5. Empujes y Muros de Contención

5. Empuje del terreno y

muros de contencin

Ingeniera CivilFaculta de IngenieraUniversidad Catlica de la Santsima Concepcin

I. IntroduccinII. Empuje de sueloIII. Empuje con superficie de rotura curva IV. Empujes de agua, sobrecarga y cohesin V. Desplazamientos que movilizan empujesVI. Muros de contencinVII. Diseo de entibaciones

Empuje del terreno y Muros de Contencin

ndice

Estados lmites ltimos

1. Introduccin

ii. Vuelcoi. Deslizamiento iii. Hundimiento

Tomada de Seguridad estructural. Cimientos, CTE, Espaa, 2008

1. Introduccin

v. Capacidad estructuraliv. Estabilidad Global

Estados lmites ltimos


1. Introduccin

ii. Asentamiento inducidos i. Movimientos admisible

Estados de servicio


1. Introduccin


Estados de servicio

Concepto a tener presente para la determinacin de movimientos admisibles en

una fundacin

i. Grado de fiabilidad en la estimacin de los movimientosii. Posibles movimientos del terreno y su evolucin en el

tiempoiii. Tipo de estructura y materiales del edificioiv. Distribucin de las cargasv. Proceso constructivo del edificiovi. Uso que se le vaya a dar

Tipo de estructura Lmite

Estructuras isostticas y muros de contencin

1/3000

Estructuras reticulados con tabiquera de separacin

1/5000

Estructuras de panelespre-fabricados

1/7000

Muros de carga sin armar con flexin cncava hacia arriba

1/10000

Muros de carga sin armar con flexin cncava hacia abajo

1/20000

Distorsin angular mxima

Cuando se requiere un muro de contencin?

1. Introduccin

Cuando no ha sido posible proyectar un talud lo suficientemente estable, en obrasque precisan tener un desnivel

Rgido Flexible

Partes que conforman un muro de contencin

1. Introduccin

Tomada de Gua de Cimentaciones de obras de Carreteras (2002), Espaa

2. Empuje del suelo

Empuje activo

Empuje en reposo

Empuje Pasivo

2. Empuje del suelo

Empuje en reposo

SUELO

Normalmente consolidado

Sobreconsolidado

1 " % &'

(

: 0,25-0,60; valor medio 0,41&'

+

(Jky, 1944) (Schmidt, 1944)

h0 = v0 K0

Empuje en reposo

Hiptesis Teora de Rankine

2. Empuje del suelo

Suelo homogneo Superficie en el trasds del muro horizontal Empuje slo por condiciones hidrostticas (No flujo) No existe rozamiento tierras -muro No considera sobrecargas concentradas

Empuje activo (Teora de Rankine)

2. Empuje del suelo

h Relajacin horizontal progresiva de ho hasta alcanzar la rotura ha

ha = v0 Ka

Empuje activo

Estado activoTENSIN HORIZONTAL MNIMA

Empuje activo (Teora de Rankine)

2. Empuje del suelo

sen

/+ " /12

/+ 3 /12

(1)

/1/+

1 "

1 3 tan6

7

4"

2

(2)

EMPUJE ACTIVO

LINEAL

Empuje pasivo (Teora de Rankine)

2. Empuje del suelo

h Compresin horizontal progresiva de ho hp

hp = v0 Kp

Empuje Pasivo

Estado pasivoTENSIN HORIZONTAL MXIMA

Empuje pasivo (Teora de Rankine)

2. Empuje del suelo

sen

/19 " /+2

/+ 3 /192

(1)

: /1:

/+1 3

1 " tan6

7

43

2

(2)

EMPUJE PASIVO

LINEAL

Empuje activo, pasivo y en reposo con cohesin (Teora de Rankine)

2. Empuje del suelo

/1 /? /? tan @A? B? tan @

OBSERVACIONES W conocido Se puede cerrar el polgono de fuerzas y determinar Ea,

pero no su punto de aplicacin

Tantear distintos hasta conseguir Ea MXIMO

Rotura de bc>? /? tanA? B? tan

2. Empuje del suelo

C 1

2 D E

6 secG cos < " G

cos G 3 @ 3

(< 3 @

Tomada de Jimnez Salas (1975), Madrid, Espaa

2. Empuje del suelo

Tomada de Jimnez Salas (1975), Madrid, Espaa

2. Empuje del suelo

Casos particulares

Considerando: trasds vertical (=0), terreno de coronacin vertical (=0), roce nulo (=0)

secG cos < " G

cos G 3 @ 3

(< 3 @

MTODO DE COULOMB (1773) Empuje pasivo (sin cohesin)

2. Empuje del suelo

Leyenda

: ngulo de inclinacin del trasds

: pendiente del talud en coronacin

: ngulo de rozamiento suelo/muro

: ngulo de rozamiento del suelo

Rotura de ab>? /? tan @A? B? tan @

OBSERVACIONES W conocido Se puede cerrar el polgono de fuerzas y determinar Ep,

pero no su punto de aplicacin

Tantear distintos hasta conseguir Ep MNIMO

Rotura de bc>? /? tanA? B? tan

2. Empuje del suelo

C: 1

2 : D E

6

: =6 < 3 G

=6G cos G " @ 3 1 "

(< 3 @

2. Empuje del suelo

Casos particulares

Considerando: trasds vertical (=0), terreno de coronacin vertical (=0), roce nulo (=0)

: 1 3

1 " tan6

7

43

2

Segn teora de COULOMB (1773)

Rankine(Empuje pasivo)

: =6 < 3 G

=6G cos G " @ 3 1 "

(< 3 @

2. Empuje del suelo

ngulo de rozamiento tierras/muro

El rozamiento entre el terreno y el muro se tendrn en cuenta las estimaciones siguientes del ngulo de

rozamiento entre el terreno y el muro:

empuje activo y muro rugoso; @ 6

M< (muro hormigonado con moldaje exterior y contra el terreno)

empuje activo y muro poco rugoso; @ N

M

2. Empuje del suelo

ngulo de rozamiento tierras/muro

ROM (Espaa)

Suerlos granulares y cohesivos a largo plazo

Suelos cohesivos a corto plazo

Paramentos perfectamente lisos

0 0

Acero2

3 0

Hormign prefabricado/madrea/otros

2

3 0

Hormigonado contra terreno

0

Casos especiales

Tomadas de Jimnez Salas et al. (1976), Madrid, Espaa

2. Empuje del suelo

Trasds quebradoCoronacin con superficie irregular

Comparacin de coeficientes activos y pasivos

3. Empuje con superficie de rotura curva

Tomadas de Lancelotta, 1987

Teora de COULOMB (sup. rotura plana) sobreestima considerablemente EMPUJE PASIVO,por lo que NO se recomienda su utilizacin

Tomadas de Apuntes Master en Mecnica del suelo e Ingeniera Geotecnia, Ortuo. (2010) Madrid, Espaa

Empuje Activo

Caquot & Kerisel (1948) (Trasds vertical)



Empuje Pasivo

@< 0 @< "1

3

Tomadas de ROM 2005, Madrid, Espaa


Empuje Pasivo

@< "@< "2

3@< "

1

2

Tomadas de ROM 2005, Madrid, Espaa


Efecto del agua sobre el empuje de tierras (Caso geoesttico)

Tomadas de Villalobos (2014), Concepcin, Chile

4. Empujes de agua, sobrecarga y cohesin

Tomada de Cdigo Tcnico de la Edificacin (Cimientos) (2008), Espaa

Efecto del agua sobre el empuje de tierras (Caso geoesttico)


Efecto del agua sobre el empuje de tierras (Flujo estacionario)



Efecto de la sobrecargas

Tomada de Craig, (1987), Inglaterra

CR S E CR S E :

Empuje Activo Empuje Pasivo


Efecto de la sobrecargas



Suelo estratificado



Suelos cohesivos

/1 / =< 3 / tan

> 3 / tan @

2 1 3

=tan

7

4"

2

C cos @<

1

2 D E

6 3 S E " = E





Suelos cohesivos (sin drenaje)


>UU =V >UW V

Suelo (cohesin) Tierras/muro (adhesin)

C 1

2 D E6 " 2 =V E 1 3

V=V

Condicin SIN DRENAJE @ 0 Ka=1

C 1

2 D (E6"

6) " 2 =V (E " 6) 1 3

V=V

SIN grietas de traccin

CON grietas de traccin

Valores de

= X 50 =

= Z 50 50[\

Movimientos en muros de contencin

Tomadas de Villalobos (2014), Concepcin, Chile

Giro Traslacin Giro + Traslacin

5. Desplazamientos que movilizan los empujes

Empuje del suelo




Empuje del suelo

Tipo de suelo junto a compacidad o consistencia

ROTACIN (x/H)

Estado Activo

Estado Pasivo

Granular denso 10-3 210-2

Granular suelto 410-3 610-2

Cohesivo duro 10-2 210-2

Cohesivo blando 210-2 410-2



Parmetros movilizados

Tomada de Apuntes curso Geotecnia I, profs. Sagaseta, Caizal, Da Costa y Castro, (2010) Santander Espaa. (http://ocw.unican.es/ensenanzas-tecnicas/geotecnia-i)



] 1%; 30, = 15[\

] 2%; 30,5, = 12[\

] 3%; 31, = 12[\

] 4%; 32, = 0[\

Adaptada de Apuntes curso Geotecnia I, profs. Sagaseta, Caizal, Da Costa y Castro, (2010) Santander Espaa. (http://ocw.unican.es/ensenanzas-tecnicas/geotecnia-i)



Tomada de Ortigosa, 2005, Santiago, Chile


Diseo de muros de contencin por gravedad

Tomadas de Lancelotta, 1987 Tomadas de Lancelotta, 1987 Tomadas de Jimnez Salas et al. 1976 y Lancelotta, 1987

6. Muros de contencin

Diseo de muros de contencin por gravedad



Diseo de muros de flexibles

Tomadas de Villalobos (2014), Concepcin, ChileTomadas de Jimnez Salas et al. (1976), Madrid, Espaa


Diseo de muros de flexibles

Tomadas de Apuntes Master en Mecnica del suelo e Ingeniera Geotecnia, Garca Oliva. (2010) Madrid, Espaa




7. Diseo de tablestacas

5. Empujes y Muros de Contención

Documents

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