Republica Bolivariana de Venezuela Instituto Universitario Politcnico Santiago Mario Extensin Guayana Ctedra: Fundaciones y Muros

CONSTRUCCIN Y DISEO DE MUROS DE CONTENCIN CON PRESENCIA DE AGUA.

Autora:Karlina Veliz

Tutor:Ing. Jorge Bravo

Puerto Ordaz, Julio de 2015INDICETabla de contenidoIntroduccin4Objetivo General5Objetivos Especficos5Tipos De Muros 5Muros De Gravedad5Muros Estructurales6Muros Atirantados7Muros De Tierra Armada Y Suelo Reforzado7Diseo De Muros De Contencin8Determinacin Del Empuje Activo Y Pasivo Por La Teora De Coulomb Y Rankine11Presin Activa Y Pasiva11Teora de Rankine11Teora de Coulomb12Clculo Del Factor De Seguridad Al Volcamiento De Una Tablestaca O Muro13Diseo De Muros13Recomendaciones Para Muros De Concreto Armado15Muros De Contencin Y El Nivel Fretico16El Nivel Fretico En Excavaciones17Sistemas De Drenaje18Subdrenajes21Aspectos Que Se Podran Considerar Para El Diseo De Subdrenes.22Caudal De Infiltracin 22Caudal Por Abatimiento Del Nivel Fretico22Permeabilidad Y Drenaje23Incertidumbre En El Diseo De Subdrenes Horizontales 24Conclusiones 25Recomendaciones26Bibliografa27

INTRODUCCION

Un muro de contencin es una estructura diseada para soportarcargas laterales y que debe su estabilidad a su propio peso y al peso de la carga lateral. Estos elementos fueron diseados originalmente para mantener a raya una masa de suelo permitiendo la existencia de una diferencia de nivel permanente, sin embargo los muros de contencin no contienen solamente suelos. Los muros de contencin son muy empleados en proyectos de casas habitacin cuando hay necesidad de cimentar sobre un terreno inclinado.El diseo de un muro de contencin depende principalmente de las caractersticas de la estructura y de la tierra a soportar, por lo que es de gran importancia establecer y conocer las condiciones del lugar en donde se desplantar el muro, as como las condiciones de relleno, para poder seleccionar el tipo de muro que mejor se adapte.Generalmente en los diseos de muros de contencin se trata de usar un porcentaje mnimo de acero o la menor cantidad posible, ya que se busca como resultado una estructura que resista y que sea lo ms econmica posible. Es necesario tener una cimentacin adecuada para tener un comportamiento satisfactorio en un muro de contencin, ya que la mayor parte de los fracasos ocurre cuando los muros se construyen sobre cimientos de arcilla; por otra parte, los suelos de grano grueso proporcionan base y relleno estables.

I. OBJETIVO GENERALConstruccin y diseo de muros de contencin con presencia de aguaOBJETIVOS ESPECFICOSa- Seleccin del tipo de muro y dimensiones de acuerdo a los criterios aplicables.b- Analizar de la estabilidad del muro de contencin con respecto a las fuerzas actuantes. Para lograr la estabilidad y resistencia segn las condiciones mnimas establecidas.c- Diseo de los elementos o partes del muro e implantar un sistema de drenajes para evitar el colapso del muro.II. TIPOS DE MUROSMUROS DE GRAVEDADSon elementos masivos que oponen un gran peso a la fuerza de empuje del terreno. Son rgidos y no estn sujetos a esfuerzos de flexin, por lo que no requieren armadura.Para construir este tipo de muros pueden emplearse diferentes materiales, como naturales, mampostera e incluso elementos prefabricados. Los siguientes son ejemplos de esta clase de muros:-Masivos de Concreto.-De enrocado o escollera: La diferencia entre uno y otro es el tamao de la roca que se emplea, ya que el de escollera se usa en obras mayores, como presas.-De gaviones: Utilizan roca de menor tamao para el relleno de canastas, que terminan integrando una escollera.-Prefabricados: Algunos sistemas ofrecen bloques vacos de concreto, que aumentan su peso al ser llenados con tierra, por lo que son ms econmicos que un bloque masivo de concreto. La colocacin de estos bloques en escalera permite un acabado esttico, pues permite la siembra de vegetacin entre los espacios llenados con tierra.-Seco: Se construye con bloques superpuestos, que combinan piedra de 10 con piedra menor, para llenar los vacos y permitir el drenaje.MUROS ESTRUCTURALESSi se deben admitir movimientos de flexin ligeros se recurre a la construccin de muros con armadura de acero. Debido a que el sistema trabaja en voladizo, su espesor aumenta de acuerdo a la altura del talud a contener. Se construye adems un pie o base, para aprovechar la fuerza pasiva del terreno y as aumentar el grado de seguridad del muro.Un muro con la base en T es la solucin ms estable y generalmente ms econmica, sin embargo no siempre es posible construirlos de esta forma, como en el caso de muros en linderos, en los que debe recurrirse a la construccin de una base en L.Conforme aumenta la altura del muro crecen las fuerzas de empuje y por lo tanto las flexiones en la estructura. Una forma de disminuirlas es construirlo con contrafuertes espaciados entre s a una distancia aproximada igual a la mitad de la altura del muro.Una opcin interesante en muros estructurales, anclados y tipo tablaestaca. El sistema de construccin de tipo voladizo que permite hasta 14 metros de altura y contiene terrenos 100% saturados de agua.MUROS ATIRANTADOSSon una opcin a la construccin de muros de gran altura. Un elemento que trabaja a traccin se opone a las fuerzas de empuje activo del terreno.En el caso de cortes de gran altura, los empujes son tan altos que construir otro tipo de muros se vuelve poco prctico y antieconmico. La construccin de anclajes en la parte superior del muro equilibra las fuerzas de empuje y reduce considerablemente las dimensiones del muro.Los muros anclados son adecuados para estabilizar suelos muy saturados, siempre y cuando se asegure un sistema apropiado de drenajes para aliviar las presiones que ocasiona la saturacin. Se pueden combinar con el sistema de muros a base de pilotes perforados. Sistemas de anclajes y micropilotes, son adecuados para estabilizar suelos saturados. El sistema es eficiente en suelos de pobre calidad, la altura no es la principal restriccin, ms bien se requiere la posibilidad de anclar cada 3 m para construir muros anclados de hasta 30 m de altura.MUROS DE TIERRA ARMADA Y SUELO REFORZADOLa diferencia entre ambos radica en el tipo de material que se emplea para reforzar el terreno. Con tierra armada se usa una malla metlica, en tanto que en el suelo reforzado se emplean Geotextiles.Adems de estos elementos, existen otros materiales sintticos para aumentar la cohesin del terreno en la frontera del talud.Exigen una compactacin cuidadosa del material con el refuerzo, en capas delgadas y con un ancho considerable, por lo que no son soluciones adecuadas si se cuenta con poco espacio para su construccin.Segn el material que se emplea en el refuerzo del suelo, este tipo de muros puede revegetarse en su cara expuesta, lo que disminuye su impacto visual.Su lmite de altura es superior a los 10 m. las geomallas, que aumentan la resistencia al esfuerzo cortante del muro.DISEO DE MUROS DE CONTENCINEl muro de contencin debe resistir el empuje de la tierra que acta sobre l, y su cimentacin debe ser capaz de soportar el peso del muro y el resultante del empuje, sin volcamiento, deslizamiento o asentamiento excesivo.La base de su diseo es el clculo del empuje, que es el resultado de sus condiciones geomtricas, las propiedades del terreno y la presencia del factor agua.Bajo condiciones estticas, los muros de contencin estn sujetos a fuerzas relacionadas con su masa, a los empujes de suelo y a fuerzas externas, como barras de anclajes y tirantes. Un diseo adecuado debe restablecer el equilibrio de estas fuerzas, sin inducir esfuerzos que se aproximen a la resistencia del suelo al corte.Para el caso de empuje de tierras en reposo, el clculo puede realizarse empleando las siguientes ecuaciones:P0 = (z ) K0 en esfuerzos efectivosP0 = (z ) K0 + en esfuerzos totalesDonde K0 es el coeficiente de tierras en reposo y se halla por medio del mdulo de Poisson del material.Si a un muro vertical sin movimiento y sin friccin se le permite el movimiento hacia afuera del suelo, el material podr expandirse lateralmente reduciendo el empuje de tierras. El empuje mnimo horizontal a cualquier profundidad se denomina Pa y para el caso de arenas y gravas secas corresponde al menor esfuerzo en la falla del diagrama de Mohr.Si el muro, en lugar de alejarse del suelo se mueve hacia este, el empuje aumenta y llega al mximo cuando se produce la falla por esfuerzo cortante.Para el caso de muros menores a los 10 m de altura, se realiza el anlisis de Rankine, en el que la fuerza resultante para el diseo se corresponde con una suma de vectores con un punto nico de aplicacin, de forma tal que los empujes, el efecto del peso del material en taludes inclinados, las sobrecargas y cargas concentradas pueden analizarse de una forma simplificada.En el anlisis de Coulomb se tiene un equilibrio de fuerzas representado por un vector W, que corresponde con el peso del material tras el muro, de direccin y magnitud conocidas; un vector F que es el resultante del empuje del suelo que tiene un ngulo conocido; y un tercer vector R, que corresponde a la reaccin del muro contra la cua a un ngulo conocido. El tringulo de fuerzas debe mantener el equilibrio y por lo tanto es factible obtener las magnitudes de las fuerzas por medios geomtricos.Si se trata de un suelo cohesivo, la cohesin se suma al polgono de vectores y su direccin va a lo largo del plano de falla. Es importante anotar que en el caso de muros verticales sin friccin con rellenos horizontales, los mtodos de Rankine y Coulomb dan valores iguales.Es fundamental dar importancia a los drenajes, para disminuir los empujes derivados del terreno y as aumentar la seguridad de la estructura.La adicin de un vector ms, que corresponde al anclaje de un muro, completa el anlisis en casos especficos de muros atirantados.En resumen, el diseo de un muro de contencin estable debe contemplar: Seguridad ante el deslizamiento: Las fuerzas de empuje no deben superar las fuerzas resistivas compuestas por el peso del muro y empuje pasivo. Seguridad a vuelco: El momento de las fuerzas de volcamiento debe ser menor que el de las fuerzas que lo sostienen. Capacidad de soporte: La carga total trasmitida al terreno debe ser inferior a la capacidad admisible del terreno.La seleccin del tipo de muro depender de un anlisis de fuerzas, espacio disponible y costo, aunque es importante recordar que elementos adicionales, como tirantes, permitirn la solucin de problemas de estabilidad con muros ms esbeltos. En el caso de cortes de gran altura, los empujes son tan altos que construir otro tipo de muros se vuelve poco prctico y antieconmico.Un muro con la base en T es la solucin ms estable y generalmente ms econmica, sin embargo no siempre es posible construirlos de esta forma.Existen varios materiales sintticos para aumentar la cohesin del terreno en la frontera del talud. La seleccin del tipo de muro depender de un anlisis de fuerzas, espacio disponible y costo. Es fundamental dar importancia a los drenajes para disminuir los empujes derivados del terreno y as aumentar la seguridad de la estructura.DETERMINACIN DEL EMPUJE ACTIVO Y PASIVO POR LA TEORA DE COULOMB Y RANKINEPRESIN ACTIVA Y PASIVAEl estado activo ocurre cuando existe una relajacin en la masa de suelo que lo permite moverse hacia fuera del espacio que limitaba la tensin del suelo (por ejemplo un muro de tierra que se rompe); esto es que el suelo est fallando por extenderse. sta es la presin mnima a la que el suelo puede ser sometido para que no se rompa. Al contrario el estado pasivo ocurre cuando la masa de suelo est sometida a una fuerza externa que lleva al suelo a la tensin limite de confinamiento. Esta es la mxima presin a la que puede ser sometida un suelo en el plano horizontal.Teora de RankineLa teora de Rankine, desarrollada en 1857, es la solucin a un campo de tensiones que predice las presiones activas y pasivas del terreno. Esta solucin supone que el suelo est cohesionado, tiene una pared que est friccionando, la superficie suelo-pared es vertical, el plano de rotura en este caso sera planear y la fuerza resultante es paralela a la superficie libre del talud. Las ecuaciones de los coeficientes para presiones activas y pasivas aparecen a continuacin. Observe que ' es el ngulo de rozamiento del suelo y la inclinacin del talud respecto a la horizontal es el ngulo .

Para el caso en que sea 0, las ecuaciones de arriba se simplifican como:

Teora de CoulombCoulomb (1776) fue el primero en estudiar el problema de las presiones laterales del terreno y estructuras de retencin. Coulomb se limit a usar la teora de equilibrio que considera que un bloque de terreno en rotura como un cuerpo libre (o sea en movimiento) para determinar la presin lateral limitante. La presin limitante horizontal en fallo en extensin o compresin se determinan a partir de Ka y Kp respectivamente.

CLCULO DEL FACTOR DE SEGURIDAD AL VOLCAMIENTO DE UNA TABLESTACA O MURO.Por lo general, el muro se hace ms grueso de lo requerido en la parte inferior con la finalidad que la seccin adoptada, logre satisfacer el esfuerzo cortante y el diseo balanceado. El Taln y la punta de la base se proyectan como voladizos soportados por el muro, el peso del suelo tiende a doblar el Taln hacia abajo en sentido contrario de una "resistencia pequea" de la presin del suelo bajo la base, por contraste la presin ascendente del suelo tiende a doblar la punta hacia arriba, por ello para el Taln el acero principal se coloca cerca de la parte superior y para la punta, cerca de la parte inferior. El muro se construye despus de la base, por lo general se forma una cua en la parte superior de la base para evitar que el muro se deslice, adems se dejan espigas salientes en la base para amarrar el muro a ellas (a razn de una espiga por cabilla del muro); las espigas pueden prolongarse para que sirvan tambin como refuerzo del muro.DISEO DE MUROS Un diseo adecuado para un muro de contencin debe considerar los siguientes aspectos.a. Los componentes estructurales del muro deben ser capaces de resistir los esfuerzos de corte y momento internos generados por las presiones del suelo y dems cargas.b. El muro debe ser seguro contra un posible volcamiento.c. El muro debe ser seguro contra un desplazamiento lateral.d. Las presiones no deben sobrepasar la capacidad de soporte del piso de fundacin.e. Los asentamientos y distorsiones deben limitarse a valores tolerables.f. Debe impedirse la erosin del suelo por debajo y adelante del muro bien sea por la presencia de cuerpos de agua o de la escorrenta de las lluvias.g. Debe eliminarse la posibilidad de presencia de presiones de agua detrs del muro.h. El muro debe ser estable a deslizamientos de todo tipo.Procedimiento Para proceder al diseo una vez conocida la topografa del sitio y la altura necesaria del muro debe procederse a:a. Escoger el tipo de muro a emplearse.b. Dibujar a escala la topografa en perfil de la seccin tpica del muro.c. Sobre la topografa dibujar un diagrama "tentativo" supuesto del posible muro.d. Conocidas las propiedades de resistencia del suelo y escogida la teora depresiones a emplearse, calcular las fuerzas activa y pasiva y su punto de aplicacin y direccin de 1/2 a 2/3, de acuerdo al ngulo de friccin del suelo y la topografa arriba del muro. Para paredes posteriores inclinadas se recomienda en todos los casos calcular las presiones con la teora de Coulomb. e. Calcular los factores de seguridad as:- Factor de seguridad contra volcamiento.- Factor de seguridad contra deslizamiento de la cimentacinf. Si los factores de seguridad no satisfacen los requerimientos deben variarse las dimensiones supuestas y repetir los pasos de a hasta e. Si son satisfactorios se proceder con el diseo.g. Calcular las presiones sobre el piso y el factor seguridad contra capacidad de soporte. Si es necesario debe ampliarse el ancho de la base del muro.h. Calcular los asentamientos generados y si es necesario ampliar la base del muro.i. Disear los sistemas de proteccin contra:- Socavacin o erosin en el pie.-Presencia de presiones de agua detrs del muro.j. Finalmente deben calcularse los valores de los esfuerzos y momentos internos para proceder a reforzar o ampliar las secciones del muro, de acuerdo a los procedimientos estandarizados de la Ingeniera estructural.RECOMENDACIONES PARA MUROS DE CONCRETO ARMADO El diseo de muros en voladizo difiere del de muros de gravedad en los siguientes factores: a. La friccin suelo - muro en su parte posterior no se tiene en cuenta por no existir desplazamiento a lo largo de este plano. Se considera que el suelo se desplaza solidariamente con el muro.b. El peso del suelo sobre el cimiento se considera como parte integral de la masa del muro en el clculo de fuerzas.c. Se supone que el plano de aplicacin de las presiones activas es el plano vertical tomado en el extremo posterior del cimiento del muro.d. El diseo estructural interno requiere de especial cuidado. En ocasiones en necesario colocar un dentelln para mejorar la resistencia al deslizamiento. En los dems aspectos el diseo debe realizarse en la misma forma que el de un muro de gravedad III. MUROS DE CONTENCIN Y EL NIVEL FRETICOLos muros de retencin, en la ingeniera civil, se hacen para contener tierra (llamada relleno) confinada a un espacio, sin que esta se derrumbe. Para el diseo de estos muros, se tiene debe tener en cuenta las fuerzas que sobre este actan, donde juegan un papel muy importante las aguas Freticas.Dentro de las fuerzas que se toman en cuenta al calcular un muro de contencin de tierras se tiene el peso del mismo, la presin que hace el relleno sobre este, la reaccin de el cimiento del muro, y alguna correspondiente al nivel Fretico de las aguas, dentro de los cuales tenemos: Fuerzas debidas a agua tras el muro: Si tenemos agua tras el muro de retencin, estas aguas generaran una presin sobre este, tenindose que tener en cuenta la presin que generara el agua fretica, a la hora de hacer el diseo de un muro. Se debe tener en cuenta tambin que el nivel de las aguas Freticas (nivel Fretico) varia con el tiempo, generando un proceso de carga y descarga de la presin hidrosttica en el muro, lo que podra generar un colapso del muro por fatiga. La solucin para no bajar este nivel fretico, sera el de hacer un filtro de aguas en la base del muro, para que el agua presente se pueda "escurrir" por all. Tambin hay la posibilidad de hacer un muro completamente permeable, como es el caso de los gaviones, que son canastas de alambre, de forma cbica, rellenas de tierra, lo cual permitira el paso del agua y esta no generara ninguna presin. Supresiones: Cuando tenemos un mal drenaje bajo el muro, se puede almacenar agua en esta zona, producindose una presin de aguas freticas bajo el muro, lo cual puede llegar al volcamiento del muro. Para esto se debe hacer un correcto drenado de las aguas en cuestin. Las heladas: Si tenemos agua detrs del muro, y llega un tiempo de heladas, esta agua se congelar, producindose un cambio en el volumen del suelo, entrando una presin adicional al sistema, la cual puede hacer colapsar el muro.Expansiones por cambio de la humedad de la masa de suelo: Si tenemos que la masa de suelo que est siendo sostenida por el muro est sometida a cambios del nivel fretico, la masa de suelo puede cambiar fcilmente de volumen, mas si se trata de arcillas, o limos, suelos que inducen a un cambio volumtrico al cambiar la humedad del sistema. Si tenemos una poca de verano, el nivel fretico estar bajo, lo cual no genera presiones laterales por cambio volumtrico del suelo, las que si entraran en el caso de que el nivel fretico suba, y el suelo se expanda por la accin de la humedad. Este cambiar volumtrico, generara un ciclo de carga y descarga en el muro, el cual al cabo de varios ciclos, puede fallar por fatiga. Para solucionar esto, se debe tratar de que los suelos que se tengan como relleno no sean expansivos con la humedad, y adems tener un buen drenaje del sistema.EL NIVEL FRETICO EN EXCAVACIONESMuchas veces es necesario hacer excavaciones por debajo del nivel fretico, lo que puede generar varios problemas si se tiene un suelo permeable, el cual permita que la excavacin que se haga, se llene de agua, lo que generara unas velocidades del agua fretica, arrastrando material del suelo a la excavacin tambin, estando sucio siempre la excavacinHay varias formas de abatir el nivel fretico. La ms comn de ellas es hacer una zanja colectora del agua en la excavacin, donde se coloca a bombear el agua hacia otra parte fuera de la excavacin. Se debe tener en cuenta que los volmenes de agua que se deben bombear son muy grandes, ya que el nivel fretico siempre tratara de estar constante, lo que puede incrementar los costos de una obra determinada.Otra de las formas para abatir el nivel fretico es la de hacer una serie de pozos al rededor de la excavacin, los cuales sacaran el agua de la tierra, bajando el nivel fretico en esos puntos, y si tenemos la excavacin en medio de estos puntos, el nivel fretico de la excavacin ser abatido. Tambin podemos pensar en hacer una excavacin, la cual despus de realizada (bajo agua), se puede impermeabilizar, y luego si secar el contenido de agua que queda dentro de esta excavacin. Cuando se utiliza este mtodo se debe tener en cuenta la presin que genera el agua tanto lateral como inferior de la excavacin, ya que se puede producir el colapso del suelo de la excavacin por el levantamiento del mismo, o el colapso de uno de los muros de contencin Se pueden generar muchas otras formas de abatimiento del nivel fretico, pero esto realmente se debe determinar al tener el problema real en la obra, y ver todas las variables que esto implica.SISTEMAS DE DRENAJELos sistemas de drenaje tienen como propsito drenar el agua del trasds de muros de contencin, para evitar o eventualmente reducir el empuje hidrosttico debido a la presencia de esta. El sistema de drenaje ms sencillo lo constituyen tubos conocidos como mechinales (o barbacanas), que tienen un dimetro de 15 20 cm empotrados en el muro, con espaciamiento vertical y horizontal de 1,50m.

Tambin se emplean sistemas de drenaje continuo en el trasds constituidos por materiales granulares, tal como lo muestra la figura (a). Este sistema, empleado en muros de gravedad, se adosa completamente a su trasds y permite el drenaje continuo del agua por toda la altura del muro. Sin embargo, la filtracin del agua que se crea hacia el sistema de drenaje puede ocasionar un empuje adicional en la estructura, debido a la componente horizontal de la filtracin, la cual puede ser eliminada mediante la construccin de un sistema de drenaje inclinado tal como se muestra en la figura (b).En los muros de tierra mecnicamente estabilizada, los sistemas de drenaje estn constituidos preferentemente por materiales granulares de drenaje libre formando una cua de relleno tal como se muestra en la figura (c). Dado que el revestimiento exterior de estas estructuras est formado por segmentos articulados, las juntas que se crean entre los sistemas permiten el drenaje del agua que pueda acumularse en el suelo reforzado.

SubdrenajesCon excepcin de los muros diseados para resistir presiones de agua tales como las paredes de stanos de edificios, es una buena prctica de Ingeniera construir subdrenes detrs de todo tipo de muros. El sistema de drenaje debe disearse en tal forma que se anticipe a capturar el agua antes de que afecte el muro. En los esquemas adjuntos se muestra sistemas tpicos de subdrenaje para estructuras de contencin. Adicionalmente, a los subdrenes deben colocarse huecos de drenaje para prevenir la presin hidrosttica, los cuales son normales de dimetro de dos a tres pulgadas espaciados no ms de 1.5 metros horizontalmente y 1.0 metros verticalmente, las columnas deben intercalarse. Los lloraderos deben colocarse desde una altura baja mnima de 30 centmetros por encima del nivel del pie del muro. Como una gua general el material de drenaje debe tener una permeabilidad de al menos 100 veces mayor que la del suelo o roca a drenarse. El espesor de las capas de drenaje generalmente es determinado por criterios de construccin ms que por capacidad de drenaje. Se pueden utilizar drenes en geotextil o materiales compuestos, de acuerdo a los criterios de diseos de la mecnica de suelos.ASPECTOS QUE SE PODRAN CONSIDERAR PARA EL DISEO DE SUBDRENES.CAUDAL DE INFILTRACINQinf = IR * A * FiDonde:IR = Precipitacin mxima horaria de frecuencia anual, registrada en el sitio ms cercano al proyecto. Usualmente se toma el intervalo entre 60 y 120 minutos se escoge la curva de 2 aos.A = rea en consideracin.Fi = Factor de filtracin que se considera el efecto de prdida de agua por efecto de evaporacin y saturacin del suelo. (Se sugiere usar de 0.7 a 0.8).CAUDAL POR ABATIMIENTO DEL NIVEL FRETICOEn sitios donde el nivel fretico o el agua proveniente a presin alcancen una altura tal, que supere el nivel de relleno, es necesario abatir este nivel de manera que no genere inconvenientes por excesos de agua. El clculo de este caudal se basa en los siguientes parmetros:QNF = k * i * Aai = (Nd Nf) / BAa = (Nd Nf) * LDonde:k = Es el coeficiente de permeabilidad del suelo adyacente.i = Es el gradiente hidrulico.Nd = Cota inferior del subdrn. Nf = Cota superior del nivel fretico. Aa = Es el rea efectiva para el caso de abatimiento del nivel fretico.B = Para el caso de subdrenes transversales, B es la distancia entre subdrenes.L = Longitud del tramo de drenaje.Una vez estimados los caudales de aporte al sistema se obtiene el caudal total de diseo:QT = Qinf + QNFPERMEABILIDAD Y DRENAJEDe la mencionada ley de Darcy se deriva tambin una frmula que relaciona el volumen de agua que atraviesa una muestra con su permeabilidad teniendo en cuenta el diferencial de presin:Q = K * I * ADonde: Q = Cantidad de agua drenada a travs de la muestra por unidad de tiempo, (cm3/h) K = Conductividad hidrulica o coeficiente de permeabilidad. Se expresa generalmente en (cm/h). I = Gradiente piezomtrico disponible; (m/m) A = Seccin transversal por donde se filtra el agua en la muestra (cm2).INCERTIDUMBRE EN EL DISEO DE SUBDRENES HORIZONTALESLa mayora de las incertidumbres en el diseo, estn relacionadas con el desconocimiento de detalles de estructuras geolgicas que determinan el sistema de drenaje interno del agua subterrnea. Los drenes horizontales son eficientes cuando los niveles freticos se encuentran por encima del pie del talud, en suelos algo permeables. La eficiencia de los subdrenes es muy baja en las gravas o suelos de permeabilidad muy alta en los cuales el abatimiento del nivel fretico es mnimo y en los suelos arcillosos intactos, en los cuales no hay efecto directo de los subdrenes sobre las presiones internas. Igualmente, ocurre con alguna frecuencia que el dren horizontal no intercepte materiales lo suficientemente permeables para obtener el efecto deseado sobre la estabilidad del talud.En los deslizamientos profundos con superficie de falla circular es difcil abatir suficientemente los niveles freticos para obtener efectos significativos sobre los factores de seguridad.

CONCLUSIONES

En los muros de contencin los daos y fallas se asocian con asentamientos de terraplenes, rellenos, desplazamientos, rotaciones o vuelcos de las estructuras, empujes y licuacin del suelo de relleno y/o de fundacin. llama la atencin el hecho de que los mtodos que se usan convencionalmente son de equilibrio y no se hace un anlisis dinmico de la respuesta de la estructura ni tampoco se toma en cuenta la interaccin suelo estructura por lo cual es de esperarse que estos anlisis no sean confiables. Durante el diseo de los muros de contencin no se desarrolla e implementa una metodologa de diseo que rena los procedimientos adecuados que tengan en cuenta las variables ms crticas de un modelo seudoesttico definido, con el fin de obtener como resultado el dimensionamiento eficiente de los muros para condiciones extremas de carga y as lograr disminuir su probabilidad de falla. En las estructuras subterrneas y en los tneles es necesario evitar la presencia de agua infiltrada proveniente de las rocas fracturadas o del terreno circundante, debido a que causa un acelerado desgaste de la obra, reduciendo los parmetros de seguridad y aumentando los costos de mantenimiento.

RECOMENDACIONES

1. Para evitar que se deslice un muro debemos incrustarlo en el suelo para que la resistencia del terreno y la adherencia con el suelo anulen el empuje. Para evitar el volteo es necesario que la resultante de las cargas verticales y horizontales del empuje, caigan dentro del tercio medio. Cuando la resultante no incide dentro del tercio medio, es necesario hacer ms grueso el muro o inclinarlo. La falla por flexin y cortante se evita si se le da al muro un adecuado espesor para que no se doble o corte. Cmo el diagrama de presin es un triangulo con mximo esfuerzo en la base, se puede construir un muro con forma escalonada con mnimo espesor en la parte superior2. Se debe determinar cules son las variables geotcnicas que se presentan en mayor variacin para de esa forma poder restringir el tamao del problema y en consecuencia disminuir el tiempo de diseo y construccin. Los factores de seguridad, por ejemplo, que rigen el diseo de un muro de contencin son por lo general determinados por la experiencia y criterio del ingeniero; pero debe considerar que mecanismo de diseo es mas acorde al proyecto.3. al momento de disear y construir un muro de contencin de debe disear el drenajes los cuales evitaran problemas de humedad y estructurales en especial si el muro de contencin se utiliza en un lugar habitable. En el caso de los muros de Contencin es de mucha importancia, ya que la humedad puede debilitar estructuralmente al muro por los diversos factores que conforman el diseo. Al disear un muro de contencinse debe de pensar cmo se drenara el agua que se acumule en este. La correcta posicin de los drenes determinara la mejor direccin para desalojar el agua y que esta no tenga que acumularse.

BIBLIOGRAFIA

Nilson, Arthur y Winter, George; Diseo de Estructuras de Concreto, 11 edicin, McGRAW-HILL, Inc, 1997.

Dr. Ingeniero de Caminos CALAVERA RUIZ, Jos. Muros de Contencin y de Stano, 2da. Edicin. Espaa-Madrid. 1987.

Ing. Gonzalo Andrs Jara Moli, Tesis Doctoral Estudio de la aplicabilidad de materiales Compuestos al diseo de estructuras de Contencin de tierras y su interaccin con el Terreno, para su empleo en obras de Infraestructura viaria Espaa-Madrid Mayo del 2008.

Fratelli, Maria G.; Suelos, Fundaciones y Muros, Caracas, Venezuela.

1