MUROS DE CONTENCIÓN Y SU FUNCIONAMIENTO

Los muros de contención es una estructura que se utiliza para

proporcionar soporte lateral a un talud de suelo vertical o próximo a la

vertical. 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.

PARTES DE UN MURO DE CONTENCIÓN

Puntera: Parte de la base del muro (cimiento) que queda debajo

del intradós y no introducida bajo el terreno contenido.

Tacón: Parte del cimiento que se introduce en el suelo para ofrecer

una mayor sujeción.

Talón: Parte del cimiento opuesta a la puntera, queda por debajo

del trasdós y bajo el terreno contenido.

Alzado o cuerpo: Parte del muro que se levanta a partir de los

cimientos de este, y que tiene una altura y un grosor determinados en

función de la carga a soportar.

Intradós: Superficie externa del alzado.

Trasdós: Superficie interna del alzado, está en contacto con el

terreno contenido.

El diseño de un muro de contención requiere la determinación de

las presiones laterales que sobre el actúan. Estas presiones dependen

tanto del tipo de muro, de su grado y forma de movimiento, como también

el tipo de suelo, de las condiciones del drenaje y de la geometría del

problema. Dependiendo de las presiones se deberá examinar los valores

límite que pueden desarrollarse dentro de una masa de suelo semi-infinita

que se encuentra en estado de equilibrio plástico, definido como la

condición en la cual cada elemento de la masa de suelo se encuentra

simultáneamente en el punto de falla. El análisis está basado en el trabajo

inicial de Rankine (1857), el cual constituye un medio apropiado para

introducir conceptos fundamentales sobre presión del suelo, y sirve de

base para el estudio de estados de esfuerzos más complejos asociados

con las obras de ingeniería que incluyen no solo muros de contención,

sino también taludes y cimentaciones.

Deberá evitarse:

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

El deslizamiento paralelo a su asiento sobre el suelo.

El muro contrarresta el empuje del terreno con:

Su peso propio.

El peso de la tierra sobre un elemento del muro (talón o puntera).

Consideraciones Previas.

Los muros de contención pueden ser construidos con hormigón,

mampostería común, en masa o armado, previa ejecución del

encofrado correspondiente. Aunque casi todos son construido

actualmente con concreto armado.

CLASIFICACIÓN DE MUROS DE CONTENCIÓN

De acuerdo a su Diseño

Muros con Talón y Puntera: para construir este muro es necesario

sobrepasar la línea de edificación, a nivel de los cimientos.

Muros sin Talón: por lo general al construirlo resulta con un aumento

de dimensión en la puntera de la zapata.

Muros con Talón: ídem el primer caso, necesitan sobrepasar la línea

de edificación. El resultado es similar al muro sin talón, pero trabaja de

otra manera; esta es la mejor solución ante inestabilidades por posible

vuelco.

De acuerdo a su Función

Contención de tierras: cuando el muro se destina a contener sólidos,

éstos por lo general son tierras; la impermeabilización y el drenaje son

dos aspectos importantes para controlar el paso de agua del terreno hacia

el interior de la edificación.

Contención de líquidos: para esta función es necesario conseguir la

continuidad del hormigón a fin de lograr una buena impermeabilización.

Para ello se efectúa un vibrado con un control adecuado, para evitar

huecos y juntas.

De acuerdo a su Forma de Trabajo

Muros de contención por gravedad: soportan los empujes con su

peso propio. Los muros construidos con hormigón en masa u hormigón

ciclópeo, por ser más pesados, se utilizan habitualmente como muro de

gravedad ya que contrarrestan los empujes con su propia masa. Las

acciones que reciben, se aplican sobre su centro de gravedad. Este tipo

de muro de contención de gran volumen, se realiza de poca altura y con

una sección constante; aunque también existen los de tipo ataluzados o

escalonados.

Muros de contención ligeros (a flexión): cuando el muro trabaja a

flexión podemos construirlo de dimensiones más livianas. Dado que

aparecen esfuerzos de flexión, la construcción se efectúa con hormigón

armado, y la estabilidad está en relación a la gran resistencia del material

empleado. El diseño del muro debe impedir que flexione, ni produzca

desplazamientos horizontales o vuelque, pues debido a los empujes, el

muro tiende a deformarse. En la flexión aparecen esfuerzos de tracción y

compresión. Por ello existen formas particulares para disponer las

armaduras en estos muros.

FASE DE CONSTRUCCIÓN DE UN MURO DE CONTENCIÓN ARMADO

1. Replanteo.

2. Excavación y movimiento de tierras.

3. Colocación de la armadura de la zapata, dejando esperas.

4. Hormigonado de la zapata.

5. Ejecutar el encofrado de la cara interior del muro.

6 Colocación de la armadura del muro de contención.

7. Encofrado de la cara exterior.

8. Puestas en obra y vibrado del hormigón.

9. Desencofrado.

SISTEMA DE DRENAJE

Existencia de agua en el terreno puede producir reblandecimiento

de la masa de tierra, modificando la estructura e incrementando el

empuje. Para controla y eliminar los riesgos posibles por acumulación de

agua en la parte posterior del muro, se debe instalar un sistema de

drenaje. (Este sistema de drenaje son agujeros llamados

mechinales).cuya función consiste en desaguar.

Estudio a realizar para su diseño.

El primer paso de estudio para el reconocimiento y auscultación es toma

el diseño de cualquier construcción y por tanto de todo muro de

contención. En este por doble razón, para conocer su presión admisible,

su adherencia y su peso especifico. La auscultación de terreno se realiza

de diversas formas y con diferentes aparatos. De la resistencia de terreno

depende de la facilidad de penetración del objeto del estudio. Los

métodos de auscultación consisten en efectuar sondeos y de medir la

resistencia que el terreno ofrece a la penetración de diversos aparatos. El

equipo más utilizado es el penetrómetro y las ondas holandesas, el más

utilizado es la penetración de la cucharada sacamuestras normal. El

terreno se debe reconocer también cara a las edificaciones aledañas ya

que sus cimientos pueden producir empujes elevados sobre todo cuando

existe proximidad.

TIPOS DE MUROS

Muro de tierra armado.

Está constituido por un suelo granular compactado en el que se

colocan banda de refuerzo horizontales y verticales a intervalos regulares.

Por lo general las bandeas son de aceros inoxidable, aluminio o plástico o

materiales biodegradables. La principal consideración para la realización

de su diseño son sus propiedades de fricción y sus resistencia a su

tensión, ya que la masa se estabiliza a su fisión que se desarrollo dentro

de las bandas y el suelo circundante; su acción simultánea produce una

acción en las bandas. Para prevenir el desmoronamiento local del suelo

se cubre la superficie con un revestimiento formado por unidades

individuales, que pueden ser de acero con sección lateral relativamente

flexible o placas delgada de concreto prees forzado, cada una ligada a

una banda de refuerzo. La estructura posee una flexibilidad considerable

y pueden soportar asentamientos diferenciales apreciables. Este tipo de

muro tiende a ser el más económico cuando la altura es mayor que 10 a

12 metros. Las bandas de refuerzo pueden fallar por tensión o por

adherencia.

Muros voladizo

Se utilizan para trabajos temporales donde la altura libre por lo general

es inferior a los 6 metros, si se considera un muro rígido de arena, la

tablestaca gira hacia afuera alrededor de un punto cercano a su base; de

esta forma se genera presión pasiva en el lado interior por debajo del

punto de rotación. Cuando se acerca la falla por penetración, el punto de

rotación se aproxima a la pata de la tablestaca y la distribución de presión

de la tablestaca tiende a la forma clásica. Con un adecuado factor de

seguridad con respecto a la resistencia al corte en el lado pasivo.

Es posible calcular la profundidad de penetración necesaria si se

toman momentos alrededor de la pata. Para una penetración que cumple

con el factor de seguridad al momento máximo real que actúa sobre la

tablestaca es inferior a la corresponde a la condición de soporte libre de la

tierras.

Muros pantalla.

Los usos de este muro en la construcción es importante ya que se

puede utilizar en sótano pasaje subterráneo y otras estructura

subterránea, esto muro por lo general se atirantan con anclajes. La

distribución de presión lateral que finalmente resulta sobre el muro

depende del tipo de movimiento del muro. Si solo existe una línea de

tirantes cercanos al extremo superior del muro. Es probable que la

distribución sea triangular, en tanto se instala múltiple líneas de tirantes

repartidos en la profundidad del muro sea de forma rectangular o de

trapecio. Entonces el muro se diseña de forma de una viga continua.

Muros tablestacado

Es el tipo de muro más común cuando se trata de construcciones

ribereñas. Por lo general es más económico que el muro de gravedad. El

muro se conforma hincando tablestacas a lo largo de la línea requerida;

posteriormente puede excavarse el suelo al frente del tablestacado

(hincando y dragados) o rellenarse por detrás de este (hincados y

rellenados). A menudo se provee un soporte lateral cerca al extremo

superior del muro mediante el uso de barra tensora y bloques de anclaje.

El trabajo de bloque consiste en la movilización de la resistencia pasiva

del suelo, por lo tanto debe estar colocado por detrás de la zona activa del

muro. El comportamiento del muro es muy complejo a la interacción

suelo- estructura que resulta de la flexibilidad de la tablestaca. Varios

métodos de diseño han sido propuestos de soporte libre de tierra

desarrollado a partir del método clásico del siglo XIX para la distribución

de la presión de tierras sobre los muros rígidos.

Muro de gaviones.

Están formado por cajas metálicas llenas de agregado por rocas, a

menudo con sección transversal de un metro por un metro y de dos metro

de largo ( 1m * 1m * 2 m). la estabilidad de los bloques individuales debe

estudiarse tanto como la de la estructura en su totalidad. Estos muros

fueron utilizado por Audova (1978).

Muros encribados.

Mayormente los durmiente y los tensores son prefabricados en

concreto reforzado, pueden ser metalico o de madera. El muro se

contruye fabricando el armazon en unidades de pequeñas altura (menore

de un metro) sobre el nivel de relleno granular del interior del muro; los

muros pequeños de 1 a 2 metros pueden ser verticales, pero en los muros

mas altos es usual tener una inclinacion de al menos 1 a 5 metros. El

espacio vertical entre los durmientes no puede ser superior a 200 mm

para asi poder detener el relleno de manera adecuada.

Para proposito de diseño los durmientes se toman como vigas

simplemente apoyada entre los tirantes. Los miembros frontales estan

sujeto a la presion en reposo del suelo que esta al interios del muro, en

tanto que los mienbro posteriores tienen que resistir la diferencia entre la

presion de reposo del interior y la presion activa exterior debida al relleno.

Muro 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

trabajo de la ferralla. En este muro el asentamiento máximo se produce

bajo la pata (donde la presión de contacto es superior) y en consecuencia

el muro se inclina hacia fuera. También se produce un desplazamiento

hacia afuera y así el muro experimenta a la vez una rotación por

traslación.

Muro de hormigon textil

El hormigón en las obras civiles se usa como material de gran dureza

y resistencia. Está elaborado por una lámina de PVC sobre la que se

dispone una matriz  de fibras especiales impregnadas en cemento en

polvo. Este hormigón de tela se utiliza para cubiertas, tanques de agua,

defensas de inundaciones, revestimiento de túneles, muros de

contención, control de erosión, etc. La facilidad de usarlo es la rapidez,

flexibilidad y longevidad; ellas son unas de algunas de las características

fundamentales de este tipo de muro.

FOTOS DE DIFERENTE TIPOS DE MURO DE CONTENCION.

Muro de Gaviones.

Muro de Pantalla

.

Hormigón Textil

CONCLUSIONES

En el siguiente trabajo que hemos realizado se obtuvo el

conocimiento acerca de los muros de contención que deben emplearse

cuando existe amenaza de taludes o debilidades de terreno lo cuales se

conocen como fuerzas mecánicas peligrosas.

Estos muros se utilizan para detener masa de suelos u otro

material suelto cuando las condiciones no permiten, que esta masa no

asuma su pendiente natural. Para cada característica del suelo se puede

proyectar un tipo específico de muro, nosotros como futuro ingeniero

debemos tomar en cuenta la mayor resistencia y el menor costo teniendo

como principal probabilidad los Muros Ecológicos (Muros de Gaviones)

etc.

BIBLIOGRAFIA

Mecánica de suelo, Peter L. Berry – David Reid, Editorial Mc Graw

Hill, Año 1993, Santa Fe de Bogota Colombia.

Muros de Contencion, Jose Barros, Monografia de la Construccion,

ediciones Ceeac S.A. 2005.

Diseño de Estructura de concreto Arthur l. Nilson.

Imágenes de Tipos de Muros.

Fuente en línea: http://www.concretecanvas.co.uk/

18/07/2011; 10:00 AM

República Bolivariana de VenezuelaMinisterio del Poder Popular para la Educación Superior

I.U.P. Santiago MariñoExtensión Caracas

Cátedra: Mecánica de Suelo

Nombres:

Albyns Hernandez 17.024.670Elías Zambrano 16.600.889

Caracas, 17 de Julio de 2011