Manual Tecnicos Muros Contencion Paisajisticos

5/13/2018 Manual Tecnicos Muros Contencion Paisajisticos - slidepdf.com

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MANUAL TÉCNICO MUROS DECONTENCIÓN PAISAJÍSTICOS



MUROS DE CONTENCIÓN

MUROS DE TIERRA REFORZADA

Para alturas pequeñas (hasta 1.3m) y silas sobrecargas no son importantes, elsistema es capaz de resistir como un murode gravedad, es decir, sin ningún tipo dereuerzo. En el resto de los casos, que sonla gran mayoría, es cuando se aprovechala mayor ventaja de este tipo de muros:

el terreno entra en juego en el sistema,ayudando al muro a resistir las solicitacionesde empuje a las que se ve sometido.

Se reuerza el trasdós del muro colocandounas geomallas sintéticas unidas a laspiezas y ancladas en el relleno del trasdós.De orma que, a grandes rasgos, las uerzasde rozamiento que aparecen entre georedesy terreno en la zona pasiva equilibran alas uerzas de empuje de la zona activa,consiguiendo así la estabilidad del sistema.

La cimentación de estos muros sedimensiona en base a criterios de ELS(Estado Límite de Servicio), es decir, sudiseño no condiciona la estabilidad del muro.

La principal razón de su colocación es la deevitar que los asientos dierenciales quetienen lugar en el terreno ocasionen grietasy suras en las piezas que empeorarían lascualidades estéticas del paramento del

muro.Se debe conseguir además un ciertoempotramiento en la base, enterrando unadeterminada altura de piezas, que en lamayoría de los casos suele ser igual al 10%de la altura total del muro.

Sección Típica de un muro de tierra reorzada:1.- Terreno compactado.2.- Grava de drenaje.

3.- Tubo de drenaje.4.- Geomallas de reuerzo.5.- Resguardo.6.- Terreno natural

12

3

4 6

5



Clasicación de las tierrassegún Casagrande

CLASIFI-CACIÓN

DESCRIP-CIÓN

DENOM.UNSC

ANG. ROZA-MIENTO (Ø)

Buena Arenas,Gravas

GW, GP,

GM, GC,SW, SP

32º - 36º

ModeradaArenas

Limosas yArcillosas

SM, SC 28º - 32º

Mala

Limos,Arcillas

baja plas-ticidad

ML, CL, OL 25º - 30º

CONSIDERACIONES A TENER EN CUENTA PARA DISEÑAR UN MURO.

1. Datos geotécnico del terreno

Es importante, para optimizar ladistribución de geomallas, conocer losparámetros geotécnicos del terreno:ángulo de rozamiento, peso especíco

y capacidad portante. Una pequeñavariación en el ángulo de rozamientoimplica un aumento considerable de lacuantía de georred a colocar.

2. Geometría del muro

Es de vital importancia conocer lasdimensiones, sobre todo en altura, paralas cuales se hace el diseño del muro,ya que la cuantía de geomallas depende

en gran medida de la altura del muro. Lalongitud de las geomallas de reuerzoserá, en condiciones normales, del 70%de la altura del muro, necesitando unmínimo de 1m de geomalla en la parteactiva del trasdós.

4. Sobrecargas y uso del muro

Dependiendo del uso que tenga el muro,

se le asignarán unas sobrecargas talescomo:

Pasos peatona-les, jardines,

contención detierras

5 KPa(510 Kg/m2)

Traco ligero devehículos

10 KPa(1.020 Kg/m2)

Traco pesado,carreteras

15 KPa(1.530 Kg/m2)

También hay que tener en cuenta, a lahora de contar las cargas a soportarpor el muro, el acabado en talud enla coronación, las cargas que puedenocasionar las viviendas o la colocación derecrecido sobre este.

3. Evacuación de agua

Según los niveles reático o lascaracterísticas del muro, se debediseñar un plan de evacuación del aguapara evitar que esta aecte al muro.Esta evacuación se puede llevar a cabomediante canales de desagüe en lacoronación, taludes en la base del muro,salidas de tubos del trasdós del muro u

otras consideraciones.




PROCESO DE CÁLCULO:

En la actualidad, en España existe un vacíonormativo para este tipo de muros, puestoque el manual existente para el diseño deestructuras de suelo reorzado es bastanteantiguo y está siendo objeto de una proundarenovación.

A día de hoy, los procesos de cálculo másdesarrollados y ampliamente contrastadospor la práctica son los códigos americanos,basados en el método de los estados límites.El código utilizado por PREFRAGA S.A.para la metodología de cálculo así comolas recomendaciones constructivas es elFHWA-NHI-00-043 del Departamento deTransportes de U.S.A ( U.S. Federal HighwayAdministration). Sin embargo, nuestro de-partamento técnico utiliza también comoapoyo el “Manual de Dimensionamiento deMuros de Tierra Reorzada” (Desing ManualFor Segmental Retainig Walls) que edita laNacional Concrete Masonry Association(NCMA), de la cual Preraga S.A. es socio.

Para la asistencia al cálculo, la ocinatécnica de Preraga S.A. utiliza el Sotwaredesarrollado por Adama Engineering, Inc.

para la FHWA.

Desde la creación del concepto de tierrareorzada y su aplicación al diseño de murosde contención, se han propuesto y usadomultitud de métodos de diseño. La practicaactual consiste en determinar la geometríay los reuerzos necesarios para prevenir losallos de estabilidad usando el método delos equilibrios límite.

Para arontar este estudio, se orientan loscálculos en tres determinaciones generales:

Estabilidad externa (trata la sección decálculo como una masa homogénea deterreno y lo evalúa de acuerdo con losmodelos de allo tradicionales para unmuro de gravedad (vuelco, deslizamiento,hundimiento)).

Estabilidad interna (consiste enla evaluación de las supercies dedeslizamiento potenciales dentro de la masareorzada).

Estabilidad global (análisis combinado de laestabilidad externa-interna).

Los actores de seguridad mínimos para cadatipo de allo son los siguientes:

ESTABILIDAD EXTERNA

Estabilidad al deslizamiento 1,5

Estabilidad al vuelco 2,0

Capacidad portante del terreno 2,5

ESTABILIDAD INTERNA

Rotura por plasticación a tracciónde la geomalla en el punto de máxima

tensión 1,5Deslizamiento de la geomalla por altade anclaje en la zona pasiva 1,5

Fallo de la conexión por rotura de lageomalla 1,5

Fallo de la conexión por deslizamientode la geomalla 1,5

Fallo de la conexión por rotura delmecanismo resistente de la misma 1,5

ESTABILIDAD GLOBAL

Estabilidad global del conjunto 1,3



CALCULO DEL EMPUJE DEBIDO A LA PRESIÓN LATERAL.

Existen dos metodologías comúnmenteaceptadas para el cálculo de los eectosde la presión lateral: teorías de Coulomb yRankine. La primera de ellas, supone queel terreno adyacente al muro se encuentraen un estado límite de equilibrio a lo largo

de una supercie de allo teórica que pasapor el pie del muro y que delimita una cuñaactiva, cuya inclinación se obtiene a partirde consideraciones de equilibrio. En cambio,la teoría de Rankine desprecia el rozamientoavorable entre el trasdós del muro y elterreno, y localiza invariablemente la líneade allo ormando un ángulo con la horizontalde (45º+ Ø’/2).

1.- Zona Activa; parte del terreno que empuja.2.- Zona Pasiva; parte del terreno que resiste.A = (45º+ Ø’/2) Plano de allo.

1

2

A

El código de cálculo de la FHWA despreciade orma conservadora la incidencia del

rozamiento entre el trasdós del muro y lastierras de relleno. Por tanto, nos conducea la teoría de Rankine, donde el empujeproducido (F1) viene dado por:

F1 = ½γH²Ka

El empuje debido a la sobrecarga de traco

(F2) se calcula como:

F2 = q HKaDonde :

Ka: coeciente de empuje activo.

γ: peso especico del suelo.

q: sobrecarga uniormemente

distribuida.

El coeciente de empuje activo se determinasegún:

Ka= tan² (45º - Ø’/2)(para muros cercanos a la vertical, ±8º ytalud horizontal en coronación)

Ka= cos β cosβ

- cos² β

- cos²

Ø’

cos β + cos² β - cos² Ø’ [ ]

Luego el empuje debido a las presioneslaterales será el resultante de la suma deambas expresiones:

F = F1+F2 = ½γH²Ka+qHKa

(talud inclinado en coronación β )




ESTABILIDAD EXTERNA A CAPACIDAD PORTANTE.

Se requiere que la tensión vertical en la basecalculada por el método de distribuciónde presiones de Meyerho, no exceda lamáxima capacidad portante del terrenode cimentación con un actor de seguridadpreviamente jado.

La resultante R debe ser igual a la suma delas uerzas verticales en la sección de sueloreorzado, luego:

e=FT (cos β) h/3 - FT (sin β) L/2 - V2 (L/6)V1 + V2 + FT sin β

qult = cfNc + 0.5(L)γf Nγ

El ancho de la base para el estudio de ladistribución de presiones de Meyerho o“cimiento equivalente” viene jado por laexpresión:

B = L - 2eDonde : L: longitud de la base del terreno

reorzado.E: excentricidad de la resultante R

debida a la suma de momentos enla base del terreno reorzado res-pecto al centro de masas.

Se calcula la tensión equivalente del terreno:

σ =V1 + V2 + FT sin β

L - 2e

Determinamos la capacidad portante últimadel terreno de cimentación basándonos enlas teorías clásicas de la mecánica de suelos:

Finalmente, comprobamos que:

σv ≤ qa =qult

FS



ESTABILIDAD EXTERNA AL DESLIZAMIENTO.

Donde la uerza resistente es la menor dela resistencia de rozamiento a lo largo dela base del muro o en cualquier línea dedebilidad detectada cerca de ésta. El empujepasivo del terreno en el intradós del muro

correspondiente al empotramiento de lasprimeras hiladas se desprecia de ormaconservadora.

Los siguientes pasos para el cálculo son:

FT = Kaf (Ø’ ,β) 1/2 γfh2

1. Calcular el empuje:

FSdeslizam. =ΣP Resistentes

ΣP Desestabilizadoras

Pd = FH = FT cos β

2. Calcular la Fuerza Desestabilizadora:

Donde: h = H + Ltanβ

3. Determinar las propiedades de

ricción más críticas en la base.

4. Calcular la uerza resistente por

unidad de longitud de muro:PR = (V1 + V2 +FT sin β). μ

Donde: μ = min [ tan Ø’ƒ, tan Ø’r ,tan ρ

para reuerzos continuos ]

Siendo: Ø’ƒ y Ø’r los ángulos derozamiento de los terrenosreorzados y retenidosrespectivamente. El parámetroρ representa el coeciente derozamiento entre la geomalla y elterreno.




ESTABILIDAD FRENTE AL VUELCO

Se analiza de orma convencional la relaciónentre los momentos estabilizadores ydesestabilizadores de las uerzas actuantesy se calcula el actor de seguridad,comprobando que es superior al prescrito.

ΣM = ΣF actuantes .d actuación

ESTABILIDAD GLOBAL

Se utiliza el método modicado de Bishop enel que se ha considerado el muro (entendidocomo tal desde la cara vista hasta el nal delterreno reorzado) sometido a un análisisrotacional por los planos más probables de

allo.

FS= Σ[ci ·Δxi + (Wi -ti sin Θi ) tan Ø’i ] /mαi

Σ[Wi sinαi - ti (αi - Θi )]



ESTABILIDAD INTERNA POR PLASTIFICACIÓN DE LA GEOMALLA EN EL PUNTO DEMÁXIMA TENSIÓN

La sobrecarga que recibe la geomalla estarádebida a la presión proveniente de la masade tierras que tiene sobre ella y a cualquiersobrecarga adicional y al espaciamientoentre sucesivas hiladas de reuerzos de

geomalla.

Los pasos de cálculo son los siguientes:

a) Cálculo de las tensioneshorizontales en cada nivel.

σH = KT · σV · ΔσH

b) Cálculo de la máxima tensiónen cada reuerzo por unidadde ancho del muro basada en elespaciamiento vertical entrereuerzos.

Ta =Tmax

Rc

Donde: KT es 1 para los reuerzosgeosintéticos.

Z es la distancia de la geomallaa la parte superior del muro.

σ2 es la carga que produce untalud en la coronación del muro.

Tmax = σH · SV

c) Cálculo de la máxima tensión encada reuerzo por longitud de

muro.

d) Vericación que la solicitaciónen la geomalla sea menor que larespuesta.

σV = γT · Z + σ2 + q + ΔσV




DESLIZAMIENTO DE LA GEOMALLA POR FALTA DE ANCLAJE EN LA ZONA PASIVA.

Se calculará la longitud mínima necesaria delanclaje del reuerzo dentro de la zona pasivadel terreno. Se requiere que se satisaga lainecuación.

Le ≥Fs ·Tmax

C · F* · γ · ZP · RC · α

Donde: FS es el actor de seguridadrente a arranque.

Tmax máxima tensión dereuerzo.

C coeciente que depende dela naturaleza del reuerzo (C =2 para geomalla).

α actor de corrección deescala.

F* actor de resistencia aarranque.Rc ratio de cobertura (Rc = 1).

γZp presión del peso delterreno sobre cada reuerzo(debido al peso propio y cargasmuertas).

Le longitud de la geomalla en lazona resistente o pasiva.

≥ 1m

La longitud total de reuerzo será iguala la longitud de reuerzo en la zonaactiva más la longitud de reuerzo en lazona pasiva:

L= La + LeDonde:

La =(H - Z) tan (45 - Ø’ /2)



CONEXIÓN DE LA GEOMALLA CON LOS BLOQUES

La conexión de los bloques Rockwood conla geomalla viene determinada por la uerzade rozamiento del bloque con el elementode reuerzo y depende de la naturaleza dela geomalla. Esta conexión se ha estudiadoen laboratorio a escala real y quedacompletamente monitorizada.

Las condiciones para la estabilidad son:

Rotura de la geomalla:

Tac =Tult

RFd · RFid · RFc · 1.5

Deslizamiento de la geomalla:

Tac =Tult · CRs

1.5

Rotura del mecanismo resistente de laconexión:

Tac =

Tult · CRu

RFd · RFc · 1.5

Donde: Tac : es la tensión respuesta dela geomalla.

Tult : es la tensión última de lageomalla.

RFd : es un actor reductor pordurabilidad.

RFid : tiene en cuenta losdaños que pueda surir lageomalla durante el proceso deinstalación.

RFc : tiene en cuenta la fuenciade las geomallas.

CRs y CRu : son los dos actoresque tienen en cuenta el gradode conexión, obtenidosmediante ensayos delaboratorio.



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