trata sobre los diferentes tipos de muros de contension

1. Mag. Natividad Sánchez
MUROS DE CONTENCION
INGENIERÍA DE CIMENTACIONES
SEMANA 10 (17-05-14)

2. MUROS DE CONTENCION EN CANTILIVER
c y d) Muros con contrafuertes, se utilizan para desniveles mayores que 6 m
a)Muros de gravedad basan su estabilidad en su peso propio . Son económicos para salvar desniveles de hasta 3 m. En general son de concreto simple o de mampostería
b) Muros en voladizo, son siempre de concreto armado se utilizan para alturas de hasta 8 m .Su estabilidad se logra no solo con el peso de la estructura sino principalmente con el peso del relleno.

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e)Estribos de puentes, son muros de contención en cualquiera de sus modalidades con la diferencia que además de resistir cargas de empuje resisten cargas de gravedad.
f)Muros de sótano, se caracterizan por resistir cargas de empuje del terreno y también cargas de gravedad.
Estos muros trabajan apoyados en la cimentación y en las losas de los pisos que reciben.
MUROS DE CONTENCION CON 02 Ó MÁS APOYOS

4. CARGAS QUE ACTUAN SOBRE LOS MUROS DE CONTENCION EN CANTILIVER
Están sometidos a: empuje activo; empuje pasivo del suelo; a su peso propio y del relleno; a la reacción vertical del terreno; a la fricción en la base y eventualmente a sobrecarga en el relleno y subpresión.Existen 3 fuerzas que deben ponerse en equilibrio: 1)Las cargas de gravedad del concreto y del suelo encima de la zapata; 2)La presión lateral del suelo y la Capacidad de soporte del suelo

5. Valores referenciales de pesos unitarios y ángulos de fricción interna (Harmsen2002)

6. Al igual que para el dimensionamiento de zapatas, se debe verificar que la reacción del suelo no exceda la capacidad portante del suelo.
Debe procurarse que la excentricidad de la carga vertical actuante en el muro no sea mayor que B/6.
En terrenos cohesivos húmedos deberá analizarse la estabilidad del talud generada por el muro.
DRENAJE
Tubos de 4” @ 1.50 m

7. COEFICIENTES DE FRICCIÓN ENTRE SUELO Y CONCRETO
CONSIDERACIONES PARA SOBRE CARGA EN EL RELLENO
El efecto de la sobre carga en el relleno produce un efecto similar al efecto generado por un incremento en la altura del relleno “hs“. DONDE:
hs= ws /w ;
ws =sobre carga en relleno w=peso especifico suelo.

8. CRITERIOS DE ESTABILIDAD
Para que el muro de sostenimiento sea estable se debe garantizar:
1)Que el muro no se voltee. El factor de seguridad al volteo debe ser minimo= 2.
El factor de seguridad se evalúa como f.s.volt =ΣMr/ Σ Ma.
Mr= Momento resistente originado por el peso de la estructura y el peso del relleno.
Ma=Momento actuante originado por el empuje activo del relleno y de la sobrecarga .

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CRITERIOS DE ESTABILIDAD
2) Que el muro no se deslice con respecto al suelo. El factor de seguridad para evitar el deslizamiento debe ser mínimo = 1.5.
El factor de seguridad se evalúa como f.s. desl.=ΣFr / Σ Fa.
Fr = Fuerzas resistentes originado por la fricción en la base.
Fa =Fuerzas actuantes originadas por el empuje activo del relleno y de la sobre carga.
3)Que la reacción del suelo generada por las cargas aplicadas sobre el muro no exceda el esfuerzo admisible del suelo. Debe procurarse que la excentricidad de la carga vertical actuante en el muro no sea mayor = B/6. no se considera factor de seguridad por que ya esta incluido en la capacidad portante del suelo.

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Estos muros en voladizo, se componen de las siguientes partes: pantalla o muro propiamente dicho; cimentación compuesta por punta y talón.
MUROS DE GRAVEDAD
Los muros de gravedad, son muros en voladizo, que se hacen de concreto simple o concreto ciclópeo ó mampostería de piedra. Se caracteriza por tener espesores muy gruesos, con el fin de evitar los efectos de tracción en el muro o pantalla y que por su gran peso, logran estabilidad. Generalmente los muros de gravedad no necesitan tener talón. La punta debe ser con longitudes pequeñas. Máximo 30 a 40 cm

11. MUROS DE GRAVEDAD
Diseño:
F’cmin = 140 k/cm2
Para chequear la resistencia a la flexión y corte del concreto simple, se debe trabajar con los esfuerzos amplificados.
Pre dimensionamiento del ancho de la base del cimiento del muro:
Debe variar según la calidad del terreno entre :0.5 H –0.75 H .
Terreno firme = 0.5 H.
Terreno intermedio = .55 a 0.60 H.
Terreno blando = 0.75 H
OTRA FORMA DE PREDIMENSIONAR

12. Ejemplo de pre dimensionamiento de muro de gravedad
Datos:
ɸ=30º;
P.u.conc.simple=2 300 k/m3 P.u.Terreno = 1758 kg/m3;
u = 0.5; σc=2.00 k/cm2
H=3.60 m.
Base del ▲2 = 0.0625

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¡En la pizarra!

14. MUROS EN VOLADIZO
•La base se estima haciendo uso de las mismas recomendaciones dadas para muros de gravedad.
•Si b1 = B/3, el muro resulta económico.
•En caso que la capacidad portante sea muy baja, es conveniente que b1 = B/2

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Los muros en voladizo, se caracterizan por tener los siguientes elementos: pantalla o muro propiamente dicho; y su cimentación conformada por un volado llamada punta y un volado llamado talón
Después de definidas las dimensiones de la estructura, se diseña la armadura por flexión. La pantalla vertical, la punta y el talón se diseñan como volados. Sobre la pantalla vertical actúa el empuje activo del terreno y el efecto de la sobrecarga sobre el relleno, si es que existe.

18. Diseñar el muro en voladizo para: f´c= 210 k/cm2; fy= 4200 k/cm2; μ c-t = 0.55
W = 1 600 k/m3; ɸ = 35º; H = 6.5 m; h = 5.90 m; S/C = 1500 k/m2; q = 2 k/cm2

19. Como hay sobrecarga la altura H se incrementa en:
hs = sobrecarga/w; Por tanto: hs=1500/1600=0.94
H+hs= 7.44 m.
Usando la tabla del Ing. Harmsen, se encuentra que: B = 0.48 x 7.44 = 3.57, aprox. 3.60 m; b1 = B/3
La base de la pantalla se predimensionacon h/12 a h/10

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23. ACERO MÍNIMO SEGÚN ACI 318 (2008)
ACERO MÍNIMO SEGÚN NTE -060

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26. DETALLADO DEL REFUERZO –MURO VOLADIZO

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PROCESO DE DISEÑO
•Ku= Mu/bd2 = (37196x100)/100x(55-6)2 = 15.492; p=0.0043; As = 21.07 cm2; ¾” @ 0.125. Sólo en la base.
Arriba puede continuar ¾” @ 0.25
•Los refuerzos mínimos en el muro:
Asminvertinferior = 0.0015x100x55 = 8.25 cm2
Asminvertsuperior = 0.0015x100x42.5 = 6.375 cm2
Asminhorizinferior = 0.0025x100x55= 13.75 cm2
Asminhorizsuperior = 0.0025x100x42.5=10.63 cm2
•Como el As vertical, tiene fierro de ¾” en la cara de contacto con el suelo. Se colocará hacia la cara exterior1/2 a 2/3 del total. Por tanto:
Desde la base hasta el centro: 3/8” @ 0.10
Desde el centro hasta la cresta: 3/8” @ 0.20

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•De igual manera se procede con el acero horizontal: Se colocará hacia la cara exterior1/2 a 2/3 del total. Por tanto:
Desde la base hasta el centro: 1/2” @ 0.125
Desde el centro hasta la cresta: 1/2” @ 0.175
•Se colocará hacia la cara interior 1/2 a 1/3 del total. Por tanto:
Desde la base hasta el centro: 1/2” @ 0.25
Desde el centro hasta la cresta: 1/2” @ 0.35
RECOMENDACIÓN: SE REQUIERE ESTABLECER UN ORDENAMIENTO EN EL DETALLADO DEL REFUERZO POR FACILIDAD CONSTRUCTIVA

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DISEÑO DE LA CIMENTACIÓN
DISEÑO DE LA ARMADURA DEL TALÓN:
En forma conservadora diseñamos para que el talón soporte la carga última de la presión hacia abajo disminuida en la mínima reacción del terreno hacia arriba (2.8 ton/m2). Por tanto:
Wu= )1.4 (w suelo x h + p.p. zapata) + 1.7 x S/C) –(σtalón x 1.7) = 13022 k/m; Mu 13022 x 2.15²/2 = 30097 k-m; ¢3/4” @o.15
Para un buen acomodo se coloca armadura transversal equivalente a .0012 x 100 x 50 = 6cm2

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DISEÑODE LA CIMENTACIÓN
DISEÑO DE LA ARMADURA DE LA PUNTA
En forma conservadora diseñamos para la mayor reacción del terreno σ=1.64 k/cm2; wu= 1.7 x 16400 = 27880; Mu = 11291 K-m; ¢5/8”@0.225, transv¢1/2”@0.20