5. TEMA:
MUROS DE CONTENCIÓN
5.1 INTRODUCCIÓN:
En estudios de los muros de contención son estructuras que llevan años de historia; desde las más antiguas civilizaciones crearon templos, contrafuertes y murallas, basadas a simple lógica en cubrir una necesidad primaria pero con muchas investigaciones actualmente han logrado asombrar a muchos ya que son invenciones que físicamente una persona con mucho estudio podría diseñar. Los muros de contención, como estructuras contenedoras de algún material presentan diversos diseños y diversos tipos ya sean: por su forma, función, modo de interacción entre otras. Básicamente podemos decir que un muro de contención no solo retiene un material sino también delimita una parte de otra, contiene fuerzas, empujes y contrarresta esfuerzos aplicados a la misma estructura.
Con el pasar del tiempo la sociedad en busca de solucionar diferentes problemas que pone la naturaleza; trata de encontrar soluciones mediante construcciones que aportan un avance importante a la sociedad como son los muros de contención, dichas estructuras son destinadas a contener materiales, y a delimitar un sector o lugar. Con este trabajo damos a conocer estas estructuras con especificaciones, funcionalidad, forma de aplicarlas en un momento determinado, importancia, características, tipos, formas, materiales y maquinaria empleadas en los diferentes procesos constructivos. Cabe destacar que los muros de contención como estructura contenedora ejerce fuerzas importantes que dan lugar a su uso y funcionalidad para lo cual es importante identificar empujes producidos por el material retenido, su estabilidad, peso propio. Este trabajo pretende fortalecer conocimientos y ayudar en proyectar estos diferentes aspectos de manera gráfica y atendible, que facilite el desarrollo de la obra y/o aprendizaje.
Con el pasar del tiempo la sociedad en busca de solucionar diferentes problemas que pone la naturaleza; trata de encontrar soluciones mediante construcciones que aportan un avance importante a la sociedad como son los muros de contención, dichas estructuras son destinadas a contener materiales, y a delimitar un sector o lugar. Con este trabajo damos a conocer estas estructuras con especificaciones, funcionalidad, forma de aplicarlas en un momento determinado, importancia, características, tipos, formas, materiales y maquinaria empleadas en los diferentes procesos constructivos. Cabe destacar que los muros de contención como estructura contenedora ejerce fuerzas importantes que dan lugar a su uso y funcionalidad para lo cual es importante identificar empujes producidos por el material retenido, su estabilidad, peso propio. Este trabajo pretende fortalecer conocimientos y ayudar en proyectar estos diferentes aspectos de manera gráfica y atendible, que facilite el desarrollo de la obra y/o aprendizaje.
5.2 OBJETIVOS:
5.2.1 OBJETIVO GENERAL:
Fortalecer conocimientos en el tema de muros de contención.
5.2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS:
- Identificar tipos de muros de contención.
- Conocer las diversas consideraciones para el diseño de un muro de contención.
- Entender y analizar el procedimiento de los cálculos a realizar de un muro de contención en voladizo.
- Entender y conocer el procedimiento constructivo de un muro de contención.
5.3 LOS MUROS DE CONTENCIÓN:
Se denomina muro de contención a un tipo de estructura de contención rígida, destinada a contener algún material, generalmente tierras. Los muros de contención tienen como finalidad resistir las presiones laterales o 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.
El propósito de un muro de contención es resistir fuerzas ejercidas por la tierra contenida y transmitirlas en forma segura a la fundación o a un sitio por fuera de la masa analizada en el movimiento. Para esto se tiene una condición de talud estable es el caso del muro de contención en donde el suelo es homogéneo y se genera una presión de tierras de acuerdo a las teorías de Rankine y Coulomb y la fuerza activa tiene una distribución de presiones en forma triangular.
5.4 TIPOS DE MUROS DE CONTENCIÓN:
5.4.1 MURO DE GRAVEDAD:
El muro de contención de gravedad, como su nombre lo dice es un muro que trabaja a equilibrio y retiene al relleno apoyado básicamente en su propio peso.
Son estructuras voluminosas y el dimensionamiento de ellas depende del peso que le proporciona el relleno. El muro de contención por gravedad, regularmente su base guarda una proporción del 40% de su altura.
5.4.2 MURO EN VOLADIZO O CANTILEVER:
Estos muros son de concreto reforzado y la forma más usual que se utiliza es la llamada “T” por lo cual, este elemento estructural trabaja como viga en voladizo, empotrado en una zapata inferior.
En este caso el peso del material de relleno sobre el talón, además del peso del muro, contribuye a la estabilidad de la estructura, como el brazo representa un voladizo vertical su espesor requerido se incrementa rápidamente con la altura, incrementando así sus costos de construcción por lo cual el factor económico nos marca un rango en lo cual es factible la utilización de este tipo de muro para alturas iguales o mayores a 3.00 metros pero menores a 6.00 metros.
Para alturas hasta de 3m, lo usuales mantener constante el espesor del muro.
Para alturas mayores, se suele considerar un espesor del muro variable, con 20cm en la cresta y, el espesor calculado, en la zona de contacto con la zapata
5.4.3 MURO EN VOLADIZO CON CONTRAFUERTE:
En muros de gran altura el factor económico requiere la utilización de contrafuertes para aumentar los momentos resistentes en el muro dando cabida al diseño de estructuras más esbeltas y por lo tanto más económicas; es decir, con la utilización de contrafuertes, se optimiza la utilización de concreto en el muro ante los momentos flexionantes provocados por la presión de tierras.
La integración de estos contrafuertes al muro, convierte al elemento que soporta al relleno en una serie de losas continuas apoyadas en los contrafuertes, es decir el refuerzo principal en el muro lo lleva horizontalmente.
5.4.4 MURO DE BANDEJA:
En los muros de bandejas se pretende contrarrestar parte del momento flector que se ha de resistir mediante la colocación de bandejas a distinta altura en las que se producen momentos de sentido contrario, debidos a la carga del propio relleno sobre las bandejas.
(fig. 6)
Su inconveniente principal radica en la complejidad de su construcción. Puede representar una solución alternativa respecto del muro de contrafuertes para grandes alturas, en los que para resistir el momento flector se aumenta el canto y se aligera la sección al colocar los contrafuertes.
5.4.5 MURO ANCLADOS:
El diseño propuesto con base en criterios de Ingeniería se verifica. analizando la estabilidad del bloque de suelo que constituye el macizo de anclaje. En caso de que haya anclajes a un solo nivel, la estabilidad del macizo de anclaje se analiza tomando una superficie potencial de falla.
Ts x Fs > T M
Donde:
TM = Tracción limite admisible calculada por el análisis global.
Ts = Fuerza calculada para garantizar el equilibrio.
Cuando esta expresión no se cumple, el cuerpo del anclaje debe alargarse o inclinarse. En el caso de varias líneas de anclaje, habrá que verificar si es necesaria la estabilidad para cada línea de anclaje, de acuerdo a la zona de selle, si se encuentra por encima o por debajo del pie del muro.
La colocación de la barra es introducirlas en los sondajes perforados con los centradores. Después de que la barra fue insertada en las perforaciones, son llenados con lechada de cemento.
La práctica más común de inyección es por gravedad que proporciona fuerzas de adherencia que son suficientes y son una solución viable y rentable
5.4.5 MURO BRASILEÑOS:
El sistema ErdoX es un muro de contención con mono-anclaje realizado con una estructura metálica a forma piramidal, de peso reducido, pre-armado y de rápida instalación. Está constituido por un paramento frontal, compuesto por 2 vigas de construcción en acero HE120B unidas tramite dos placas de interconexión para formar una cruz de San Andrés de forma rectangular de 360x310cm. En la parte central de las vigas esta conectado a través de un nudo esférico el tirante rígido central que conecta el panel frontal con el sistema de anclaje de la estructura garantizado por una placa en concreto armado o un tirante realizado con perforación. En las extremidades de las vigas que componen el panel frontal, se conectan 4 o 8 cables de contraviento de ø 16 mm, con alma en acero, que se conectan a la extremidad posterior del tirante central, confiriendo al ErdoX su característica forma piramidal.
El paramento anterior se completa con un panel de red estructural rectangular de 360x310 cm compuesto por un cable perimetral ø 12 mm con alma en acero y una red estructural de cables en acero ø 8 mm cruzados a forma romboidal con malla de 30x30 cm. Al panel de red estructural está fijada una red metálica a doble torsión, con cocadas de 80x100 mm, de espesor ø 2,7 mm, completamente galvanizada y firmemente unida al panel estructural principal. Esta misma malla es doblada al pie de la estructura, por una longitud de aprox. 150 cm. Es de fundamental importancia la colocación de esta red metálica doblada al pie de la estructura porque, además de aumentar el coeficiente de fricción al deslizamiento, tiene la principal función de garantizar el funcionamiento de las barreras evitando posibles fenómenos de vaciado como consecuencia de una fuerte erosión al pie de la estructura, sobretodo en aplicaciones a lo largo de ríos.
Este detalle, junto al mono-anclaje previsto en la barrera ErdoX, favorece la adaptación de la misma a eventuales desprendimientos diferenciados del terreno, no induciendo en la estructura acciones de carga no previstas; el paramento vertical, gracias al nudo esférico, puede ligeramente rotar y adaptarse respecto al punto de anclaje sin inducir en la estructura acciones causadas por el cambio de fuerzas y cargas internas. El elemento ErdoX puede ser conectado a micro-palos de cimentación, a placas en cemento armado o a vigas en concreto realizadas en obra, según la solución más adecuada. En el caso sea elegido el uso de placas prefabricadas en concreto armado el dimensionamiento de las placas de ancoraje se hace con particular atención a las condiciones físicas del material de relleno. Las placas pueden ser simples o compuestas por más elementos o en caso de presiones muy altas del suelo también en forma de L. Las placas prefabricadas entregadas junto a los elementos ErdoX son generalmente capaces de garantizar la estabilidad del producto, pero en condiciones extremas puede ser previsto un anclaje con cimentaciones especiales. Todo el elemento se entrega en un kit de montaje, ya pre-montado y completo de instrucciones precisas que hacen muy simple finalizar el montaje. En el suministro están incluidos grilletes para la conexión de elementos contiguos, grilletes adicionales, pernos y tuercas y todo lo necesario para armar la estructura a regla de arte. Todos los componentes metálicos de la estructura están galvanizados para garantizar una larga vida útil del sistema constructivo.
La facilidad en armar la estructura, unido al peso reducido de la misma, permite efectuar el montaje de la estructura en un lugar no demasiado cercano a la obra y sucesivamente transportar y colocar la estructura en el lugar de intervención. Esta extrema facilidad de utilización, garantiza la máxima versatilidad y rentabilidad. En muchos años de aplicación en diversas situaciones, se ha podido observar que la puesta en obra de una estructura ErdoX de dimensiones cm 360x310, incluyendo el tiempo para hacer la excavación, posicionar el elemento, llenarlo y modelar el terreno, suele ser de aproximadamente 3 horas con un equipo compuesto por una excavadora y un obrero como asistente.
METODO DE APLICACIÓN. Se retira la parte erosionada hasta llegar a un suelo portante. Se prosigue con el armado que este no tarda mas de 30 minutos. Se prosigue con el colocado del geo textil el cual no permite la salida de los suelos finos.
Se excava el terreno para poder colocar el armado. Colocación de la estructura con al ayuda de una maquinaria y personal para dirigir. Conexión entre la placa de anclaje y la pantalla de contencion, donde la placa de anclaje debe tener una cama de grava para garantizar la fricción.
Con el apoyo de una maquinaria se prosigue con el relleno para poder cubrir las anclas. De esta forma se va colocando los siguientes armados en forma de L esto ayuda a mejorar el soporte conjunto de estos armados.
5.4.5 MURO CIBRAS Y PREFABRICADOS:
El concepto de muro cribade piezas prefabricadas tiene su origen en muros análogos realizados con troncos de árboles. El sistema emplea piezas prefabricadas de hormigón de tipos muy diversos y forman una red espacial que se rellena con el propio suelo.
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