Presentacin de PowerPoint

MUROSCurso: suelos II noviembre 2014INTRODUCCIN

Los muros son elementos constructivos cuya principal misin es servir de contencin, bien de un terreno natural, bien de un relleno artificial o de un elemento a almacenarEn ocasiones los muros desempean la funcin de cimiento, al transmitir las presiones o cargas suministradas por los pilares o por los forjados que se apoyan en la coronacin del muro. Esta situacin es caracterstica de los muros de stano, muy desarrollada en la edificacin actual.Las formas de funcionamiento del muro de contencin y del muro de stano son diferentes. Mientras que el muro de contencin se comporta bsicamente como un voladizo empotrado en el cimiento, el cuerpo de un muro de stano se compota como una losa de uno o varios vanos. OBJETIVOS GENERALESExponer los aspectos ms importantes acerca de la teora de empujes de tierraDescribir la forma en que las estructuras interactan con la masa de suelo contenidaRealizar una presentacin general de los sistemas de contencin desarrollados por la ingenieraDar a conocer sistemas de anclajes aplicados a muros de contencin

OBJETIVOS ESPECFICOSEfectuar una descripcin de los sistemas de contencin denominados muros pantalladescribir las principales caractersticas y exponer los mtodos constructivos de los sistemas de contencin: Muro pantalla, Pantalla de pilotes y Muro tipo Berlins.realizar un anlisis comparativo de costos, rendimiento y aplicabilidad de los sistemas de contencin anteriormente nombrados, en base a un proyecto real.CLASIFICACIN DE MUROSLa clasificacin de los muros se hace de acuerdo a su:FUNCIONPOSICIONCargaInterioresAislamiento/SeparacinExterioresDecoracinContencinCONSTITUCION (material)OpacosPOSICION DINAMICATranslucidosFijosTransparentesMvilesMuros de hormign El concreto y la mampostera son los materiales clsicos para muros. La madera se emplea en forma de tablero con armazn y cubierta de la misma madera contrachapeada o de otros materiales

Muros de hormign armado

Muros de hormign ciclpeo

El concreto ciclpeo es una mezcla de concreto con cantos o bloques de roca dura. Generalmente, se utilizan mezclas de 60% de concreto y 40% de volumen de piedra. Sin embargo, debe tenerse en cuenta que a mayor cantidad de piedra existe mayor posibilidad de agrietamiento del muro, por presencia de zonas de debilidad estructural interna. En ocasiones se le colocan refuerzos de varilla de acero dentro del concreto ciclpeo para mejorar su resistencia interna. El diseo de un muro de concreto ciclpeo es muy similar al de los muros de concreto simple rgidos y masivos DISEO DE MUROS

Una vez conocidas las caractersticas del suelo en donde se emplazar el muro de contencin, se debe proceder a realizar el diseo del mismo. Un diseo adecuado para un muro de contencin debe considerar los siguientes aspectos:Los componentes estructurales del muro deben ser capaces de resistir los esfuerzos de corte y momento internos generados por las presiones del suelo y dems cargas.El muro debe ser seguro contra un posible volcamiento.El muro debe ser seguro contra un desplazamiento lateral.Las presiones no deben sobrepasar la capacidad de soporte del piso de fundacin.Los asentamientos y distorsiones deben limitarse a valores tolerables.Debe impedirse la erosin del suelo por debajo y adelante del muro bien sea por la presencia de cuerpos de agua o de la escorrenta de las lluvias.Debe considerarse la posibilidad de presencia de presiones de agua detrs del muro.El muro debe ser estable a deslizamientos de todo tipo PROCEDIMIENTO

Son muchas las formas por las cuales se pueden llegar a determinar las dimensiones de los elementos constitutivos de un muro de contencin, con los avances tecnolgicos incluso es posible encontrar programas de diseo estructural de libre distribucin en Internet. Para proceder al diseo una vez conocida la topografa del sitio y la altura necesaria del muro debe procederse a:

Escoger el tipo de muro a emplearse.Dibujar a escala la topografa en perfil de la seccin tpica del muro.Sobre la topografa dibujar un diagrama "tentativo" supuesto del posible muro.Conocidas las propiedades de resistencia del suelo y escogida la teora de presiones a emplearse, calcular las fuerzas activa y pasiva y su punto de aplicacin y direccin de 1/2 a 2/3, de acuerdo al ngulo de friccin del suelo y la topografa arriba del muro.Calcular los factores de seguridad as:Factor de seguridad contra volcamiento.Factor de seguridad contra deslizamiento de la cimentacin.Si los factores de seguridad no satisfacen los requerimientos deben variarse las dimensiones supuestas y repetir los pasos de a hasta e. Si son satisfactorios se proceder con el diseo.Calcular las presiones sobre el piso y el factor seguridad contra capacidad de soporte.Calcular los asentamientos generados y si es necesario ampliar la base del muro o en su defecto establecer el pie del muro en otro estrato de suelo.Disear los sistemas de proteccin contra:Socavacin o erosin en el pie.Presencia de presiones de agua detrs del muro.Finalmente deben calcularse los valores de los esfuerzos y momentos internos para proceder a reforzar o ampliar las secciones del muro, de acuerdo a los procedimientos estandarizados de la Ingeniera estructural (Surez, 1998).PROBLEMAS ASOCIADOS A LOS MUROSEl principal problema de los muros de contencin es que son elementos estructurales que estn durante toda su vida til en contacto directo con el suelo, sufriendo tanto las acciones de ste (no slo mecnicas, sino alguna otra como humedades, etc.), como tambin las del propio edificio. Probablemente sean los elementos estructurales que sufren una mayor problemtica debido a esta razn son la principal causa de lesiones en los edificios. Los sntomas no slo se podran observar en el propio muro, sino tambin en el resto de la construccin.GIRO EXCESIVO DEL MUROUna de las principales caractersticas que debe cumplir un muro de contencin es su estabilidad general, que evitara la inclinacin del mismo. Consiste en el vuelco del punto ms alto respecto al punto ms alejado de la zapata.DESPLAZAMIENTO DEL MUROSe considerara un deslizamiento del mismo. Puede coincidir con movimientos entre estratos diferentes del terreno. La presencia de tacn en el muro (en el caso de un muro con zapata) o una mayor profundidad de empotramiento (en al caso de muros enterrados) favorecen la resistencia del mismo a este tipo de problema.DESPLAZAMIENTO PROFUNDO DEL MUROEste problema consiste no slo en un deslizamiento del muro, sino que el mismo tambin sufre un hundimiento as como un giro. Se debe a la formacin de una superficie de deslizamiento profunda (coincidiendo con un estrato blando), de forma circular.DEFORMACIN EXCESIVA DEL ALZADOSe trata de una problemtica poco frecuente, ya que se produce cuando el muro es demasiado esbelto en la zona superior del alzado, algo poco comn, ya que stos estn caracterizados por su peso, y ste no se logra de otro modo sino por volumen y anchura del mismo.FISURACION EXCESIVAProducida en su mayor medida en las zonas de traccin (trasds), es por ello que pueden ser causa de mayores problemas, ya que sta es la parte del muro en contacto con el terreno, por lo tanto, ms atacable.ROTURA POR FLEXINEste tipo de problema puede aparecer tanto en el alzado, como en la punta del muro. Normalmente los sntomas slo podran ser visibles en la zona de trasds, por lo que no seran observables, hecho que puede ser motivo de colapso al no poder hacer frente al problema. Este hecho puede tener mayores consecuencias cuando las edificaciones se encuentren entre medianeras.ROTURA POR ESFUERZO CORTANTEEstos esfuerzos, como los de flexin, pueden producir roturas en diversas zonas del muro. Este tipo de problemtica y lo comn que puede ser, desaconseja la utilizacin de la fbrica de ladrillo para las estructuras de contencin, debido a su escasa resistencia a estos empujes.ASIENTOSAunque no se puede considerar una problemtica que pueda causar una rotura en el muro (si no se trata de un asiento diferencial, sino de la totalidad del mismo), si podra causar graves problemas en el resto de la estructura del edificio. Ocurre como consecuencia de un exceso de cargas que el muro transmite al terreno.RETRACCIN HIDRULICA Y TRMICASe producen en su mayor parte durante la fase de fraguado y endurecimiento del hormign, en presencia de una armadura en sentido longitudinal escasa. Tambin podran incluirse en este grupo las roturas por dilatacin y retraccin del propio muro, cuando ste se encuentra sujeto en algn punto, como otro muro, o contrafuertes.ROTURA DE ESQUINASEste tipo de problemtica se caracteriza por tener una inclinacin entre 45 y 60 y estn ubicadas en las zonas de las esquinas, cuando se encuentran dos muros perpendiculares. Seran producidas por una traccin horizontal. Las diferencias trmicas empeoran este tipo de sntomas.DEGRADACIN DEL MATERIAL POR ATAQUE DEL MEDIOSe podran considerar estos problemas como consecuencia de los anteriores, ya que generalmente estas afecciones se intensifican debido a grietas y otro tipo de lesiones. Estas degradaciones son mucho ms relevantes por el hecho de que el muro se encuentra en contacto con el terreno (Wikipedia, 2007).Sin embargo es preciso recalcar que los problemas estructurales que aquejen a un muro dependen directamente del tipo de muro que se escoja.TIPOS DE ESTRUCTURAS DE CONTENCIONLa gran variedad de sistemas de contencin de suelos que existe en la actualidad hace difcil establecer una clasificacin clara, en la bibliografa consultada los autores no establecen un lmite claro entre un grupo de sistemas de contencin y otro. De acuerdo a esto podemos clasificar a las estructuras de contencin en:

Estructuras de contencin rgidasEstructuras de contencin flexiblesEstructuras de contencin mixtasDebemos dejar en claro que no se expondrn todos los tipos de estructuras de obtencin, si no que nos avocaremos a los ms utilizados, en cada clasificacin se dar una breve descripcin de cada sistema.TIPOS DE ESTRUCTURAS DE CONTENCION MIXTASDentro de esta clasificacin encontramos diversos sistemas entre los cuales podemos destacar:Muros pantallaPantallas de pilotesMuro berlinsEn este punto queremos dejar en claro de que algunos autores clasifican a este grupo de sistemas como simplemente pantallas, sin embargo en nuestro anlisis nos es pertinente encasillarlo dentro de este grupo, ya que por su forma se les denomina pantallas, pero en su naturaleza, consisten en muros de contencin mixtos.PROCESO CONSTRUCTIVOPor lo general la metodologa constructiva de un muro pantalla consta de un proceso continuo y repetitivo, que presenta leves variaciones en su estructura, debido a la naturaleza y singularidad de cada proyecto, y condicionado directamente a la calidad del suelo en donde se ejecutara el sistema de contencin. A modo de descripcin podemos presentar la siguiente secuencia constructiva para un suelo de buena calidad y en ausencia de nivel fretico (Cimentaciones especiales Valencia, Junio 2007).DEMOLICIN DE CIMENTACIONES CONTIGUASSe procede en esta etapa al marcado del contorno del muro pantalla demoliendo todas aquellas cimentaciones que puedan causar problemas en la ejecucin del muro pantalla. Se debe revisar la posible presencia de cualquier tipo de instalacin subterrnea (agua potable, gas, alcantarillado, etc.). EXCAVACIN DEL MURO GUASe debe poner especial inters en la eliminacin de cualquier resto de cimentacin o terreno duro antes de comenzar la construccin del muro gua. Si fuese necesaria una excavacin mas profunda para eliminar estos restos de cimentaciones se rellenara con mortero de cemento de dosificacin de 40 Kg. de cemento por m3 de arena.

ARMADO DEL MURO GUAUna vez regularizada la zanja de la excavacin (con mortero si fuera preciso), se procede al montaje de la armadura del murete gua en todo el contorno.ENCOFRADO DEL MURO GUASe podr encofrar a un solo nivel los dos muros o a dos niveles, pero en ambos casos es importante mantener el alineamiento y verticalidad.APUNTALAMIENTO DEL MURO GUADurante el proceso de excavacin es importante que este no se desve producto de los impactos que pueda recibir de la maquina pantalladora, as que debe construirse con material de buena calidad, un hormign del tipo H-30 sera el adecuado. MURO GUA TERMINADODebido a su importancia este deber estar perfectamente alineado, aplomado y firme en toda su longitud.

TIPOS DE MUROS

LOS TIPOS DE MUROS DE CONTENCIN DE USO MS FRECUENTE SON:MUROS DE GRAVEDAD.Son los muros de contencin de uso ms frecuente, y aunque su campo de aplicacin depende de los costes de excavacin, hormign, acero, encofrado y relleno, se puede pensar que constituyen la solucin ms econmica para muros de hasta 10 12 m de altura.Son muros de hormign en masa en los que la resistencia se consigue por su propio peso (figura 3 a). Normalmente carecen de cimiento diferenciado, aunque pueden tenerlo (figura 3 b).Su ventaja fundamental es que no van armados, con lo cual no aparece en la obra el tajo de ferralla. Pueden ser interesantes para alturas moderadas si su longitud no es muy grande, pues en caso contrario representan una solucin antieconmica frente a los muros de hormign armado

Muros de contrafuertes.Representan una evolucin del tipo anterior. Al crecer la altura, y por ende los espesores de hormign, compensa aligerar las piezas con la solucin de los contrafuertes, aunque conlleve un tajo de ferralla y encofrado ms complicados y un hormigonado ms difcil.Los contrafuertes pueden disponerse en el trasds (figura 5 a) o en el intrads(figura 5 b), aunque la primera solucin es tcnica y econmicamente mejor porcolocarse el alzado en la zona comprimida de la seccin en T que se forma. Lasegunda solucin, adems, presenta un claro inconveniente esttico.

Muros de bandejas.En los muros de bandejas se pretende contrarrestar parte del momento flector que se ha de resistir mediante la colocacin de bandejas a distinta altura en las que se producen unos momentos de sentido contrario, debidos a la carga del propio relleno sobre las bandejas (figura 6).Su inconveniente fundamental radica en la complejidad de su construccin. Puede representar una solucin alternativa al muro de contrafuertes para grandes alturas, en los que para resistir el momento flector se aumenta el canto y se aligera la seccin colocando los contrafuertes

TIPOS DE MUROS DE STANO.El tipo ms elemental est esquematizado en la figura 8. Aparte del peso propio, recibe como nica carga vertical la reaccin de apoyo del forjado de techo.Dentro de la tipologa general, el caso ms frecuente es que sobre el muro apoyen pilares que transmiten cargas de las plantas superiores, pudiendo existir adems varios stanos, tal y como se indica en la figura 9.

TIPOS DE EMPUJE.La presin del terreno sobre un muro est fuertemente condicionada por la De formalidad del muro, entendiendo por tal no slo la deformacin que el muro experimenta como pieza de hormign, sino tambin la que produce en el muro la deformacin del terreno de cimentacin.

CLCULO DEL EMPUJE ACTIVO.Existen diversas teoras para la determinacin del empuje activo, entre las que destacan las debidas a Coulomb y Rankine. En ambas teoras se establecendiversas hiptesis simplificativas del problema, que conducen a cierto grado de error, pero producen valores de empuje que entran dentro de los mrgenes de seguridad.TEORA DE COULOMB.Coulomb desarroll su teora para suelos granulares bien drenados en 1.773.

Para obtener el valor del ngulo que hace mximo el empuje activo, se deriva e iguala a cero la expresin [3], e introduciendo su valor en la ecuacin se obtiene:

PROCEDIMIENTO GRFICOPara un terreno de forma cualquiera, la mejor solucin es el procedimiento grfico. Suponiendo una lnea de rotura recta, habrn de estar en equilibrio el peso Pt de la cua de suelo comprendida entre el muro y la lnea de rotura, la reaccin Eadel muro contra el suelo, igual y de sentido contrario al empuje activo sobre el muro, y la reaccin F del terreno sobre la cua, que formar con la normal a la lnea de rotura un ngulo igual al de rozamiento interno del terreno. Los valores de , a falta de ensayos directos, pueden obtenerse de la tabla 1, tomada de Calavera, que incluye adems valores orientativos de las densidades secas de los distintos terrenos.

Gracias