RESUMENRESUMEN Conceptos claves del análisis de la Conceptos claves del análisis de la

Mecánica de SuelosMecánica de Suelos

• Observación preliminar de suelosObservación preliminar de suelos ProspeccionesProspecciones Análisis físico Análisis físico

• VisualVisual OlfativoOlfativo

• Análisis de suelosAnálisis de suelos Ensayos de laboratorioEnsayos de laboratorio Ensayos de la compactaciónEnsayos de la compactación

• ProctorProctor• CBRCBR• Carga de placaCarga de placa• Ensayo de densidad y humedad in situEnsayo de densidad y humedad in situ

EMPUJESEMPUJES

EMPUJES DE TIERRAEMPUJES DE TIERRA

Se define el empuje de tierras como Se define el empuje de tierras como la acción que ejerce el terreno la acción que ejerce el terreno situado en el trasdós de un muro, situado en el trasdós de un muro, sobre este y su cimentación. sobre este y su cimentación.

MURO CONTENCIONMURO CONTENCION

Barbacanas/Mechinales

Empuje del terreno

CARACTERÍSTICAS BÁSICASCARACTERÍSTICAS BÁSICAS Deberá evitarse: Deberá evitarse:

• La caída del muro por efecto de su giro sobre La caída del muro por efecto de su giro sobre una arista. una arista.

• El deslizamiento paralelo a su asiento sobre el El deslizamiento paralelo a su asiento sobre el suelo. suelo.

• El muro contrarresta el empuje del terreno con: El muro contrarresta el empuje del terreno con: Su peso propio. Su peso propio. El peso de la tierra sobre un elemento del muro El peso de la tierra sobre un elemento del muro

(talón o puntera). (talón o puntera).

CARACTERÍSTICAS BÁSICASCARACTERÍSTICAS BÁSICAS

Los muros de contención pueden ser Los muros de contención pueden ser construidos con hormigón (armado), construidos con hormigón (armado), mampostería común, en masa o mampostería común, en masa o armado, previa ejecución del armado, previa ejecución del encofrado correspondienteencofrado correspondiente..

Sistemas de drenajeSistemas de drenaje

MURO DE CONTENCIÓNMURO DE CONTENCIÓN

Se construye para evitar el empuje de tierras, por Se construye para evitar el empuje de tierras, por ello los mayores esfuerzos son horizontales. ello los mayores esfuerzos son horizontales. Los esfuerzos horizontales tienden a deslizar y Los esfuerzos horizontales tienden a deslizar y volcar; la presión de las tierras está en función de volcar; la presión de las tierras está en función de las dimensiones y el peso de la masa de tierra; las dimensiones y el peso de la masa de tierra; por otro lado, dichas dimensiones y peso por otro lado, dichas dimensiones y peso dependen de la naturaleza del terreno y del dependen de la naturaleza del terreno y del contenido de agua. contenido de agua. Para lograr la estabilidad de un muro de Para lograr la estabilidad de un muro de contención, deben oponerse un conjunto de contención, deben oponerse un conjunto de fuerzas que contrarresten los empujes fuerzas que contrarresten los empujes horizontales y también los esfuerzos verticales horizontales y también los esfuerzos verticales transmitidos por pilares o paredes de carga.transmitidos por pilares o paredes de carga.

TIPOS DE EMPUJESTIPOS DE EMPUJES

Empujes de tierraEmpujes de tierra• PasivoPasivo• ReposoReposo• ActivoActivo

Empujes de agua (hidrostática)Empujes de agua (hidrostática)

EMPUJE PASIVOEMPUJE PASIVO

FALLA POR CORTE FALLA POR CORTE (DEFORMACIONES CASI NULAS)(DEFORMACIONES CASI NULAS)Es el empuje que se produce como resistencia Es el empuje que se produce como resistencia que opone el terreno del intradós al que opone el terreno del intradós al desplazamiento del muro contra él. Este empuje desplazamiento del muro contra él. Este empuje se moviliza con grandes desplazamientos del se moviliza con grandes desplazamientos del orden de la centésima parte de la altura, lo que orden de la centésima parte de la altura, lo que añadido a la exigencia de que el terreno del añadido a la exigencia de que el terreno del intradós no varíe a lo largo de toda la vida de la intradós no varíe a lo largo de toda la vida de la estructura, hace que en la gran mayoría de los estructura, hace que en la gran mayoría de los casos sea incompatible con las condiciones de casos sea incompatible con las condiciones de funcionalidad y seguridad. Para el cálculo de funcionalidad y seguridad. Para el cálculo de dicho empuje se obtiene el coeficiente de empuje dicho empuje se obtiene el coeficiente de empuje pasivo, que relaciona la presión vertical del pasivo, que relaciona la presión vertical del terreno con la presión principal sobre una terreno con la presión principal sobre una superficie dada. superficie dada.

Donde:Donde:KP ≡ Coeficiente de empuje pasivo.KP ≡ Coeficiente de empuje pasivo.β ≡ Ángulo en radianes que forma el plano del trasdós con la horizontal (medido en β ≡ Ángulo en radianes que forma el plano del trasdós con la horizontal (medido en sentido contrario a las agujas del reloj).sentido contrario a las agujas del reloj).φ’ ≡ Ángulo de rozamiento interno efectivo del terreno del trasdós (radianes).φ’ ≡ Ángulo de rozamiento interno efectivo del terreno del trasdós (radianes).δ ≡ Ángulo de rozamiento entre el terreno del trasdós y el muro (radianes).δ ≡ Ángulo de rozamiento entre el terreno del trasdós y el muro (radianes).i ≡ Ángulo en radianes que forma el plano de la superficie del terreno del trasdós con i ≡ Ángulo en radianes que forma el plano de la superficie del terreno del trasdós con la horizontal (medido en sentido contrario a las agujas del reloj). Notar que por la horizontal (medido en sentido contrario a las agujas del reloj). Notar que por estabilidad este ángulo no puede ser superior al ángulo de rozamiento interno φ’.estabilidad este ángulo no puede ser superior al ángulo de rozamiento interno φ’.c’ ≡ Cohesión efectiva del terreno (kN/m2). Notar que este parámetro es muy c’ ≡ Cohesión efectiva del terreno (kN/m2). Notar que este parámetro es muy variable con las condiciones de humedad y salvo estudio geotécnico que lo avale variable con las condiciones de humedad y salvo estudio geotécnico que lo avale para terreno de trasdós, este valor debe ser cero, ya que afecta mucho a la para terreno de trasdós, este valor debe ser cero, ya que afecta mucho a la seguridad del muro por aumentar en gran medida el empuje pasivo.seguridad del muro por aumentar en gran medida el empuje pasivo.σv’ ≡ Presión efectiva vertical (kN/m2). En el caso de un terreno del trasdós σv’ ≡ Presión efectiva vertical (kN/m2). En el caso de un terreno del trasdós homogéneo y sin nivel freático, es igual al producto del peso específico aparente del homogéneo y sin nivel freático, es igual al producto del peso específico aparente del terreno por la profundidad.terreno por la profundidad.σp’ ≡ Presión principal efectiva sobre el plano del trasdós (kN/m2). El ángulo que σp’ ≡ Presión principal efectiva sobre el plano del trasdós (kN/m2). El ángulo que forma dicha presión con la perpendicular al trasdós del muro es igual a δ, (ángulo de forma dicha presión con la perpendicular al trasdós del muro es igual a δ, (ángulo de rozamiento muro-terreno).rozamiento muro-terreno).

EMPUJE DE REPOSOEMPUJE DE REPOSO

EQUILIBRIO ESTÁTICOEQUILIBRIO ESTÁTICOEs el empuje que se da normalmente en Es el empuje que se da normalmente en los muros que tienen anclajes o tienen los muros que tienen anclajes o tienen coartado su movimiento en coronación coartado su movimiento en coronación (muros de sótano). La rigidez de estos (muros de sótano). La rigidez de estos muros es grande y no permiten que se muros es grande y no permiten que se produzca la deformación necesaria para produzca la deformación necesaria para movilizar el empuje activo. Para el cálculo movilizar el empuje activo. Para el cálculo de dicho empuje se obtiene el coeficiente de dicho empuje se obtiene el coeficiente de empuje en reposo, que relaciona la de empuje en reposo, que relaciona la presión vertical del terreno con la presión presión vertical del terreno con la presión horizontal sobre una superficie dada. horizontal sobre una superficie dada.

EMPUJE DE REPOSOEMPUJE DE REPOSO

Donde:Donde:KOh ≡ Coeficiente de empuje en reposo horizontal.KOh ≡ Coeficiente de empuje en reposo horizontal.φ’ ≡ Ángulo de rozamiento interno efectivo del terreno del trasdós (radianes).φ’ ≡ Ángulo de rozamiento interno efectivo del terreno del trasdós (radianes).Roc ≡ Razón de sobreconsolidación, que es igual a la relación entre la presión Roc ≡ Razón de sobreconsolidación, que es igual a la relación entre la presión efectiva máxima que ha soportado el suelo a lo largo de su historia geológica y la efectiva máxima que ha soportado el suelo a lo largo de su historia geológica y la presión efectiva actual. No es válido el modelo para valores muy altos, superiores a presión efectiva actual. No es válido el modelo para valores muy altos, superiores a 25-30.25-30.i ≡ Ángulo en radianes que forma el plano de la superficie del terreno del trasdós con i ≡ Ángulo en radianes que forma el plano de la superficie del terreno del trasdós con la horizontal (medido en sentido contrario a las agujas del reloj). Notar que por la horizontal (medido en sentido contrario a las agujas del reloj). Notar que por estabilidad este ángulo no puede ser superior al ángulo de rozamiento interno φ’.estabilidad este ángulo no puede ser superior al ángulo de rozamiento interno φ’.σv’ ≡ Presión efectiva vertical (kN/m2). En el caso de un terreno del trasdós σv’ ≡ Presión efectiva vertical (kN/m2). En el caso de un terreno del trasdós homogéneo y sin nivel freático, es igual al producto del peso específico aparente del homogéneo y sin nivel freático, es igual al producto del peso específico aparente del terreno por la profundidad.terreno por la profundidad.σoh’ ≡ Presión efectiva horizontal sobre el plano del trasdós (kN/m2). El ángulo que σoh’ ≡ Presión efectiva horizontal sobre el plano del trasdós (kN/m2). El ángulo que forma la presión de empuje en reposo con la horizontal es igual a i, (ángulo de forma la presión de empuje en reposo con la horizontal es igual a i, (ángulo de inclinación del terreno del trasdós). inclinación del terreno del trasdós).

EMPUJE ACTIVOEMPUJE ACTIVO

ELEMENTOS DEL SUELO EN EXPANSIÓN – EL ELEMENTOS DEL SUELO EN EXPANSIÓN – EL MURO SE MUEVEMURO SE MUEVEEs el empuje que se da normalmente en los Es el empuje que se da normalmente en los muros que no tienen anclajes y no tienen muros que no tienen anclajes y no tienen coartado su movimiento en coronación (muros coartado su movimiento en coronación (muros ménsula), ya que para su movilización es ménsula), ya que para su movilización es necesario un cierto desplazamiento del terreno, necesario un cierto desplazamiento del terreno, (en realidad basta con una deformación muy (en realidad basta con una deformación muy pequeña, en torno a milésimas de la altura del pequeña, en torno a milésimas de la altura del muro). Para el cálculo de dicho empuje se obtiene muro). Para el cálculo de dicho empuje se obtiene el coeficiente de empuje activo, que relaciona la el coeficiente de empuje activo, que relaciona la presión vertical del terreno con la presión sobre presión vertical del terreno con la presión sobre una superficie dada. una superficie dada.

EMPUJE ACTIVOEMPUJE ACTIVO

Donde:Donde:KA ≡ Coeficiente de empuje activo.KA ≡ Coeficiente de empuje activo.β ≡ Ángulo en radianes que forma el plano del trasdós con la horizontal (medido en sentido contrario a las β ≡ Ángulo en radianes que forma el plano del trasdós con la horizontal (medido en sentido contrario a las agujas del reloj).agujas del reloj).φ’ ≡ Ángulo de rozamiento interno efectivo del terreno del trasdós (radianes).φ’ ≡ Ángulo de rozamiento interno efectivo del terreno del trasdós (radianes).δ ≡ Ángulo de rozamiento entre el terreno del trasdós y el muro (radianes).δ ≡ Ángulo de rozamiento entre el terreno del trasdós y el muro (radianes).i ≡ Ángulo en radianes que forma el plano de la superficie del terreno del trasdós con la horizontal (medido i ≡ Ángulo en radianes que forma el plano de la superficie del terreno del trasdós con la horizontal (medido en sentido contrario a las agujas del reloj). Notar que por estabilidad este ángulo no puede ser superior al en sentido contrario a las agujas del reloj). Notar que por estabilidad este ángulo no puede ser superior al ángulo de rozamiento interno φ’.ángulo de rozamiento interno φ’.c’ ≡ Cohesión efectiva del terreno (kN/m2). Notar que este parámetro es muy variable con las condiciones de c’ ≡ Cohesión efectiva del terreno (kN/m2). Notar que este parámetro es muy variable con las condiciones de humedad y salvo estudio geotécnico que lo avale para terreno de trasdós, este valor debe ser cero, ya que humedad y salvo estudio geotécnico que lo avale para terreno de trasdós, este valor debe ser cero, ya que afecta mucho a la seguridad del muro por reducir en gran medida el empuje.afecta mucho a la seguridad del muro por reducir en gran medida el empuje.σv’ ≡ Presión efectiva vertical (kN/m2). En el caso de un terreno del trasdós homogéneo y sin nivel freático, σv’ ≡ Presión efectiva vertical (kN/m2). En el caso de un terreno del trasdós homogéneo y sin nivel freático, es igual al producto del peso específico aparente del terreno por la profundidad.es igual al producto del peso específico aparente del terreno por la profundidad.σa’ ≡ Presión principal efectiva sobre el plano del trasdós (kN/m2). El ángulo que forma dicha presión con la σa’ ≡ Presión principal efectiva sobre el plano del trasdós (kN/m2). El ángulo que forma dicha presión con la perpendicular al trasdós del muro es igual a δ, (ángulo de rozamiento muro-terreno).perpendicular al trasdós del muro es igual a δ, (ángulo de rozamiento muro-terreno).σah’ ≡ Presión efectiva horizontal sobre el plano del trasdós (kN/m2). σah’ ≡ Presión efectiva horizontal sobre el plano del trasdós (kN/m2).

EMPUJE DEL AGUAEMPUJE DEL AGUA

P = P = ρρ * g * H * g * H

2/3*HH

MODOS DE FALLA EN MUROS MODOS DE FALLA EN MUROS RIGIDOSRIGIDOS