Imprimir muro de contenc ion con contrafuerte

UNIVERSIDADALASPERUANAS FACULTAD DE INGENIERÍAS Y ARQUITECTURA

ESCUELAPROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL

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ING. BEJARANO DOLORIER, JORGE

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CONTENIDO

CONTENIDO .......................................................................................................................... 1

SISTEMA DE RETENCIÓN DE TIERRAS

INTRODUCCIÓN ........................................................................................................................................................... 2

Muros de contención y su funcionamiento

MARCO TEORICO ...................................................................................................................................................... 3

CLASIFICACION: ........................................................................................................................................................ 4

CARACTERISTICAS GENERALES ..................................................................................... 4

I.-APLICACIONES........................................................................................................................................................ 5

DISEÑO DE MURO DE CONTENCIÓN CON CONTRAFUERTE

1.- CRITERIOS DE DIMENSIONAMIENTO.................................................................................................... 6

2.- DISEÑO DE LA PANTALLA ........................................................................................................................... 6

3.- DISEÑO DE LOS CONTRAFUERTES....................................................................................................... 7

3.1. POR FLEXIÓN

3.2. POR FUERZA CORTANTE (REFUERZO HOTRIZONTAL) 3.3. POR TRACCIÓN A LA PANTALLA AL CONTRAFUERTE (REFUERZO HORIZONTAL) 3.4. POR TRACCIÓN DE ZAPATAS AL CONTRAFUERTE (REFUERZO HORIZONTAL)

4. DISEÑO DE LAS ZAPATAS ............................................................................................................................. 8

4.1. ZAPATA ANTERIOR

4.2. ZAPATA POSTERIOR

DISEÑO: IDENTIFICAR ............................................................................................................................................ 8

DISEÑO: DATOS MINIMOS A CONSIDERAR PARA EL DISEÑO ................................................. 9

SOLUCIÓN CON CONTRAFUERTE: ........................................................................................................... 13

DISEÑO :PREDIMENSIONAMIENTO > 6-7 M PROFUNDIDAD DE FUNDACCIÓN: Df .............................................................................. 18

ESTABIIDAD ............................................................................................................................................................. 19 ANÁLISIS

4. FALLAS COMUNES EN MUROS DE CONTECIÓN

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES. ........................................................................................... 21

BIBLIOGRAFÍA

ANEXOS. ............................................................................................................................................................... 22-24



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SISTEMA DE RETENCIÓN DE TIERRAS

INTRODUCCIÓN

Los muros de contención tienen como finalidad resistir las presiones laterales ó

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

Designamos con el nombre de empuje, las acciones producidas por las masas que se consideran desprovistas de cohesión, como arenas, gravas, cemento, trigo, etc.

En general los empujes son producidos por terrenos naturales, rellenos artificiales o materiales almacenados.

Los muros con contrafuertes representan una evolución de los muros en voladizo, ya que al aumentar la altura del muro aumenta el espesor de la pantalla, este

aumento de espesor es sustituido por los contrafuertes; la solución conlleva un armado, encofrado y vaciado más complejo.

Muros de contención y su funcionamiento

Los muros de contención 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.

CLASIFICACIÓN DE

SISTEMA DE RETENCIÓN

DE TIERRAS

SISTEMAS DE

ESTABILIZACIÓN EXTERNA

SISTEMAS DE

ESTABILIZACIÓN INTERNA

MUROS

“IN-SITU”

MUROS DE

GRAVEDAD

SUELOS

REFORZADOS

REFUREZO

“IN-SITU”

GAVIONES DE

CONTRAFUERTE CONCRETO MAMPOSTERÍA



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El proyecto de los muros de contención consiste en:

• Selección del tipo de muro y dimensiones.

• Análisis de la estabilidad del muro frente a las fuerzas que lo solicitan. En

caso que la estructura seleccionada no sea satisfactoria, se modifican las

dimensiones y se efectúan nuevos cálculos hasta lograr la estabilidad y resistencia según las condiciones mínimas establecidas.

• Diseño de los elementos o partes del muro.

MARCO TEORICO

Los contrafuertes son uniones entre la pantalla vertical del muro y la base. La

pantalla de estos muros resiste los empujes trabajando como losa continua apoyada en los contrafuertes, es decir, el refuerzo principal en el muro se coloca

horizontalmente, son muros de concreto armado, económicos para alturas mayores a 10 metros.

En las figuras se muestra una vista parcial de un muro con contrafuertes, tanto la pantalla como los contrafuertes están conectados a la losa de fundación. Los

contrafuertes se pueden colocar en la cara interior de la pantalla en contacto con la tierra o en la cara exterior donde estéticamente no es muy conveniente.

Los muros con contrafuertes representan una evolución de los muros en voladizo, ya que al aumentar la altura del muro aumenta el espesor de la pantalla, este aumento de espesor es sustituido por los contrafuertes; la solución conlleva un

armado, encofrado y vaciado más complejo.

Se puede decir que son variantes de los muros en L o en Mensula en los que el ancho del muro se refuerza a determinados intervalos similares a los muros en voladizo. Sin embargo, a intervalos regulares éstos tienen losas delgadas de

concreto conocidas como contrafuertes que conectan entre sí el muro con la losa de la base. El propósito de los contrafuertes es reducir la fuerza cortante y los

momentos flexionantes.



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CLASIFICACION:

1.1 MUROS CONTRAFUERTES EN EL INTRASLADOS: Consiste en aligerar un

muro de gravedad, suprimiendo en las zonas que colaboran muy poco en el efecto estabilizador.

1.2 MUROS CONTRAFUERTES EN EL TRASDOS: Su idea es igual a la del

muro con contrafuerte en el intrasdos, pero en este caso los contrafuertes son

interiores, es decirr, no se ven.

CARACTERISTICAS GENERALES

Los contrafuertes son uniones entre la pantalla vertical del muro y la base. La

pantalla de estos muros resiste los empujes trabajando como losa continua apoyada en los contrafuertes, es decir, el refuerzo principal en el muro se coloca

horizontalmente, son muros de hormigón armado, económicos para alturas mayores a 10 metros. Los muros con contrafuertes representan una evolución de los muros en cantilíver, ya que al aumentar la altura del muro, aumenta el espesor

de la pantalla, este aumento de espesor es sustituido por los contrafuertes; la solución conlleva un armado, encofrado y vaciado más complejo.



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Los contrafuertes ubicados en la parte interior del muro, conectando la pantalla

con el dedo soportan grandes tracciones, y los que se colocan en la parte exterior del muro, soportan una fuerte compresión.

I.-APLICACIONES



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DISEÑO DE MURO DE CONTENCIÓN CON CONTRAFUERTE

1.- CRITERIOS DE DIMENSIONAMIENTO

Recomendaciones:

• Contrafuerte: espaciamiento : h/3 a 2h/3

Espesor ≥ 20 cm según yamashiro : L=2.5 m relleno de suelo

L=3 m silo de granos

• Pantalla: espesor ≥ 20 cm (código peruano)

≥ 30 cm (código japonés)

• Zapata: espesor ≥ 40 cm; la base de la zapata B1 y B2, se dimensionan

en forma igual que el muro e voladizo.

2.- DISEÑO DE LA PANTALLA

La pantalla es una losa apoyada en los contrafuertes y en la zapata;

generalmente el borde superior no tiene apoyo. Sin embargo la pantalla puede ser diseñada como una losa continua apoyada en los contrafuertes sin considerar la influencia de la zapata como apoyo.

Es razonable considerar los siguientes valores aproximados de los momentos:

+M = pL2/16 –M = pL2/12

Dónde: p = presión del relleno al nivel considerado.

L = distancia entre ejes de los contrafuertes.

Como las presiones varían a lo alto de la pantalla, el diseño se realiza por franjas

horizontales con el valor mayor de p en cada franja como carga uniformemente repartida. Para las franjas inferiores el apoyo proporcionado por la losa de la zapata contribuye a una disminución de los mementos actuantes, esto puede

tomarse en cuenta considerando como presión máxima la que corresponde a un nivel situado a 3/8 de la distancia entre ejes de los contrafuertes contados a

partir de a base de la pantalla.

Refuerzo vertical equivalente a tabla estocado

• Considerando la influencia de la zapata como apoyo.



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- M = 0.03Ƴs ka h2p L +M = (-) M /4

• Debe verificarse el esfuerzo mínimo (ref. temperatura).

3.- DISEÑO DE LOS CONTRAFUERTES

3.1. POR FLEXIÓN Los contrafuertes son vigas en voladizo empotradas en la

losa de la cimentación, sirven de apoyo a la pantalla, por consiguiente resisten toda la presión del relleno en un ancho igual a la distancia entre ejes de los

contrafuertes.

𝑀𝑢 = (𝑇𝑢 𝐶𝑂𝑆𝜃)𝑗𝑑 = (𝑇𝑢 𝐶𝑂𝑆𝜃) (𝑑 −𝑡𝑝

2)

𝑇𝑢 =𝑀𝑢

(𝐶𝑂𝑆𝜃) (𝑑 −𝑡𝑝2

)

𝐴𝑠 =𝑇𝑢

∅𝐹𝑦 ∅ = 0.9 𝑑𝑖𝑠𝑒ñ𝑜 𝑝𝑜𝑟 𝑓𝑙𝑒𝑥𝑖ó𝑛

𝐴𝑠 = 𝑀𝑢

∅𝐹𝑦(𝐶𝑂𝑆𝜃) (𝑑 −𝑡𝑝2 )

3.2. POR FUERZA CORTANTE (REFUERZO HOTRIZONTAL)

La fuerza cortante de diseño para la sección en estudio será:

𝑉𝑢1 = 𝑉𝑢𝑖 − 𝑇𝑢𝑖 𝑠𝑒𝑛𝜃 (𝑠𝑒𝑐𝑐𝑖ó𝑛 𝑣𝑎𝑟𝑎𝑏𝑙𝑒)

𝑉𝑢1 = 𝑉𝑢𝑖 − 𝑀𝑢

(𝑡𝑎𝑛𝜃) (𝑑 −𝑡𝑝2

)

𝑉𝑢 = ∅𝑉𝑐 + ∅𝑉𝑠

𝑉𝑛 = 𝑉𝑐 + 𝑉𝑠

𝑉𝑠 =𝑉𝑢

∅− 𝑉𝑐

𝑠 =𝐴𝑣 𝑑 𝐹𝑦

𝑉𝑠

Dónde: ø=0.75

𝑉𝑐 = 0.53√𝑓 ′𝑐𝑏 𝑑

3.3. POR TRACCIÓN A LA PANTALLA AL CONTRAFUERTE (REFUERZO HORIZONTAL)



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𝑇𝑢 = 1.6 𝑃𝐿

𝐴𝑠 =𝑇𝑢

∅𝐹𝑌; ∅ = 0.9

Como refuerzo horizontal se considera el mayor de (b) y (c)

3.4. POR TRACCIÓN DE ZAPATAS AL CONTRAFUERTE (REFUERZO

HORIZONTAL)

𝑇𝑢 = 𝑊𝑢 𝐿

Dónde: Wu = carga último en la zapata posterior

4. DISEÑO DE LAS ZAPATAS

4.1. ZAPATA ANTERIOR

Igual que la correspondiente n un voladizo

4.2. ZAPATA POSTERIOR

Se analiza y diseña en forma similar a la pantalla, es una losa que se apoya e los

contrafuertes.

Pueden usarse los mismos coeficientes indicados para a pantalla para la

determinación de los momentos positivos y negativos.

S/c* 1.6 Ws * 1.2 Wpp * 1.2 q2 * 1.2 qs * 1.2

DISEÑO: IDENTIFICAR



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DISEÑO: DATOS MINIMOS A CONSIDERAR PARA EL DISEÑO

INPECCIONVISUAL DEL LUGAR

TOPOGRAFIA

DATOS EMS DRENAJE



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TOPOGRAFIA INPECCIONVISUAL DEL LUGAR

DATOS EMS



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SOLUCIÓN CON CONTRAFUERTE:

Es un sistema muy similar al anterior, sólo que se realiza mediante apeos

puntuales en los puntos más deficitarios o periódicamente a lo largo de una zona afectada.

Esta solución mediante un apeo de macizo es poco frecuente para apeos

provisionales y es uno de los pocos ejemplos de este tipo de apeos que podemos encontrar para patologías en muros.

DISEÑO :PREDIMENSIONAMIENTO > 6-7 M



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DISEÑO :

1. La Teoría de Placas 2. Métodos aproximados



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TABLA 14.6 FACTORES DE SEGURIDAD MINIMOS EN LAS CARGAS PARA EL DISEÑO SUPONIENDO ESTADO LIMITE ÚLTIMO

Carga muerta dbida al peso del muro 1.0

Carga muerta dbida al peso del suelo 1.0

sobrecarga 1.5

Carga sísmica 1.0

Carga de agua 1.0

Peso unitario 1.0

Angulo de fricción en la base 1.2

Resistencia al cortante drenada c' - ' 1.2

Resistencia al corte no drenada c' - 2.0

Permeabilidad del suelo 1.0

Permeabilidad del fi ltros y drenajes 10.0

Resistencia a la compresión de la roca 2.0

Peso unitario del agua 1.0

Pesos unitarios estructura(concreto, acero, etc.) 1.0

Resistencia de la estructura

CargaFactor de seguridad mínimo

recomendado (Mayoración)

Los indicados en la normas de diseño

para cada tipo de estructura



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PROFUNDIDAD DE FUNDACCIÓN: Df

AASTHO 96: Suelos Solidos, sanos y seguros Df ≥ 60 cm (2 pies) Otros casos y suelos inclinados Df≥ 120 cm (4 pies)

Fundar a mayores profundidades donde los estratos de suelo tengan capacidad de

soporte adecuada, evitando arcillas expansivas y suelos licuables.



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ESTABILIDAD

El análisis de la estructura contempla la determinación de las fuerzas que actúan

por encima de la base de fundación, tales como empuje de tierra, peso propio, peso de la tierra de relleno, cargas y sobrecargas con la finalidad de estudiar la estabilidad al volcamiento y deslizamiento, así como el valor de las presiones de

contacto.

Para garantizar la estabilidad se debe verificar:



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Seguridad al volcamiento

Seguridad al deslizamiento Presiones de contacto

Seguridad adecuada de los elementos que conforman el muro (muro y momento)

Estabilidad global

Si no se cumple con la estabilidad al deslizamiento, debe modificarse el proyecto

del muro, para ello hay varias alternativas:

1. Colocar dentellón o diente que se incruste en el suelo, de tal manera que la

fricción suelo–muro cambie en parte por fricción suelo-suelo, generando empuje pasivo frente al dentellón.

2. Aumentar el tamaño de la base, para de esta manera incrementar el peso del muro y la fricción suelo de fundación–muro.

ANÁLISIS

Casos de Carga 1.1. Empuje de Tierra + Sobrecarga 2.2. Empuje de Tierra + Sismo

- Verificar Estabilidad

- Diseñar

4. FALLAS COMUNES EN MUROS DE CONTECIÓN

Las fallas comunes que pueden presentarse en los muros de retención se ilustran en las siguientes esquemas:



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CONCLUSIONES

Los muros con contrafuertes representan una evolución de los muros en

voladizo.

la solución conlleva un armado, encofrado y vaciado más complejo.

El redimensionamiento de los muros se hace en función de una altura H

,podemos proponer dimensiones razonables según la experiencia, para luego veriicar

RECOMENDACIONES

En caso de no cumplir con la estabilidad al volcamiento y/o con las

presiones de contacto, se debe redimensionar el muro, aumentando el tamaño de la base.

Para la evaluación del empuje de tierras deben tomarse en cuenta

diferentes factores como:

o La configuración y las características de deformabilidad del muro o Las propiedades del relleno o Las condiciones de fricción suelo-muro

o De la compactación del relleno, o Del drenaje así como la posición del nivel freático.

BIBLIOGRAFÍA

FACULTAD DE CIENCIAS MATEMATICAS Y FISICAS ESCUELA DE INGENIERIA CIVIL (MATERIA: CÁLCULO

ESTRUCTURAL)…..pdf

INSTITUTO DE LA CONSTRUCCION Y GERENCIA (ICG) CONCRETO

ARMADO - ROBERTO MORALES MORLES.

CRESPO V., CARLOS; MECÁNICA DE SUELOS Y CIMENTACIONES, 4 EDICIÓN, EDITORIAL LIMUSA, S.A., MÉXICO, D.F., 1990.

FRATELLI, MARIA G.; SUELOS, FUNDACIONES Y MUROS, CARACAS, VENEZUELA.



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ANEXO



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