B4 T2 Tipos de Muros y Elementos de Contencion lateral Fases Tipicas de Diseno

TIPOS DE MUROS Y ELEMENTOS DE
CONTENCIÓN LATERAL
Prof. Edinson Guanchez (MSc, Esp)
Ing. Consultor.
Universidad Politécnica de Cataluña (UPC).
Universidad de Carabobo (UC)
TIPOS DE MUROS DE CONTENCIÓN
Muros de contención de gravedad
Básicamente se construyen con concreto simple, o con mampostería de piedra. La estabilidad para este tipo de muro
depende principalmente de sus dimensiones y de las propiedades geotécnicas del material de suelo que está siendo
contenido por él. Desde el punto de vista económico no resulta muy viable para muros que poseen grandes dimensiones.
TIPOS DE MUROS DE CONTENCIÓN
Muros de contención en voladizo
Conocidos también como muros en cantiléver, se construyen mediante el uso de concreto armado, y básicamente están
compuestos por un fuste delgado y una zapata corrida como base. Son muros que resultan ser económico para alturas
menores o iguales a 8 metros.
TIPOS DE MUROS DE CONTENCIÓN
Muros de contención con contrafuerte
Similar a los muros en voladizos, sin embargo, estos poseen como característica resaltante el uso de contrafuertes,
colocados cada cierta distancia apropiada, y a lo largo del muro, con la finalidad de reducir los momentos flexionantes y
cortantes que actúan sobre el muro y también reducir sus dimensiones.
Los contrafuertes son losas de concreto verticales que anclan entre si el fuste del muro y su base en la parte externa del
mismo, es decir, que quedan expuestos a la vista, por el contrario si se decide colocarlos en la parte interna del muro,
suelen llamarse estribos.
OTROS TIPOS DE ELEMENTOS DE CONTENCIÓN
OTROS TIPOS DE ELEMENTOS DE CONTENCIÓN
ELEMENTOS TIPICOS DE UN MURO DE CONTENCIÓN
DISEÑO A PARTIR DE UNA FRANJA DE METRO LINEAL DE MURO
Básicamente un muro de contención está constituido por
tres elementos: el fuste también conocido como
paramento, la punta y el talón. La punta y el talón
conforman la zapata del muro.
Al igual que las losas de entre piso de un edificio, los muros de
contención también son diseñados a partir de una franja unitaria
de muro.
La resistencia al corte que existe en la sección transversal del
muro obliga que la distribución de la carga se dé en una sola
dirección sin que existan deformaciones en la dirección larga. Por
ejemplo, la resistencia al corte de un muro en cantiléver obliga
que la carga sea distribuida siempre en la dirección del voladizo
sin que el muro se deforme longitudinalmente.
Consideración geométrica, es decir, al ser la relación largo/ancho
mayor que dos, la carga será transmitida en la dirección en la
que existan mayor rigidez para ser absorbida.
FASES DEL DISEÑO DE UN MURO DE CONTENCIÓN
Fase I: Diseño por estabilidad.
Comprende la verificación de los mecanismos de falla a los que se encuentra sometido el muro.
En esta fase es necesario determinar previamente las fuerzas de empuje que actúan sobre el muro, así como también la
ubicación de dichas fuerzas.
FASES DEL DISEÑO DE UN MURO DE CONTENCIÓN
Fase I: Diseño por estabilidad.
Volcamiento del muro respecto a su punta
Se revisa la relación entre los momentos que intentan volcar el muro y los momentos que tratan de resistir este
volcamiento, a estos momentos se les conoce como momentos volcantes 𝑀𝑣
y momentos resistentes 𝑀𝑅
respectivamente.
Todos los momentos calculados para esta verificación, deben ser determinados tomando a la punta del muro como centro
de giro.
FASES DEL DISEÑO DE UN MURO DE CONTENCIÓN
Fase I: Diseño por estabilidad.
Deslizamiento del muro a lo largo de su base.
Fuerza horizontal de empuje 𝐹𝑑 : Fuerzas que tratan de deslizar el muro, generalmente es producida por la componente
horizontal de la presión que genera el suelo de relleno sobre el muro.
Fuerza horizontal resistente 𝐹𝑅′ : Fuerzas que tratan de resistir el deslizamiento. Por lo general es la fuerza de roce que se
genera entre la base del muro y el suelo sobre el que descansa dicha base.
FASES DEL DISEÑO DE UN MURO DE CONTENCIÓN
Fase I: Diseño por estabilidad.
Falla por pérdida de capacidad de soporte del suelo donde se apoya la base del muro.
La presión vertical que transmite la base del muro al suelo, se revisa contra la capacidad de carga portante del sistema
suelo-cimentación. Debido a que la base del muro se encuentra sujeta a momentos además de la carga vertical, el
diagrama de presiones de la losa sobre el suelo, resulta en una distribución variable.
FASES DEL DISEÑO DE UN MURO DE CONTENCIÓN
Fase I: Diseño por estabilidad.
Falla cortante debido al asentamiento profundo de un suelo débil.
Si se ubica un suelo débil a poca profundidad desde la base del muro, por ejemplo, entre 1 y 2 veces el ancho de la zapata
del muro, se deben estimar los asentamientos esperados, ya que es posible la falla debido a un asentamiento excesivo.
FASES DEL DISEÑO DE UN MURO DE CONTENCIÓN
Fase II: Diseño por resistencia.
Esta fase del diseño realiza con el aval de una norma vigente para el diseño de elementos estructurales de concreto.
En el continente americano se estila utilizar el código ACI-318 o requisitos de reglamento para concreto estructural, que
se encuentre vigente. En Europa se estila utilizar el Eurocodigo 7 y el 8 conjuntamente con el Eurocodigo 2, o la
regulación de diseño estructural local pertinente.
El diseño de los elementos del muro se realiza a partir del método de los estados límite de agotamiento resistentes.
Se multiplican las cargas de servicio y las presiones laterales por unos factores de mayoracion de carga que sean
apropiados según requisito normativo, a partir de estas cargas mayoradas se procede a calcular las solicitaciones (corte y
momento) que se generan en los elementos del muro.
Cada elemento del muro de contención (fuste, punta y talón) se diseña como si fueran voladizos individuales.
FASES DEL DISEÑO DE UN MURO DE CONTENCIÓN
Fase II: Diseño por resistencia.
Fuste.
Las solicitaciones de corte y momento que se generan en el fuste, son
inducidos a partir de la presión lateral que ejerce el suelo sobre el muro.
Punta.
Las solicitaciones en la punta del muro son inducidas a partir de la presión
hacia arriba que genera el suelo bajo ella. El peso propio de este elemento
influye en las solicitaciones.
Talón.
Las solicitaciones son generadas principalmente por el suelo de relleno
que está siendo contenido, y el peso propio que tiene el elemento.
FASES DEL DISEÑO DE UN MURO DE CONTENCIÓN
Fase II: Diseño por resistencia.
Solicitaciones por momento:
Los momentos generados en los empotramientos de los volados, se utilizan para calcular el espesor mínimo que
demanda cada elemento del muro.
El espesor de cada elemento del muro calculado por resistencia, nunca será menor que el fijado por estabilidad.
De igual forma, los momentos en los empotramientos se utilizan para determinar el área de acero de refuerzo requerido
para cada elemento. El área de acero requerida debe ser mayor o igual al área de acero mínimo establecido por norma.
Solicitaciones por corte:
Se utilizan para verificar el espesor requerido por cortante. Por lo general en muros, no se diseña el refuerzo de acero
trasversal, ya que el concreto por sí mismo, es capaz de proporcional toda la resistencia a los esfuerzos cortantes.