcBkkVFS++=∑21Donde k1 y K2 están en el rango de32aREVISIÓN POR DESLIZAMIENTO A LO LARGO DE LA BASE
  27. 27. REVISIREVISIÓÓN DE CAPACIDAD DEN DE CAPACIDAD DECARGA DE LA CIMENTACICARGA DE LA CIMENTACIÓÓNN
  28. 28. Recomendaciones para el diseño demurosa. Es deseable que la carga en la base esté concentradadentro del tercio medio para evitar esfuerzos de tracción.b. Para el volcamiento en muros permanentes se debeespecificar un factor de seguridad de 2.0 o mayor.c. Para el deslizamiento se debe especificar un factor deseguridad de 1.5 o mayor.d. El análisis estructural es similar al de una viga con cargasrepartidas.e. Debe conocerse previamente al diseño, el tipo de sueloque se empleará en el relleno detrás del muro. En ningúncaso se deben emplear suelos expansivos.
  29. 29. Presiones inducidas por sismosSe deben diseñar los muros para resistir cargas sísmicasespecialmente en los siguientes casos:a. Estribos de puentes para carreteras y ferrocarriles.b. Muros que soportan estructuras de alto riesgo, tales comoestaciones eléctricas, acueductos, etc.c. Muros en voladizo que retienen materiales saturados en los cualesse pueden generar presiones altas de poro en los sismos.La carga sísmica mínima de diseño para los muros debe seraquella especificada como una fuerza equivalente a unaaceleración horizontal de acuerdo a la Normas Sísmicas de cadapaís. Para estructuras especiales se recomienda hacer unaanálisis de amenaza sísmica donde se debe incluir el sismo dediseño, los fenómenos de amplificación y las aceleracionesresultantes.

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