Muros de Contencion MONOgrafia

UNIVERSIDAD PERUANA LOS ANDES

FACULTAD DE INGENIERÍA

ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL

TRABAJO DE INVESTIGACIÓN PARA LA UNIDAD DE EJECUCIÓN CURRICULAR DE MECÁNICA DE SUELOS II

CATEDRATICO: ING. DE LA CRUZ INGA PERCY

PRESENTADO POR:

CARDENAS PAPUICO, Franklin

GUTIERREZ SALAZAR, Giancarlos

MOLINA RIVAS Jenifer

POMALAZA SALVADOR, Yomira B2

SANTIAGO ACHACHAU, Axl

VILCHEZ YAURI , Mabel

SECCION: A1

HUANCAYO – PERU

2015

MECANICA DE SUELOS II A1


MUROS DE CONTENCION

MUROS DE CONTENCIÓN





DEDICATORIA

Este trabajo lo dedicamos a nuestros padres por su apoyo incondicional y a Dios por su inmenso amor, quienes nos ayudan al logro de nuestros objetivos.

iii

INTRODUCCION

La estabilización de deslizamientos activos o potencialmente inestables es un

trabajo relativamente complejo, el cual requiere de metodologías de diseño y

construcción; es por ello que en esta monografía expondremos uno de los más

importantes sistemas de prevención, manejo, y estabilización de deslizamientos,

Muros de Contención.

El objetivo principal de un estudio de estabilidad de taludes o laderas es el

de establecer medidas de prevención y control para reducir los niveles de

amenaza y riesgo. Generalmente, los beneficios más importantes desde el punto

de vista de reducción de amenazas y riesgos es la prevención. Es por ello que

propondremos una serie de principios generales y metodologías para la reducción

de amenazas de deslizamiento utilizando Muros de Contención, asimismo los

tipos del mismo.

Los autores.



MUROS DE CONTENCION

1. DEFINICION

Los muros de contención tienen como finalidad resistir las presiones laterales

ó empuje producido por el material retenido detrás de ellos, su estabilidad la

deben fundamentalmente al peso propio y al peso del material que está sobre

su fundación. Los muros de contención se comportan básicamente como

voladizos empotrados en su base. Designamos con el nombre de empuje, las

acciones producidas por las masas que se consideran desprovistas de

cohesión, como arenas, gravas, cemento, trigo, etc. En general los empujes

son producidos por terrenos naturales, rellenos artificiales o materiales

almacenados.

2. ORIGEN

Tomando como base la madre naturaleza, se llegó a construir sistemas de

contrafuertes, entre ellos los muros con contrafuertes.

Los contrafuertes arrastraron los nuevos problemas a tierra, y los descargaron

sobre ella. Teniendo en cuenta que hicieron posible el engrandecer las

construcciones humanas como nunca se había hecho en la historia, su papel

a los ojos del público profano, fue meramente secundario o inexistente. La

humildad de su trabajo se vio reflejada en la desnudez de sus formas, en el

románico, o en la ocultación bajo una distribución de espacios interiores

artificiosa, en el gótico.

Sin ánimo de abusar de los tópicos, parece que incluso podríamos establecer

una analogía entre pilares y contrafuertes con la personalidad de arquitectos e

ingenieros.

La primera aparición de los contrafuertes supera a la historia de la humanidad.

Algo tan sencillo como la tierra conteniendo a la propia tierra, o el natural



iv

equilibrio determinado por el rozamiento interno de los materiales que

componen el suelo. Es muy probable que el hombre aprendiera rápidamente la

elección y adaptara el terreno en sus primeros asentamientos haciendo uso

de los taludes.

3. EVOLUCION

Por economía, por falta de medios y porque, en definitiva, las primeras

comunidades no lo necesitaban, es posible que durante mucho tiempo, no

hubo necesidad de ir más allá, como mucho de taludes estabilizados con

piedras y rudimentarios muros de escollera. Pero las civilizaciones avanzaron,

las aldeas, las villas, dieron lugar a las primeras ciudades, y de ahí, se

empezaron a gestar los estados en la concepción que hoy tenemos de ellos.

. Muro de contención con contrafuertes - romano en la vía Flaminia (Italia).

La ingeniera romana busco la economía, ciertamente, pero sin sacrificar los

parámetros de calidad que aseguraban la misión para la que estaban

diseñadas. Por ello, tuvieron que hacer esfuerzos adicionales en terrenos

difíciles. Así, han llegado hasta nuestros días, sistemas de contención de

tierras junto a las calzadas. Parece ilógico pensar que los primeros muros de

contención de piedra fueron absolutamente verticales. Seguramente,

entendieron después que, si eran demasiado delgados no resistían, y si eran

lo gruesos que necesitaban ser, el material estaría desaprovechado, así que



empezaron a inclinar el intradós. El siguiente paso no era tan obvio, porque

suponía un cambio estructural importante.

Los muros descritos hasta ahora, resistían esencialmente la flexión de eje

horizontal. Conscientes de lo que hacían o no, al aligerar el prisma triangular

descargaron sobre los contrafuertes la función de resistir, como ménsulas, la

flexión de eje horizontal, mientras que en los tramos de muro aligerado,

reaparecían flexiones de eje vertical. Ambos esfuerzos habían de ser

resistidos por rozamiento entre sillares, por lo que, en un principio, resultaron

obras muy pesadas.

Este fue, esencialmente, el comportamiento de los muros de contención,

durante siglos. Las mejoras en las dimensiones debieron venir de la mano de

mejoras en el rozamiento entre los elementos que conformaban los muros, con

el uso de conglomerantes (morteros romanos de puzolana, argamasa de cal,

hasta llegar al uso de morteros de cemento portland) y llaves entre hiladas.

Pero con la refundación de los que hoy entendemos como los primeros

estados de la Europa moderna, se retomaron las buenas costumbres en la

construcción de las vías, y, efectivamente, tuvo que llegar el hormigón armado

y el uso industrial de los materiales cerámicos, para que los muros de

contrafuertes de piedra desaparecieran frente a una competencia que ganaba

la batalla en facilidad de ejecución y economía de materiales. Pero, en

realidad, a lo que están condenados es a su desaparición, entendiéndose en

el sentido literal de la palabra. Porque los armados permiten resistir las

tracciones que antes la piedra, o la cerámica, de por si no resistían. Y por lo

tanto, la historia da un giro de 180°, nunca mejor dicho, y encontramos muros

de contención en los que los contrafuertes resisten los empujes de las tierras

en el sentido contrario al que tradicionalmente los resistían, trasladando

tracciones a la cimentación, donde antes se trasladaban compresiones,

quedando los contrafuertes ocultos bajo las tierras que contienen.

Los sistemas de contrafuertes, en forma de talud nada aligerado, fueron las

herramientas para estabilizar la construcción y contener las fuerzas actuantes



de las presiones de tierra. Esto, no ha cambiado desde la antigüedad hasta

nuestros días, solo se ha mejorado en la contundencia de los materiales.

4. MUROS DE CONTENCIÓN Y SU FUNCIONAMIENTO

Los muros de contención se utilizan para detener masas de tierra u otros

materiales sueltos cuando las condiciones no permiten que estas masas

asuman sus pendientes naturales. Estas condiciones se presentan cuando el

ancho de una excavación, corte o terraplén está restringido por condiciones de

propiedad, utilización de la estructura o economía. Por ejemplo, en la

construcción de vías férreas o de carreteras, el ancho de servidumbre de la vía

es fijo y el corte o terraplén debe estar contenido dentro de este ancho. De

manera similar, los muros de los sótanos de edificios deben ubicarse dentro de

los límites de la propiedad y contener el suelo alrededor del sótano.

Para proyectar cualquier tipo de muros de sostenimiento es necesario

determinar la magnitud, dirección y punto de aplicación de las presiones que el

suelo ejercerá sobre el muro. El proyecto de los muros de contención consiste

en:

a- Selección del tipo de muro y dimensiones.

b- Análisis de la estabilidad del muro frente a las fuerzas que lo solicitan. En

caso que la estructura seleccionada no sea satisfactoria, se modifican las

dimensiones y se efectúan nuevos cálculos hasta lograr la estabilidad y

resistencia según las condiciones mínimas establecidas.

c- Diseño de los elementos o partes del muro. El análisis de la estructura

contempla la determinación de las fuerzas que actúan por encima de la

base de fundación, tales como empuje de tierras, peso propio, peso de la

tierra, cargas y sobrecargas con la finalidad de estudiar la estabilidad al

volcamiento, deslizamiento, presiones de contacto suelo-muro y resistencia

mínima requerida por los elementos que conforman el muro.



5. DESIGNACIONES

Tomando el caso más común de un muro de contención, empleamos las

designaciones que se indican a continuación.

Un muro sin puntera es de uso poco frecuente en edificaciones

Un muro sin talón se usa cuando el terreno del trasdós es de propiedad ajena.

En este caso el muro, además de los inconvenientes técnicos que esta forma

encierra, arrastra otros de tipo constructivo, ya que el terreno puede no estar

drenado, la impermeabilización del trasdós no suele ser posible y, por tanto, la

impermeabilidad del muro será difícil de garantizar y el empuje del terreno

puede ser de difícil evaluación.

6. BASES PARA EL DISEÑO DE MUROS DE CONTENCIÓN

Las fuerzas que actúan sobre un muro de contención pueden dividirse en dos

grupos; fuerzas horizontales provenientes del empuje del terreno,

sobrecargas, etc., y fuerzas verticales provenientes del peso propio, peso del

relleno, sobrecarga, etc.

La acción de las fuerzas horizontales tiende a desplazar el muro de su

posición original y si ese desplazamiento es lo suficientemente grande, el muro

ya no estará cumpliendo su función, o sea habrá fallado, aún si el

desplazamiento tuvo lugar sin daños para las partes constitutivas del muro.



El desplazamiento puede ser rotacional o lineal y contra ambos debe estar

dirigido el diseño en lo que se denomina análisis de estabilidad. En el

esquema a) puede verse como el empuje del relleno tiende a volcar el muro,

junto con el relleno que hay directamente sobre el talón, alrededor del extremo

del voladizo delantero (punto A); las fuerzas que se oponen a ese vuelco son

precisamente las verticales, las cuales dan momentos de sentido contrario al

del empuje con respecto al punto A. El factor de seguridad mínimo contra la

posibilidad de volcamiento o sea relación entre momentos que impiden el

volcamiento y momentos que tienden a producirlo alrededor del punto A, debe

ser 2 según especificación de la mayoría de lo código.

En el esquema b) puede apreciarse como la componente horizontal del

empuje puede deslizar el muro, junto con la parte de relleno que está

directamente sobre el talón, en el sentido del empuje. La fuerza que se opone

a este deslizamiento es la fricción que hay entre la base del muro y el terreno

de fundación principalmente; esta fricción es función de las fuerzas verticales

que actúan sobre el muro del terreno de función en la forma f x V, siendo f el

coeficiente de fricción entre el Concreto o material del muro y el terreno de

fundación; este coeficiente tiene los siguientes valores usuales:

Para mejorar la estabilidad al deslizamiento conveniente no alisar mucho la

superficie del terreno de fundación y dejar más bien una superficie rugosa.



Nótese en el esquema b) que el muro, al deslizarse hacia la izquierda, debe

empujar también el terreno que haya adelante de él, creando así un empuje

pasivo que ayuda a la estabilidad al deslizamiento puesto que debe ser

vencido antes de que el muro pueda deslizarse; e tendrá así que la fuerza que

se opone al deslizamiento es:

Como la fuerza que produce el deslizamiento es la horizontal (1H) y el factor

de seguridad contra esta eventualidad está normalmente fijado en 1.5, se

deberá tener que:

Debe advertirse que para poder contar con el empuje pasivo es necesario

estar seguro de que el terreno delante del muro estará siempre ahí y de que

estará en su posición antes de la colocación del relleno; esto no siempre es

posible y de ahí que muchos ingenieros prefieran despreciar el efecto del

empuje pasivo al buscar el coeficiente de seguridad mínimo de 1.5 o aumentar

este coeficiente mínimo a 1.7 o 1.8 al sí tener en cuenta el efecto del empuje

pasivo.

Para aumentar el factor de seguridad al deslizamiento se utiliza muchas veces

una “llave”, que consiste en una prolongación inferior del vástago y que tiene

como efecto desplazar en parte el plano de posible falla desde la cara inferior



de la base a la cara inferior de la llave aumentando así considerablemente el

empuje pasivo que debe ser vencido, además se ve en el esquema que

cuando hay llave la fricción que se opone al deslizamiento es la que hay entre

concreto y suelo en las zonas ab y cd, mientras que en la zona d-e tenemos

fricción entre suelo y suelo puesto que en d-e es el suelo el que debe

romperse para producirse el deslizamiento, en consecuencia f1 será

coeficiente de fricción entre concreto y suelo, mientras que f2 será el

coeficiente de fricción del suelo o sea tg(φ).

En la mayoría de los casos la llave se coloca inmediatamente debajo del

vástago para poder anclar ahí los hierros del mismo, pero a veces puede

resultar más ventajoso colocar esa llave más atrás y aún en el extremo del

talón.

De todas maneras es prudente despreciar generalmente la altura del terreno

por encima de la base porque éste puede ser removido con facilidad y en ese

caso del triángulo de empuje pasivo a considerar como efectivo es el efg y no

el ef’g’.

El análisis de estabilidad debe incluir también, además de la seguridad el

volcamiento y la seguridad al deslizamiento, el estudio de las reacciones del

terreno las cuales no deben ser superiores en ningún punto a la fatiga

admisible del terreno.



Tratándose de una estructura sometida a cargas horizontales y verticales, la

forma del diagrama de reacciones del terreno dependerá de la posición de la

resultante de las cargas con respecto al centro de la base pudiéndose

presentar los 4 casos esquematizados según la conocida expresión de la

estática:

(Recuérdese que los muros se diseñan por metro de longitud y por tanto b =

1.00 m).

El caso 1) o sea cuando la resultante cae exactamente en la mitad de la base

y el diagrama de reacciones es por tanto uniforme, es difícil y antieconómico

de lograr porque generalmente requiere una base muy grande, el caso 4), o

sea cuando la resultante cae fuera del tercio medio de la base, no es deseable

porque parte de la base resulta inútil en vista de que no pueden suponerse o

admitirse esfuerzos de tracción entre concreto y terreno, la base deberá

dimensionarse, por tanto, de tal manera que se esté en el caso 2) con

diagrama de reacciones trapezoidal o, como máximo, en el caso 3) con

diagrama triangular. Para evitar la posibilidad de asentamientos diferenciales

debe procurarse que la diferencia entre σ máx. y σ min. no sea muy grande.

Una vez comprobada la estabilidad del muro, puede entrarse a estudiar la

resistencia de cada una de sus partes con respecto a las fuerzas que las

solicitan, o sea puede hacerse el análisis estructural. En un muro de gravedad

el análisis estructural consistirá en la comprobación de que todas sus

secciones están sometidas a esfuerzos de compresión por debajo de un límite

admisible en un muro en cantiléver o con contrafuertes; este análisis consistirá

en el estudio de cada una de las partes constitutivas sometida a un sistema

determinado de fuerzas exteriores que producen momentos, esfuerzos

cortantes, etc., y la colocación del refuerzo necesario para absorber los

esfuerzos correspondientes.



Como es apenas lógico, para un caso dado habrá varias soluciones que

satisfagan tanto las condiciones de estabilidad como las de resistencia, así por

ejemplo, para aumentar la seguridad al deslizamiento puede aumentarse el

largo de la base o colocarse una llave, siendo iguales todos los demás

considerados del caso; el factor económico será entonces el decisivo.

A través de lo anterior, el estudiante ya habrá podido darse cuenta que tanto

para el análisis de estabilidad como para el estructural deben suponerse a

priori las dimensiones del muro y estas a su vez dependen en definitiva del

resultado de los dos análisis; es decir que se está ante un círculo vicioso, el

cual se rompe mediante tanteos sucesivos. El proceso de diseño consiste

entonces en suponer, con base en experiencia anterior generalmente, las

dimensiones el análisis de este muro; verificar con esas dimensiones el

análisis de estabilidad y el estructural; en la mayoría de los casos los análisis

mostrarán la necesidad de algunos ajustes en las dimensiones iniciales pero

normalmente con 2 o 3 ensayos se llegará al dimensionamiento definitivo.

Algunas guías para las dimensiones iniciales son las siguientes:

1) Para muros de gravedad al ancho de la base varía entre el 50 y el 60% de

la altura total, dependiendo principalmente de si hay sobrecarga o no; el

ancho de la corona debe ser por lo menos de 30 cm.

2) Para muros en voladizo el ancho de la base también varía entre el 50 y

60% de la altura, el ancho de la corona debe ser 1/24 de la altura a 25 cm.,

(el mayor de los dos para facilidad de la colocación del Concreto); el ancho

del muro en la base debe ser 1/12 de la altura; el espesor de la base debe



ser por lo menos igual al espesor máximo del muro (1/12 h) y

preferiblemente un poco mayor; el vástago debe colocarse sobre la base

de tal manera que el voladizo delantero sea aproximadamente 1/3 del

ancho de la base, con el objeto de que la resultante de las fuerzas

exteriores caiga dentro del tercio medio de la base.

En claro que estas no son sino guías generales y cada caso deberá

estudiarse y resolverse como problema particular.

7. TIPO DE MUROS DE CONTENCION

7.1.MUROS DE MAMPOSTERIA

Sistema tradicional de construcción que consiste en erigir muros y

paramentos mediante la colocación manual de los elementos o los

materiales que los componen (denominados mampuestos) que pueden ser,

por ejemplo:

ladrillos

bloques de cemento prefabricados

piedras, talladas en formas regulares o no



7.1.1. Tipos de mampostería:

Se pueden distinguir los siguientes tipos de mampostería:

a) Mampostería en seco

En este tipo de mampostería no se emplea ningún mortero. Hay que

escoger los mampuestos uno a uno para que el conjunto tenga

estabilidad. Se emplean piedras pequeñas, llamados ripios, para

acuñar los mampuestos y rellenar los huecos entre éstos.

b) Mampostería ordinaria

Se ejecuta con un mortero de cal o cemento. Las piedras deben

adaptarse unas a otras lo más posible para dejar el menor

porcentaje de huecos relleno de mortero. Únicamente se admitirá

que aparezca el ripio al exterior si la fábrica se va a revocar

posteriormente.

c) Mampostería careada

Es la fábrica de mampostería cuyos mampuestos se han labrado

únicamente en la cara destinada a formar el paramento exterior. Los

mampuestos no tienen formas ni dimensiones determinadas. En el

interior de los muros pueden emplearse ripios pero no en el

paramento visto.

d) Mampostería concertada

Fábrica de mampostería cuyos mampuestos tienen sus caras de

junta y de parámetro labradas en formas poligonales, más o menos

regulares, para que el asiento de los mampuestos se realice sobre

caras sensiblemente planas.

No se admite el empleo de ripios y los mampuestos del paramento

exterior deben prepararse de modo que las caras visibles tengan

forma poligonal y rellenan el hueco que dejan los mampuestos

contiguos. Debe evitarse la concurrencia de cuatro aristas de

mampuestos en un mismo vértice.

Cuando la fábrica sea de un espesor mayor que el de los

mampuestos, se procederá a asentar primero los mampuestos de

los paramentos vistos, y se colocarán después los principales



https://es.wikipedia.org/wiki/Cemento

https://es.wikipedia.org/wiki/%C3%93xido_de_calcio

https://es.wikipedia.org/wiki/Ripio

mampuestos del relleno, acuñados con ripios si fuera necesario. De

trecho en trecho se unirán los dos paramentos con llaves o

perpiaños tan largos como sea preciso para dar trabazón al

conjunto. Si el espesor fuera tan grande que no se pudiese abarcar

con una sola llave, se colocan entonces dos o más, alternadas, que

alcancen más de la mitad de espesor y, si fuera preciso, se

engatillarán por sus colas con abrazaderas metálicas.

Si en una mampostería concertada se forman hiladas horizontales,

las líneas de juntas verticales deben alternarse y nunca mediará

entre la junta de dos hiladas contiguas menos de 20 centímetros.

7.2.MUROS DE GRAVEDAD

Utiliza su propio peso como elemento estabilizador, no estando diseñado

para que trabaje a tracción

Son muros de hormigón en masa en los que la resistencia se consigue por

su propio peso. Normalmente carecen de cimiento diferenciado, aunque

pueden tenerlo.

Su ventaja fundamental es que no van armados, con lo cual no aparece en

la obra el tajo de la ferralla. Pueden ser interesantes para alturas

moderadas, y aun así, sólo si su longitud no es muy grande, pues en caso

contrario, y en definitiva siempre que el volumen del muro sea importante,

la economía que representan los muros de hormigón armado justifica la

aparición del tajo de ferralla.

7.2.1. MUROS DE HORMIGON EN MASA O GRAVEDAD

Son muros con gran masa que resisten el empuje mediante su

propio peso y con el peso del suelo que se apoya en ellos; suelen

ser económicos para alturas moderadas, menores de 5 m, son

muros con dimensiones generosas, que no requieren de refuerzo.



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 solución antieconómica frente a los muros

de hormigón armado.

Los muros de hormigón en masa o de gravedad son aquellos que

utilizan su propio peso como elemento estabilizador, no estando

diseñados para trabajar a tracción.

En cuanto a su sección transversal puede ser de varias formas, en la

figura 7 se muestran algunas secciones de ellas. Los muros de

gravedad pueden ser de concreto ciclópeo, mampostería, piedra o

gaviones.

La estabilidad se logra con su peso propio, por lo que requiere

grandes dimensiones dependiendo del empuje. La dimensión de la

base de estos muros oscila alrededor de 0,4 a 0,7 de la altura. Por

economía, la base debe ser lo mas angosta posible, pero debe ser lo

suficientemente ancha para proporcionar estabilidad contra el



volcamiento y deslizamiento, y para originar presiones de contacto

no mayores que las máximas permisibles.

7.2.2. MUROS DE GAVIONES

Los gaviones son estructuras realizadas con mallas de hierro

galvanizado o acero inoxidable que se llenan de diferentes tipos de

materiales.

Es una solución muy eficaz para un entorno donde necesitamos una

amplia capacidad de absorción del ruido, alta capacidad de drenaje

o alta verticalidad, ya que el gavión actúa por propia gravedad.

Las opciones que ofrece son infinitas y solo tenemos que utilizar la

imaginación



Los gaviones en su interior pueden combinar conjuntamente con las

piedras, infinidad de materiales (madera, obra, combinación de

colores con el mismo material, plantas…) creando así gran

diversidad de espacios con una total integración con el resto del

entorno.

Nosotros solo trabajamos con materiales de primera calidad que nos

ofrecen una máxima garantía de resistencia y de anticorrosión, por

eso solo trabajamos con mallas de hierro galvanizado o acero

inoxidable electro soldado procedente de los mejores fabricantes

europeos.

Los muros de gaviones son muros de gravedad que se pueden dividir en

dos grandes grupos:

Gaviones independientes: es el tipo de gavión cerrado

independiente utilizado con mallas de triple torsión o gaviones

transportables realizados con mallas electro soldadas que trabajan

únicamente por gravedad.

Estructura monolítica de gaviones: son los gaviones montados in

situ creando una estructura de diafragmas internos tanto verticales

como horizontales con unos paramentos frontales y posteriores que

trabajan de manera unitaria consiguiendo que el muro trabaje como

una estructura monolítica.



7.2.3. MUROS DE ESCOLLERA

Los muros de escollera son muros formados por grandes bloques de

roca obtenidos mediante voladura o escollera de peso superior a 250

kg de forma más o menos prismática.

Presentan las principales ventajas los muros de hormigón siguiente:

Ahorro económico importante, en algunos casos superior al

30%.

Eliminación del empuje del agua debido a su capacidad de

drenaje.

Adaptación a los movimientos diferenciales del terreno sin

sufrir daño estructural alguno.

Reducción del Impacto Ambiental, como consecuencia de la

utilización de productos naturales y de la posibilidad de

introducir vegetación.

Sus primeras apariciones tienen lugar en obras marítimas y fluviales.

Asimismo, también se han empleado para la construcción de presas

de materiales sueltos y en la realización de Pedraplenes. Es a



finales de los setenta, cuando comienzan a construirse los primeros

muros de escollera en carreteras utilizándose las técnicas

constructivas que se empleaban en la canalización de ríos.

Actualmente, y debido al incremento en los costes de los materiales

de construcción y mano de obra, e influenciado por la relativa

sencillez de colocación en obra gracias a la maquinaria moderna, se

ha potenciado como solución de sostenimiento y contención de

obras civiles. Influenciado aparte por una razón económica.

El muro de contención de escolleras varía en su dimensión

dependiendo de muchos factores:

El empuje de tierra que tenga que soportar el muro.

La tipología del terreno donde se vaya a construir.

La situación y el emplazamiento

Dependiendo de la importancia estructural de los muros de escollera

ejecutados, se tiene que prestar una especial atención a su

dimensionamiento y cálculo.

Una patología bastante habitual que se suele ver cuando circulamos

por alguna carretera u obra lineal es observar deslizamientos y

hundimientos de muro de escollera ejecutados en la traza o en sus

cercanías.

ADIF define como escollera de protección “La capa de fragmentos

de roca sana, dura y resistente a la meteorización colocada sobre el

talud de una obra de rellenos o sobre la superficie final al pie del

talud de desmonte en suelos o en rocas blandas y en las

cimentaciones de puentes y viaductos sobre cauces naturales, con



el fin de protegerlos contra la erosión“. Dentro de la normativa de

“obligado cumplimiento” se encuentran estas recomendaciones.

En dichas recomendaciones, y en función del método de colocación

en obra se distinguen tres tipos de muros de escollera:

Escollera vertida: Empleada en obras marítimas, fluviales,

presas, mantos drenantes y reparación de deslizamientos en

taludes.

Escollera compactada: De uso en Pedraplenes, presa y

obras marítimas, con parámetros geotécnicos superiores a las

escolleras vertidas.

Escollera colocada: Se usan en encauzamientos,

restauraciones y diques marítimos, protección de obras de

drenaje, protección de pilas y estribos, etc.

La colocación de cada uno de los bloques se debe realizar de forma

individual, teniendo en cuenta la forma y tamaño de los adyacentes,

de forma que el conjunto presente el menor volumen de huecos

posible.

Se distinguen dos tipos de escolleras colocadas, de contención de

laderas y taludes, y de sostenimiento.

Otro tipo de paramentos sin función estructural son los encachados

o pieles de escollera, que fundamentalmente actúan como

protección de taludes ante la meteorización o fines estéticos.

7.2.3.1. CRITERIOS DE DIMENSIONAMIENTO.

La geometría de la sección tipo del muro debe cumplir las

condiciones que se detallan:



7.2.4. MUROS DE JAULA

Los muros de cribas o muros jaula son obras de contención

constituidas por una serie de celdas rellenas de material granular,

preferentemente compactado. Se trata de un muro realizado con

piezas prefabricadas de hormigón, aunque también pueden ser de

madera, que crean una red espacial que se rellena con suelo. El

conjunto trabaja como muro de gravedad, y frente a muros de

hormigón, precisa de una mayor base de apoyo.

Es un sistema simple de construir y mantener, utiliza el suelo en la

mayor parte del volumen y los elementos prefabricados permiten un

buen control de calidad. Sin embargo, precisa de un buen material

granular, que sea autodrenante, es costoso cuando se construye un

solo muro y no es apto para alturas superiores a 7 m. Generalmente

se instalan en su intradós con pendiente, aunque puede ser vertical en

aplicaciones de escasa altura.



https://construblogspain.files.wordpress.com/2014/03/10.jpg

7.2.5. MUROS DE SUELOS REFORZADOS

Se definen como los muros construidos mediante tongadas de

material de relleno, colocándose entre éstas elementos que arman el

mismo, estando su paramento exterior formado por elementos

prefabricados de hormigón.

La combinación de las distintas piezas prefabricadas junto con la tierra

compactada y las armaduras refuerzo dan como resultado un sistema

estructuralmente resistente y estable debido a su gran peso propio.

Estos muros pueden estar construidos con bermas, de forma

escalonada.

La ocupación requerida por este tipo de muro, que va a depender de

las características geotécnicas del relleno, es muy superior a la que

necesitan los muros de pantalla y contrafuerte. El principal uso de

estos muros son los de sostenimiento o contención de tierras.



7.2.6. MUROS DE BLOQUES MACISOS

Formalmente, estos tipos de muros están compuestos por un bloque

de hormigón prefabricado aligerado, grava para rellenar los

intersticios de los bloques y su trasdós, un refuerzo geosintético

(geomalla), y el material de relleno del trasdós.

La función de los bloques es la de conseguir un acabado estético y

la de evitar la erosión del material de relleno.

7.2.7. MUROS DE BLOQUES PREFABRICADOS

Son muros realizados mediante la superposición de bloques

abiertos, no macizos, unidos entre sí por un mortero de cemento.

Su uso se limita a muros pequeños y medianos. En algunos casos

puede ser necesario armarlos interiormente con barras de acero y

hormigón, y unirlos mediante armaduras de espera a la zapata para

resistir los momentos que se pueden dar en esta unión, en estos

casos los huecos se rellenan con mortero.

Es un muro completamente vertical.



La altura máxima de este tipo de muros depende de la existencia, o

no, de un refuerzo interno de los bloques. Es una situación favorable

puede oscilar en torno a los tres metros.

La cara vista del bloque puede ser lisa, tosca o con formas

geométricas.

7.3.MUROS DE CONTRAFUERTE

Los muros clásicos de hormigón prefabricado son abundantes en obra civil

para pasos superiores e inferiores de carreteras, o como muros de

contención de taludes.

Otras aplicaciones las tenemos en obras de ferrocarril, como estribos de

pasos a distinto nivel, muros de contención de taludes o de la plataforma

ferroviaria, etc.

Su cálculo se realiza en base a la sección en "pi" típica de este tipo de

muro. Para un panel de 2,40 m de modulación, se disponen dos

contrafuertes de forma trapezoidal que se encargan de la función resistente

del muro.

Los contrafuertes son uniones entre la pantalla vertical del muro y la

base.

La pantalla de estos muros resiste los empujes trabajando como

losa continua apoyada en los contrafuertes, es decir, el refuerzo



principal en el muro se coloca horizontalmente, son muros de

concreto armado, económicos para alturas mayores a 10 metros.

En la figura 9, se muestra una vista parcial de un muro con

contrafuertes, tanto la pantalla como los contrafuertes están

conectados a la losa de fundación. Los contrafuertes se pueden

colocar en la cara interior de la pantalla en contacto con la tierra o en

la cara exterior donde estéticamente no es muy conveniente.

Los muros con contrafuertes representan una evolución de los

muros en voladizo, ya que al aumentar la altura del muro aumenta el

espesor de la pantalla, este aumento de espesor es sustituido por

los contrafuertes; la solución conlleva un armado, encofrado y

vaciado más complejo.

En los Muros con contrafuertes el empuje del terreno es recibido por

una pantalla y transmitido al suelo de cimentación por medio de una

zapata. La unión entre la pantalla y zapata se lleva a cabo por medio

de contrafuertes, que pueden ser exteriores o interiores, como se

muestra en las figuras 9.a y 9.b.



7.3.1. CARACTERÍSTICAS DE ESTOS MUROS SE TIENE:

el contrafuerte es un elemento de unión entre la pared vertical y la

zapata, que evita el giro y colapso que pueda tener la pantalla

debido al empuje de las tierras. Estos contrafuertes están sujetos a

tensiones y por lo tanto requerirán acero a lo largo de AB .Así

mismo debe anclarse tanto en la pantalla como en la zapata de

cimentación.

La separación económica entre contrafuertes puede obtenerse por

la ecuación empírica propuesta por algunos autores, con ligeras

modificaciones:

S = 0.75 + 0.30H < 3.00m

Siendo S la separación entre ejes, en metros, y h la altura del

contrafuerte en metros. Otros autores aconsejan emplear una

separación máxima de 3m.



La estabilidad exterior y el deslizamiento se investiga para una

unidad de contrafuerte de longitud correspondiente a la misma que

existe entre contrafuerte.

La longitud de la zapata puede quedar, aproximadamente siendo

igual a la mitad del muro y con un 30% de dicha longitud formando

el pie de la zapata y el resto para talón.

7.3.2. TIPOS DE CONTRAFUERTES:

Son tres tipos de contrafuertes estándar que se utilizan en el diseño,

de 10 – 15 y 20 cm de espesor, abarcando alturas desde 0,50 m

hasta los 12 m. Existen medidas especiales para los muros y

estribos de puente construidos de 14,50 m de altura.

En los contrafuertes, la ferralla de tracción de la parte posterior, se

prolonga por la cara inferior, quedando embutida en la cimentación

para asegurar el trabajo conjunto muro – zapata de la estructura.

Según la tensión máxima admisible del terreno y el ángulo de

rozamiento del material de relleno, se calcula la cimentación. En

caso necesario, se practican unas ventanas en la parte inferior del

panel para dejar paso a la armadura principal de la zapata

conformando la puntera de cimentación.

PRETAZIN es el programa de cálculo desarrollado por Tierra

Armada para el dimensionado y armado de paneles y contrafuertes

que componen este producto.



7.3.3. DISEÑO DE LOS CONTRAFUERTES:



7.4.MUROS DE MENSULA:

Son muros de hormigón armado. En estos tipos de muros el momento de vuelco, producido por el empuje de las tierras, es contrarrestado por el peso de las tierras sobre la zapata. La presión transmitida al cimiento suele ser reducida, por lo que su aplicación más conveniente es cuando la cimentación es mala.

Son los de uso más frecuente, y aunque su campo de aplicación

depende de los costes de excavación, hormigón, acero, encofrado y relleno, se puede pensar que constituyen la solución más económica para muros de hasta 10 ó 12 m de altura.

El muro en ménsula está compuesto principalmente de dos partes: el fuste y la cimentación.

- El alzado, fuste o cuerpo es la losa encargada de la contención de tierras, denominándose trasdós a la parte en contacto con las tierras e intradós a la parte vista. Ambas pueden ser verticales, aunque el intradós puede formar un cierto ángulo de inclinación con la vertical en forma de talud.



- La cimentación suele ejecutarse con zapata corrida, y consta de un tacón, una puntera y un talón, aunque, dependiendo de las condiciones donde se ejecuta (características del terreno, medianerías o medios

constructivos de los que se disponga), puede carecer de alguna o de dos de esas partes. En ocasiones, la base del muro puede apoyar sobre una losa de cimentación.

La forma puede ser en T invertida o en L, pudiendo llevar tacón en la base o no llevarlo.

• Muro en L: carece de talón y tacón; es el construido en zonas con medianería.

• Muro en T: no tiene tacón; para terrenos estables con gran rozamiento, donde no hay peligro de deslizamientos.

• Muro en L sin puntera: similar al primer caso, pero en este caso con talón y sin puntera.

• Muro completo: con talón, puntera y tacón.

FORMA DE TRABAJO

El muro trabaja como una viga en ménsula a flexión, es decir, en voladizo desde la cimentación donde se encuentra empotrado.

Acciones

La principal acción a tener en cuenta al diseñar muros ménsula, es el empuje ejercido por las tierras, que se comportará como una carga uniforme triangular cuyo centro estará en el centro de gravedad de dicho triángulo. Además, la superficie de las tierras puede tener un uso (calle o carretera, parque, zona peatonal, etc.) que originará una carga, generalmente distribuida, sobre el muro.



También puede verse afectado por la cimentación de un edificio medianero o por pilares sobre el muro como parte de una estructura, que serán considerados como cargas puntuales, y por el peso propio del muro.

Reacciones

Tanto las cargas que recibe el muro como su propio peso, provocan una respuesta del terreno sobre el muro en forma de carga distribuida sobre toda su cimentación. Con esas cargas, el terreno reacciona de la siguiente forma: La losa� soportaría el empuje de las tierras y de las cargas sobre ellas, deformándose desde el trasdós hacia el intradós. La puntera del muro estaría sometida a fuertes� tensiones de respuesta del terreno mayor que el peso de las tierras que hay por encima, por lo que se deformará hacia arriba. El talón soporta el peso del terreno� situado sobre él, originando una resultante descendente mayor que las presiones de respuesta del suelo, con lo que se deforma clavándose en el suelo. El tacón� se deforma hacia donde está el terreno a contener, porque el empuje de las tierras intenta deslizar el muro hacia delante.



Posibles fallos de los muros ménsula

- Los posibles fallos que se pueden suceder en los muros ménsula son las siguientes:

1- Rotura por momento

2- Deslizamiento

3- Giro parcial

4- Rotura de la puntera o del tacón

5- Deslizamiento profundo del suelo



6- Cargas de cimentación colindante

7- Aplastamiento del forjado

8- Flechas verticales del muro

9- Pilares. Contrafuertes



7.5.MUROS DE BANDEJA:

Este tipo de muro de contención reduce los momentos flectores debido al relleno mediante los producidos por la carga del propio relleno sobre las bandejas. Su inconveniente radica en la complejidad de su construcción, puede resultar una alternativa al muro de contrafuerte para grandes alturas.

La idea básica es que en lugar de transmitir todo el peso del terreno al talón con lo que dicho peso es eficaz a efectos de proporcionar seguridad al vuelco y deslizamiento, sin reducir los esfuerzos sobre el alzado, el relleno actua sobre bandejas, proporcionando no solo una fuerza vertical, sino también unos momentos compensadores de los producidos por los empujones de la tierra.

Esto nos permite construir muros sin talón o con este muy reducido.

La particularidad más importante del muro de bandeja es el ferrallado que tiene una armado en la parte superior, a modo de viga en voladizo.

7.6.MUROS ANCLADOS

Los muros anclados para contención de tierra son muros que logran su

estabilidad a través de tirantes de anclaje con capacidad para soportar las

fuerzas que cargan sobre el muro, como son el empuje del suelo, del agua

y de las sobrecargas.



Estas fuerzas son trasladadas por los anclajes a una zona detrás de la

zona actica del terreno, en donde el anclaje se fija por intermedio de un

ducto por medio de adherencia.

7.6.1. USO DE MUROS ANCLADOS

Estabilización de cortes de taludes para ampliación de carreteras.

Reparación de dallas de borde de carreteras.

Excavaciones para sótanos de edificios en zonas urbanas.

Terraceo y nivelación de parcelas urbanas estrechas de topografía

irregular.

7.6.2. VENTAJAS

Fundaciones de pequeñas dimensiones.

Capacidad para resistir grandes presiones horizontales.

Reducidos volúmenes de excavaciones y rellenos.

Factibilidad de construir en gran variedad de suelos.

Tiempo reducido de construcción.

Menores costos.

7.6.3. DISEÑO DE MUROS ANCLADOS

El diseño puede comprender los siguientes pasos:

1. Determinación del valor de las cargar sobre la estructura.

2. Determinación de los niveles de anclaje.

3. Determinación del tipo de anclaje.

4. Localización de anclajes.

5. Análisis de estabilidad del sistema.

6. Determinación de cargas de trabajo y ultimas.

7. Diseño del sistema de construcción.

HERRAMIENTAS Y EQUIPO

Tubería para casing.

Máquina perforadora.

Comprensora de aire 10 bares.



Tubería plástica flexible.

Cable de acero de 7 hilos.

Lanzado de shotcrete

Gato hidráulico.

7.7.MUROS DE CRIBAS

Los muros de cribas o muros jaula son obras de contención

constituidas por una serie de celdas rellenas de material granular,

preferentemente compactado. Se trata de un muro realizado con

piezas prefabricadas de hormigón, aunque también pueden ser de

madera, que crean una red espacial que se rellena con suelo. El

conjunto trabaja como muro de gravedad, y frente a muros de

hormigón, precisa de una mayor base de apoyo.

Es un sistema simple de construir y mantener, utiliza el suelo en la

mayor parte del volumen y los elementos prefabricados permiten un

buen control de calidad. Sin embargo, precisa de un buen material

granular, que sea autodrenante, es costoso cuando se construye un

solo muro y no es apto para alturas superiores a 7 m. Generalmente

se instalan en su intradós con pendiente, aunque puede ser vertical

en aplicaciones de escasa altura.



7.8.MUROS PREFABRICADOS

Existen varios sistemas de muros prefabricados, que en general se

corresponden con los sistemas de muros en ménsula con contrafuertes, o

del tipo de tierra armada.

CONCLUSIONES

El muro desempeña una segunda misión que es la de transmitir

cargas verticales al terreno, desempeñando una función de cimiento

Las formas de funcionamiento del muro de contención y del de

sótano, son considerablemente diferentes



En el primer caso el muro se comporta como un voladizo empotrado

en el cimiento, mientras que en el segundo el muro se apoya o ancla

en los forjados, y a nivel de cimentación el rozamiento entre cimiento

y suelo hace que sea innecesaria casi siempre la disposición de

ningún otro apoyo.

Estos muros pueden emplearse para la contención de tierras y agua.

RECOMENDACIONES

Se recomienda hacer el uso y la dosificación correcta de acuerdo al

diseño de cada muro para así sacar su máximo potencial y cumpla

con su función correspondiente.



Para seleccionar el tipo de muro que se va a construir se debe tomar

en cuenta las condiciones del terreno.

BIBLIOGRAFIA

Calavera Ruiz, j. 1990. Muros De Contención Y Muros De Sótano. 2° edición.INTEMAC

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Bowles, Joseph. Análisis Y Diseño De Fundaciones.



Nilson, Arthur, H. Diseño De Estructuras De Concreto. 11° Edición. Mc Graw Hill

Calavera Ruiz, j. 1990. Proyecto Y Calculo De Estructuras De Hormigón. Tomo I.INTEMAC

Calavera Ruiz, j. 1990. Proyecto Y Calculo De Estructuras De Hormigón. Tomo II.INTEMAC



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