Este documento describe los diferentes tipos de muros de contención de concreto armado, incluidos muros de gravedad, tablestacados, pantallas y muros en voladizo. Explica conceptos como empuje de tierra, estabilidad, drenaje y juntas. El propósito de un muro de contención es contener o soportar las presiones laterales generadas por terrenos naturales o rellenos artificiales de manera segura.
11. Muro Frontera
Israel - Palestina
638 Km
8 m de altura de Concreto Armado
3 Millardos de $
12. Puede definirse comoPuede definirse como muros demuros de
contencicontencióónn, a las estructuras, a las estructuras
capaces de contener o soportar lascapaces de contener o soportar las
presiones laterales opresiones laterales o empujes deempujes de
tierratierra generadas por terrenosgeneradas por terrenos
naturales o rellenos artificiales.naturales o rellenos artificiales.
13. El proyecto de los Muros deEl proyecto de los Muros de
ContenciContencióón contempla:n contempla:
Seleccionar el tipo de Muro y sus dimensiones
Análisis de la estabilidad del Muro
Diseño de los elementos o partes de Muro
14. A
B
P. COS φ
P.SEN φ
Pφ
φ
f.P. COSφ
Fuerzas que origina una partFuerzas que origina una partíícula sobrecula sobre
un taludun talud naturalnatural de tierrade tierra
( )φφ CospfSenp ⋅=⋅
φTanf =
16. Clase de Material (T/m3)
Tierra de terraplenes, seca 35 a 40 1.400
Tierra de terraplenes, húmeda 45 1.600
Tierra de terraplenes, saturada 27 1.800
Arena seca 35 1.600
Arena húmeda 40 1.800
Arena saturada 25 2.000
Gravilla seca 35 a 40 1.850
Gravilla húmeda 25 1.860
Grava de cantos vivos 45 1.800
Cantos rodados 30 1.800
Valores deValores de φφ yy γγ para diferentes tipos de suelospara diferentes tipos de suelos
φ ( º ) γ
17. CLASIFICACION DE LACLASIFICACION DE LA
PRESION DE TIERRAPRESION DE TIERRA
1.Presión Estática
2.Presión Forzada
3.Incremento de presión Dinámica
por efectos sísmicos
18. PRESION ESTATICAPRESION ESTATICA
Estos empujes estan fuertemente
condicionados a la deformabilidad del Muro
1. Empuje de Reposo
2. Empuje Activo
En ambos casos la tierra empuja al muro
19. A B
C
Muro de Contención
Rígido y sin
Desplazamiento
Empuje de Reposo
EMPUJE DE REPOSOEMPUJE DE REPOSO
26. MUROS DE GRAVEDADMUROS DE GRAVEDAD
Son estructuras donde el peso propio esSon estructuras donde el peso propio es
responsable por soportar el empuje del macizoresponsable por soportar el empuje del macizo
a contenera contener..
MAMPOSTERIA DE PIEDRAMAMPOSTERIA DE PIEDRA CONCRETO CICLOPEOCONCRETO CICLOPEO GAVIONESGAVIONES
34. GAVIONES : PermeabilidadGAVIONES : Permeabilidad
Son estructuras altamente permeables, loSon estructuras altamente permeables, lo
que impide que se generen presionesque impide que se generen presiones
hidrosthidrostááticas.ticas.
35. ALAMBRE BCCALAMBRE BCC
GALMACGALMAC
PVCPVC
GAVIONES : DurabilidadGAVIONES : Durabilidad
EL ALAMBRE: de acero con bajo contenido de carbono,EL ALAMBRE: de acero con bajo contenido de carbono,
revestido con GALMAC (aleacirevestido con GALMAC (aleacióón zinc /aluminio) yn zinc /aluminio) y
recubierto con PVC.recubierto con PVC.
54. MUROS EN VOLADIZO DEMUROS EN VOLADIZO DE
CONCRETO ARMADOCONCRETO ARMADO
EstEstáán bn báásicamente compuestos por dos losassicamente compuestos por dos losas
de concreto dispuestas en forma de "L" o "T "de concreto dispuestas en forma de "L" o "T "
invertida de concreto armadoinvertida de concreto armado..
58. Profundidad de FundaciProfundidad de Fundacióón:n: DDff
AASTHO 96:
Suelos Sólidos, Sanos y Seguros
Df ≥ 60 cm (2 pies)
Otros casos y suelos inclinados
Df ≥ 120 cm (4 pies)
Df
Fundar a mayores profundidades donde los estratos
de suelo tengan capacidad de soporte adecuada,
evitando arcillas expansivas y suelos licuables
62. Juntas de
Dilatación
J > 2,5 cm
L< 25 m
cmLtJ 5,2≥⋅Δ⋅= α
Juntas de DilataciJuntas de Dilatacióónn
63. ESTABILIDADESTABILIDAD
El análisis de la estructura contempla la
determinación de las fuerzas que actúan por
encima de la base de fundación, tales como
empuje de tierra, peso propio, peso de la tierra
de relleno, cargas y sobrecargas con la finalidad
de estudiar la estabilidad del muro de
contención.
64. ESTABILIDADESTABILIDAD
Para garantizar la estabilidad se debe verificar:
• Seguridad al Volcamiento
• Seguridad al Deslizamiento
• Presiones de Contacto
• Seguridad adecuada de los elementos que
conforman el Muro (Corte y Momento)
• Estabilidad Global
66. EMPUJE DE TIERRASEMPUJE DE TIERRAS
Empuje Pasivo
Empuje en Reposo
Empuje Activo
Deformaciones
67. ..SF
R
RR n
adms =≤
MMéétodos para estudiar la Estabilidadtodos para estudiar la Estabilidad
••MMéétodo de los Esfuerzos Admisiblestodo de los Esfuerzos Admisibles
••MMéétodo del Estado Ltodo del Estado Líímite de Agotamiento Resistentemite de Agotamiento Resistente
nu RR ⋅Φ≤
68. Tipo de Solicitación Ф
Flexión sin carga axial
Flexión en Ménsulas
0,90
0,75
Tracción axial 0,90
Corte y Torsión 0,75
Aplastamiento del concreto 0,65
Flexión de concreto sin armar 0,55
Compresión axial con o sin flexión:
Columnas zunchadas
Columnas con estribos
0,70
0,65
Factores de ReducciFactores de Reduccióón de Resistencian de Resistencia ФФ
69. 5,1≥=
v
e
v
M
M
FS
MMéétodo de los Esfuerzos Admisiblestodo de los Esfuerzos Admisibles
5,1≥=
h
r
d
E
F
FS
teporcap
ult
adm
FS
q
tan.
≤σ
Seguridad al Volcamiento
Seguridad al Deslizamiento
Presiones de Contacto
72. B/2ex
σmin
Xr
Rvσmax
B
ex <B/6
Df
Presiones de ContactoPresiones de Contacto
tecap.portan
ult
adm
FS
q
≤σ
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛ ⋅
±=
B
e
B
R xv 6
1maxσ
v
ve
r
R
MM
X
−
=
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
−= rx X
B
e
2
73. σmin =0σmax Rv
B/2
ex
B’
B’/3
B’=3(B/2 -ex )
ex > B/6B/6≤ ex ≤ L/2
Presiones de ContactoPresiones de Contacto
tecap.portan
ult
adm
FS
q
≤σ
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
−⋅
⋅
=
x
v
e
B
R
2
3
2
maxσ
0min =σ
74. EstadoEstado
LLíímite demite de
AgotamientoAgotamiento
ResistenteResistente
17531753--2006 (TABLA 9.3) Capitulo 92006 (TABLA 9.3) Capitulo 9
17561756--2001 (TABLA 11.1) Capitulo 112001 (TABLA 11.1) Capitulo 11
CP = Carga Permanente o Muerta
CV = Carga Variable o Viva
CE = Efecto Estático del Empuje de Tierra
ED = Efecto Dinámico del Empuje de Tierra
S = Carga Sísmica
CPU 4,1=
CECVCPU 6,16,12,1 ++=
SEDCVCPU ±±+= 1,1
SEDCPU ±±= 90,0
CECPU 6,190,0 ±=
CVCPU 6,12,1 +=
75. MMéétodo del Estado Ltodo del Estado Líímite demite de
Agotamiento ResistenteAgotamiento Resistente
Seguridad al Volcamiento
Seguridad al Deslizamiento
Presiones de Contacto
∑ ∑≤ nu MM 70,0
( )AcNV uu ⋅+⋅⋅≤ μ80,0
ultu qq ⋅≤ 6,0
76. VERIFICACION DE LA RESISTENCIAVERIFICACION DE LA RESISTENCIA
DE LOS ELEMENTOS ESTRUCTURALESDE LOS ELEMENTOS ESTRUCTURALES
Por :
•Flexión
•Corte
77. a C=0,85. f’c. b.a
z
T=As. Fy
b
d
c
0,85.f’c
E.N.As
FlexiónenVigas:equilibriodefuerzasconDiagramade Whitney
ElementosElementos dede ConcretoConcreto: Flexi: Flexióónn
y
c
F
bf
ñ
⋅⋅
=
'85,0
( )
y
u
s
F
ñM
dñdñA
⋅Φ
⋅⋅
−⋅−⋅=
22
78. Características del Ambiente
Recubrimiento
neto mínimo
r (cm)
Concreto colado en contacto con el suelo y
permanentemente expuesto a él
7,5
Concreto expuesto al suelo o a la acción del clima:
Varillas del # 6 al 18
Varillas del # 5 o 1 y menores
5
4
Concreto no expuesto a la acción del clima ni en
contacto con el suelo:
Losas, Muros, Nervaduras:
Varillas del # 14 al 18
Varillas del # 11 o menores
Vigas, columnas
Refuerzo principal, estribos y espirales
4
2
4
80. VerificaciVerificacióónn de lade la ResistenciaResistencia dede loslos
ElementosElementos EstructuralesEstructurales
Por Corte: un VV ≥⋅Φ
cscn VVVV =+= dbfV wcc ⋅⋅⋅= '53,0
wc
u
bf
V
d
⋅⋅⋅Φ
≥
'53,0
Espesor Total = d+ r
82. En caso de no cumplir con la
estabilidad al volcamiento y/o con las
presiones de contacto, se debe
redimensionar el muro, aumentando
el tamaño de la base.
83. Si no se cumple con la estabilidad al
deslizamiento, debe modificarse el proyecto del
muro, para ello hay varias alternativas:
1.Colocar dentellón o diente que se incruste en el
suelo, de tal manera que la fricción suelo–muro
cambie en parte por fricción suelo-suelo,
generando empuje pasivo frente al dentellón.
2.Aumentar el tamaño de la base, para de esta
manera incrementar el peso del muro y la fricción
suelo de fundación–muro.
84. Dentellón o diente en baseEp
Fricción suelo-suelo Fricción suelo-muro
DentellDentellóónn en la Baseen la Base
87. CLASIFICACION DE LACLASIFICACION DE LA
PRESION DE TIERRAPRESION DE TIERRA
1.Presión Estática
2.Presión Forzada
3.Incremento de presión Dinámica
por efectos sísmicos
88. PRESION ESTATICAPRESION ESTATICA
Estos empujes estan fuertemente
condicionados a la deformabilidad del Muro
1. Empuje de Reposo
2. Empuje Activo
En ambos casos la tierra empuja al muro
90. Y
X
Z
xσ
zσ
yσ
z
Empuje de ReposoEmpuje de Reposo
( ){ }zyxx σσνσ
E
1
ε +−=
( ){ }zxyy σσνσ
E
1
ε +−=
( ){ }yxzz σσνσ
E
1
ε +−=
zγσz −=
0εε yx ==
zyx σ
ν1
ν
σσ ⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
−
==
ν1
ν
K 0
−
=
91. Tipo de Suelo ν
Arena Suelta 0,20 a 0,35
Arena Densa 0,30 a 0,40
Arena Fina 0,25
Arena Gruesa 0,15
Arcilla Arenosa 0,20 a 0,35
Arcilla Húmeda 0,10 a 0,30
Arcilla Saturada 0,45 a 0,50
Limo 0,30 a 0,35
Limo Saturado 0,45 a 0,50
MMóódulo de Poisson aproximado paradulo de Poisson aproximado para
diferentes tipos de suelosdiferentes tipos de suelos
92.
93. Tipo de Suelo Ko
Arena Suelta 0.4
Arena Densa 0.6
Arena Compactada en Capas 0.8
Arcilla Blanda 0.6
Arcilla Dura 0.5
Valores de K0 para varios tipos de suelos
94. Empuje deEmpuje de ActivoActivo
aa KHE ⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
= 2
2
1
γ
H
H/3
Ea
β
ψ
96. TeorTeorííaa de Coulomb (1773)de Coulomb (1773)
La teoría de Coulomb se fundamenta en una serie de hipótesis que se enuncian a
continuación:
1.El suelo es una masa homogénea e isotrópica y se encuentra adecuadamente
drenado como para no considerar presiones intersticiales en él.
2.La superficie de falla es planar.
3.El suelo posee fricción, siendo Ф el ángulo de fricción interna del suelo, la
fricción interna se distribuye uniformemente a lo largo del plano de falla.
4.La cuña de falla se comporta como un cuerpo rígido.
5.La falla es un problema de deformación plana (bidimensional), y se
considera una longitud unitaria de un muro infinitamente largo.
6.La cuña de falla se mueve a lo largo de la pared interna del muro,
produciendo fricción entre éste y el suelo, δ es el ángulo de fricción entre el
suelo y el muro.
7.La reacción Ea de la pared interna del muro sobre el terreno, formará un
ángulo δ con la normal al muro, que es el ángulo de rozamiento entre el muro y
el terreno, si la pared interna del muro es muy lisa (δ = 0°), el empuje activo
actúa perpendicular a ella.
8.La reacción de la masa de suelo sobre la cuña forma un ángulo φ con la
normal al plano de falla.
φ
97. ( )
( ) ( ) ( )
2
2
2
)()(
1 ⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
+⋅−
−⋅+
+−⋅
+
=
βψδψ
βφδφ
δψψ
φψ
SenSen
SenSen
SenSen
Sen
Ka
KKaa segsegúúnn CoulombCoulomb
φ = Angulo de fricción interna del suelo
ψ = Angulo de la cara interna del muro con la horizontal.
β = Angulo del relleno con la horizontal.
δ = Angulo de fricción suelo-muro. ⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
= φδ
3
2
99. Rankine realizó una serie de investigaciones y propuso una
expresión mucho mas sencilla que la de Coulomb. Su teoría se
basó en las siguientes hipótesis:
1.El suelo es una masa homogénea e isotrópica.
2.No existe fricción entre el suelo y el muro.
3.La cara interna del muro es vertical (ψ = 90˚).
4.La resultante del empuje de tierras está ubicada en el
extremo del tercio inferior de la altura.
5.El empuje de tierras es paralelo a la inclinación de la
superficie del terreno, es decir, forma un ángulo β con la
horizontal.
TeorTeorííaa de Rankine (1857)de Rankine (1857)
100. KKaa segsegúúnn RankineRankine
φββ
φββ
β 22
22
CosCosCos
CosCosCos
CosKa
−+
−−
=
φ = Angulo de fricción interna del suelo
β = Angulo del relleno con la horizontal.
103. pp KHE ⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
= 2
2
1
γ
H
H/3
Ep
El muro empuja
contra la tierra
La tierra reacciona
con empuje pasivo
cuyo valor máximo es
EmpujeEmpuje PasivoPasivo
105. ( )
( ) ( ) ( )
2
2
2
)()(
1 ⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
+⋅+
+⋅+
−+⋅
−
=
βψδψ
βφδφ
δψψ
φψ
SenSen
SenSen
SenSen
Sen
K p
KKpp adecuadoadecuado segsegúúnn CoulombCoulomb
φ = Angulo de fricción interna del suelo
ψ = Angulo de la cara interna del muro con la horizontal.
β = Angulo del relleno con la horizontal.
δ = Angulo de fricción suelo-muro.
108. Valores de Δ/HTipo de suelo
Activa Pasiva
Arena densa 0,001 0,01
Arena medianamente densa 0,002 0,02
Arena suelta 0,004 0,04
Limo compacto 0,002 0,02
Arcilla compacta 0,010 0,05
Valores de movimiento relativo Δ/H para alcanzar la
condición mínima activa y máxima pasiva
de presión de tierras
109. INCREMENTO DE PRESIONINCREMENTO DE PRESION
DINAMICA POR EL EFECTODINAMICA POR EL EFECTO
SISMICOSISMICO
• Incremento Dinámico del Empuje de Reposo
• Incremento Dinámico del Empuje Activo
• Incremento Dinámico del Empuje Pasivo
110. Mapa de ZonificaciMapa de Zonificacióón Sn Síísmica de Venezuelasmica de Venezuela
COVENIN 1756COVENIN 1756--98 (Rev. 2001)98 (Rev. 2001)
117. Muros conMuros con SobrecargaSobrecarga UniformeUniforme
γ
q
Hs = ( ) KHHHE ss 2
2
1
+⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
= γ
H
Ea =1/2 γ H² K
Es = q H K
H/2
H/3
q K γ H K
q = γ Hs
118. Altura de relleno equivalente a sobrecargaAltura de relleno equivalente a sobrecarga
vehicularvehicular HHss
AASHTO LRFD 94
Altura del muro Hs
≤ 1,53 m ( 5 pies) 1,68 m ( 5,5 pies)
3,05 m ( 10 pies) 1,22 m ( 4 pies)
6,10 m ( 20 pies) 0,76 m (2,5 pies)
≥ 9,15 m (30 pies) 0,61 m ( 2 pies)
119. H
Ni vel de Agua
zo
z
p
Muros con presencia de agua en el rellenoMuros con presencia de agua en el relleno
aguasats γγγ −=
( )[ ] ( )000 zzKzzzp aguas −⋅+⋅−⋅+⋅= γγγ
zzzz =≤ 00 ..................
120. Peso Especifico sumergido de diferentes suelos granularesPeso Especifico sumergido de diferentes suelos granulares
Material Kg/m3
Gravas 960-1280
Arenas gruesas y medias 960-1280
Arenas finas y limosas 960-1280
Granitos y pizarras 960-1280
Basaltos 1120-1600
Calizas y areniscas 640-1280
Ladrillo partido 640-960
γ s
122. H
Predimensionado de un muro en voladizo
e ≥H / 10F ≥ H / 10
0,4 H ≤ B ≤ 0,7 H
c≥ 25 cm
B / 4 ≤ P ≤ B / 3 T = B- F- P
123. •• AnAnáálisislisis
Casos de CargaCasos de Carga
1.1. EmpujeEmpuje de Tierra +de Tierra + SobrecargaSobrecarga
2.2. EmpujeEmpuje de Tierra +de Tierra + SismoSismo
•• VerificarVerificar EstabilidadEstabilidad
•• DiseDiseññarar
124. M talónM puntera
As superior zapataAs inferior zapata
As pantalla
M pantalla
Zonas que requieren Acero deZonas que requieren Acero de
RefuerzoRefuerzo