ALUMNOS

GABRIEL MORALES RIVERA

SAN LUIS REY PINZON COCOM

EQUIPO NO. 12

TEMA 5: MURO DE CONTENCIÓN

MATERIA: INGENIERIA DE LA CONSTRUCCION

MAESTRO: JESUS CANO TORRES

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INDICE GENERAL

TEMA 5: MURO DE CONTENCIÓN

SUBTEMAS PAG

5.1 INTRODUCCIÓN----------------------------------------------------------------------------------3

5.2 TIPOS DE MURO DE CONTENCIÓN----------------------------------------------------------4

5.3 DISEÑO DE MUROS DE CONTENCIÓN -----------------------------------------------------17

5.4 RECUBRIMIENTOS-------------------------------------------------------------------------------24

5.5 CIMBRADO----------------------------------------------------------------------------------------25

5.6 CONCLUSIÓN ------------------------------------------------------------------------------------27

BIBLIOGRAFÍA ----------------------------------------------------------------------------------------28

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5.1 INTRODUCCIÓN

Definición

El muro de contención es una estructura sólida hecha a base de mampostería y concreto armado que está sujeta a flexión por tener que soportar empujes horizontales de diversos materiales, sólidos, granulados y líquidos.

Objetivo

Detener o reducir el empuje horizontal debido a: tierra, agua y vientos en las vías de comunicación terrestre, fluvial, oleaje, aludes y erosión en las riberas.

Beneficios

Su uso genera empleos temporales, son más económicas que otras estructuras (de tabique u otros materiales ligeros), su cálculo y construcción son fáciles; no requieren de mantenimiento sofisticado, es fácil conseguir los materiales con que se construyen, protegen las vías y casas de las áreas urbanas, tienen mayor durabilidad y resistencia al deterioro ambiental, evitan pérdidas económicas de los insumos que se transportan por vía terrestre. Controlan el deterioro de las márgenes de los ríos, son de utilidad en el mantenimiento de las áreas útiles de cultivo y también sirven para la delimitación de predios.

Desventajas.

Al construirlos, debido a su peso, no se pueden establecer en terrenos de baja consistencia y cohesión (muy húmedos). Se deben de eliminar todos los materiales indeseables tales como: fragmentos de roca, material vegetal, suelos arenosos e inestables (derivados de cenizas volcánicas).

Condiciones donde se establece

Se requiere de terrenos con alta consistencia y resistencia, además de ubicación precisa para aprovechar al máximo su funcionamiento. Donde hay riesgo de desplazamientos de tierra, nieve y agua; deben de anclarse adecuadamente. Los tipos de sustrato se clasifican en: Tipo I (sustrato suelto, para manejarlo se requiere de una pala). Tipo II (sustrato compactado, para su manejo se requiere de zapapico y pala). Tipo III (sustrato rocoso, para su manejo se requiere de herramienta más especializada como barretas, cuñas, marros, rompedoras y barrenadoras neumáticas. En casos extremos de dureza del sustrato se requiere el uso de explosivos).

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5.2 TIPOS DE MURO DE CONTENCIÓN

MURO DE GRAVEDAD

Son aquellos cuyo peso contrarresta el empuje del terreno. Dadas sus grandes dimensiones, prácticamente no sufre esfuerzos flectores, por lo que no suele armarse. Los muros de gravedad a su vez pueden clasificarse en:

Muros de hormigón en masa. Cuando es necesario, se arma el pie (punta y/o talón).

Muros de mampostería seca. Se construyen mediante bloques de roca (tallados o no).

Muros de escollera. Se construyen mediante bloques de roca de mayor tamaño que los de

mampostería.

Muros de gaviones. Son muros mucho más fiables y seguros que los de escollera ya que,

con estos, se pueden realizar cálculos de estabilidad y, una vez montados, todo el muro

funciona de forma monolítica.

Muros prefabricados o de elementos prefabricados. Se pueden realizar mediante bloques

de hormigón previamente fabricados.

Muros aligerados. Aquellos en los que los bloques se aligeran (se hacen huecos) por

diversos motivos (ahorro de material, reducción de peso...).

Muros jardinera. Si los bloques huecos de un muro aligerado se disponen

escalonadamente, y en ellos se introduce tierra y se siembra, se produce el muro jardinera,

que resulta mucho más estético, y de menor impacto, ver rocalla.

Muros seco. constituido por piedra de 8"@10" que van sobre puestos y amarrados entre

sí. No lleva ningún tipo de mortero o concreto, conforme se va construyendo se va rellenando

con piedras de lugar o cascajo de 3/4" de diámetro en caso que se utilice con drenar el agua.

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Procedimiento constructivo de un muro de contención a gravedad

Paso 1: Preparación de la Ubicación y Excavación

Extraer la vegetación superficial y los terrenos orgánicos.

De acuerdo con el proyecto, excave la zanja de cimentación de anchura mínima de 60 cm a y

30 cm de profundidad*.

Remueva terrenos inapropiados y reemplace con materiales compactables.

El bloque enterrado deberá tener un mínimo de 15 cm. Compruebe cuantos bloques se deben

enterrar, de acuerdo con lo especificado en el diseño.

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Compacte y nivele la zanja.

Paso 2: Colocación del Material de Cimentación

Según el diseño aprobado, coloque un mínimo de 15 cm de grava en la zanja de cimentación y

rastrille refinando*.

Compacte y nivele material de cimentación.

El ingeniero de terrenos del sitio debería comprobar que una base correcta es establecida.

Paso 3: Colocación de la Hilada de Base

Comience en la construcción del muro por la parte más baja. Coloque las piezas de block

sobre el material de la cimentación o base, verifique la nivelación y alineación de cada pieza.

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El tubo de drenaje es requerido para muros de altura superior a 1,2 m, o cuando se construya

sobre terrenos areno-arcillosos o de arcilla. Vea el plano aprobado para su posicionamiento y

las especificaciones particulares.

Paso 4: Colocación de Grava de Drenaje y Materiales de Relleno

Rellene los huecos de las piezas de block, y coloque un mínimo de 30 cm detrás de la pared

del muro con grava.

Use terrenos adecuados para rellenar detrás de la grava y adelante de la hilada de base.

Use una compactador de plato vibradora para compactar la zona de gravas por detrás del

bloque. Compacte en capas de 20 cm como máximo.

Hilada de Base

Paso 5: Colocación de Hiladas Adicionales.

Elimine todo el material excedente de la superficie por encima de las piezas de block. Esto

puede hacerse al instalar la siguiente hilada de bloque, deslizando el bloque por encima.

Situé la siguiente hilada de bloques a fin de que las juntas verticales no se solapen con los

bloques inferiores separándolas o por lo menos 7,5 cm o 1/4 la longitud del bloque.

Compruebe y ajústese el nivel y la alineación de cada unidad y el inclinación del muro a

medida que vamos elevando el muro.

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Rellene los huecos del bloque y coloque la grava detrás tal como se ha indicado

anteriormente y rellene el trasdós con terrenos adecuados tal como se ha descrito en el Paso

4.

A partir de la segunda hilada, utilice un compactador de plato vibradora para compactar la

zona de gravas en el interior y por detrás del bloque. Compacte en capas de 20 cm como

máximo.

Complete muro hasta la altura requerida.

Coloque 20 cm de terreno impermeable en la última capa para finalizar el relleno del muro.

MURO DE CONTENCIÓN HINCADO

Los muros hincados o de otra forma llamados tablaestacados consisten en elementos (pueden ser de madera, concreto o metálicos) que se hincan en el terreno por medio de un martinete o bien un martillo vibratorio.

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Proceso constructivo de un muro de contención hincado

El hincado del Tablestacado se realiza por alta vibración, introduciendo la plancha hasta la profundidad deseada.

Este sistema favorece el hincado direccional pues el vibrador se desplaza por el mástil que puede ser regulado en los tres ejes dimensionales.

En el punto de acopio de las planchas, se levanta unos 30 cm la plancha, se inserta la cadena de seguridad y una vez insertada se levanta el mástil principal, quedando la tablestaca en posición vertical.

Una vez en posición vertical se procede a prensarla con la mordaza y a continuación la máquina se desplaza hasta la línea de hinca, ensamblando la tablestaca con la que se encuentra ya insertada en el terreno.

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Mediante vibración, se va introduciendo la tablestaca hasta quedar a la misma altura que las anteriores y finalmente se abren las mordazas, se desengancha la cadena y se procede a repetir el ciclo.

MURO ESTRUCTURAL ARMADO

Son muros de hormigón fuertemente armados. Presentan ligeros movimientos de flexión y dado que el cuerpo trabaja como un voladizo vertical, su espesor requerido aumenta rápidamente con el incremento de la altura del muro. Presentan un saliente o talón sobre el que se apoya parte del terreno, de manera que muro y terreno trabajan en conjunto.

Siempre que sea posible, una extensión en el puntal o la punta con una dimensión entre un tercio y un cuarto del ancho de la base suministra una solución más económica.

Tipos distintos de muros estructurales son los muros "en L", "en T invertida".

En algunos casos, los límites de la propiedad u otras restricciones obligan a colocar el muro en el borde delantero de la losa base, es decir, a omitir el puntal. Es en estas ocasiones cuando se utilizan los muros en L.

Procedimiento constructivo de un muro estructural armado

Excavación y Movimiento de Tierras

Ejecución del concreto de Limpieza

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Colocación de la Armadura de la zapata

Relleno con concreto de la zapata

Ejecutar el cimbrado de la cara interior del muro (intradós).

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Colocación de la armadura del muro de contención.

Cimbrado de la cara exterior (extradós)

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Puesta en Obra y Vibrado del concreto

Descimbrado

MURO DE CONTENCION CONTRAFUERTES

Se trata de un engrosamiento de muro que se utiliza para transferir las cargas transversales a la cimentación. Este generalmente sobresale hacia el exterior.

Estos elementos estructurales surgieron por la necesidad de soportar la carga que origina una bóveda o una cubierta a dos aguas. La dirección del muro en donde se coloca este contrafuerte debe de ser el mismo de la cubierta, ya que el contrafuerte se abre y empuja al muro de forma transversal.

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Procedimiento constructivo para un muro contrafuerte

Excavación y Movimiento de Tierras

Ejecución del concreto de Limpieza

Colocación de la Armadura de la zapata

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Relleno con concreto de la zapata

Ejecutar el encofrado de la cara interior del muro (intradós).

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Colocación acero armado de contrafuerte ancado con el acero armado de muro de contención

Cimbrado de muro y contrafuerte

Relleno de concreto vibrado para no crear espacios al agregarlo.

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Retiro de cimbra de muro

Quedó el muro contrafuerte

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5.3 DISEÑO DE MUROS DE CONTENSIÓN

Diseño de muro de contención por gravedad

Presión lateral de tierras

Las presiones reales que se presentan detrás de los muros de contención son muy difíciles de

estimar, debido a variantes como:

-Los tipos de Materiales de Relleno

-Compactación y Grado de Humedad del relleno

-Los tipos de Materiales debajo de la Cimentación del Muro

-La presencia ó ausencia de Sobrecarga en el Relleno

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La presión ejercida contra el muro aumenta con la profundidad y puede estimarse con la siguiente

expresión:

Donde:

ɣ = Peso unitario del suelo

h= Distancia de la superficie al punto considerado

C= Constante que depende de las características del relleno

Donde:

Eah= Empuje activo horizontal

Eph= Empuje pasivo horizontal

δ= Angulo de inclinación del Talud

De acuerdo con Rankine el coeficiente de friccion activa de tierra es:

Y el coeficiente de fricción pasiva de tierra es:

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Cuando el relleno es horizontal:

Las formulas se simplifican así:

Coeficiente Activo Horizontal:

Coeficiente Pasivo Horizontal:

Angulo entre la superficie del suelo y horizontal

Angulo de fricción del suelo de relleno(se obtiene con el ensayo de compresión

triaxial/ángulo de corte directo)

Luego tenemos:

Una vez determinados los valores Cah y Cph las presiones o empujes horizontales pueden

calcularse como si fueran iguales a las áreas de los diagramas de presiones triangulares:

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Para el caso que se diseñe el muro con una sobrecarga tendremos:

Por tanto la presión de tierra con sobrecarga se puede determinar con la expresión:

Y la posición de la resultante:

Bases para el diseño estructural

El diseño estructural de un muro de contención debe basarse en cargas mayoradas que

reconozcan la posibilidad de un incremento con respecto a las cargas de servicio.

A continuación el resumen de los coeficientes de carga del ACI relacionados con el diseño

estructural de muros de contención:

1. La resistencia a la presión lateral de tierra H se incluye en el diseño, junto con las cargas

muertas D y viva L, la resistencia requerida debe ser al menos igual a:

2. Cuando D ó L reduzcan el efecto de H, la resistencia exigida U debe ser por lo menos igual

a:

3. Para cualquier combinación D, L y H, la resistencia requerida no debe ser menor que: 21

DIMENSIONAMIENTO DE MUROS DE CONTENCION

Para diseñar muros de contención, de inicio se debe suponer algunas de las dimensiones o una

geometría transversal, que permita revisar las secciones de prueba de los muros por estabilidad. A

continuación se presentan proporciones generales de diferentes componentes de muros de

contención, utilizados para las revisiones iniciales:

Diseño de muro de contención de acuerdo a las NTC 2004

6. Muro de Contención

Las presentes Normas se aplicarán a los muros de gravedad (de mampostería, de piezas naturales o artificiales, o de concreto simple), cuya estabilidad se debe a su peso propio, así como a los muros de concreto reforzado empotrados en su base, con o sin anclas o contrafuertes, y que utilizan la acción de voladizo para retener la masa de suelo.

Los muros de contención exteriores construidos para dar estabilidad al terreno en desniveles, deberán diseñarse de tal forma que no se rebasen los siguientes estados límite de falla: volteo, desplazamiento del muro, falla de la cimentación del mismo o del talud que lo soporta, o bien rotura estructural. Además, se revisarán los estados límite de servicio, como asentamiento, giro o deformación excesiva del muro. Los empujes se estimarán tomando en cuenta la flexibilidad del muro, el tipo de relleno y el método de colocación del mismo.

Los muros incluirán un sistema de drenaje adecuado que impida el desarrollo de empujes superiores a los de diseño por efecto de presión del agua. Para ello, los muros de contención deberán siempre dotarse de un filtro colocado atrás del muro con lloraderos y/o tubos perforados. Este dispositivo deberá diseñarse para evitar el arrastre de materiales provenientes del relleno y para garantizar una conducción eficiente del agua infiltrada, sin generación de presiones de agua significativas. Se tomará en cuenta que, aún con un sistema de drenaje, el efecto de las fuerzas de filtración sobre el empuje recibido por el muro puede ser significativo.

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Las fuerzas actuantes sobre un muro de contención se considerarán por unidad de longitud. Las acciones a tomar en cuenta, según el tipo de muro serán: el peso propio del muro, el empuje de tierras, la fricción entre muro y suelo de relleno, el empuje hidrostático o las fuerzas de filtración en su caso, las sobrecargas en la superficie del relleno y las fuerzas sísmicas. Los empujes desarrollados en condiciones sísmicas se evaluarán en la forma indicada en las Normas Técnicas Complementarias para Diseño por Sismo.

6.1 Estados límite de falla

Los estados límite de falla a considerar para un muro serán la rotura estructural, el volteo, la falla por capacidad de carga, deslizamiento horizontal de la base del mismo bajo el efecto del empuje del suelo y, en su caso, la inestabilidad general del talud en el que se encuentre desplantado el muro.

Para combinaciones de carga clasificadas en el inciso 2.3.a de las Normas Técnicas Complementarias sobre Criterios y Acciones para el Diseño Estructural de las Edificaciones, en la revisión del muro al volteo los momentos motores serán afectados de un factor de carga de 1.4 y los momentos resistentes de un factor de resistencia de 0.7; en la revisión de la estabilidad al deslizamiento y de la estabilidad general del talud, los momentos o fuerzas motores se afectarán de un factor de 1.4 y las resistentes de un factor de resistencia de 0.9.

Para combinaciones de carga clasificadas en el inciso 2.3.b de las Normas citadas, en la revisión del muro al volteo, los momentos motores serán afectados de un factor de carga de 1.1 y los momentos resistentes de un factor de resistencia de 0.7; en la revisión de la estabilidad al deslizamiento y de la estabilidad general del talud, los momentos o fuerzas motores se afectarán de un factor de 1.1 y las resistentes de un factor de resistencia de 0.9.

Para muros de menos de 6 m de altura, será aceptable estimar los empujes actuantes en forma simplificada con base en el método semi–empírico de Terzaghi, siempre que se satisfagan los requisitos de drenaje. En caso de existir una sobrecarga uniformemente repartida sobre el relleno, esta carga adicional se podrá incluir como peso equivalente de material de relleno.

En el caso de muros que excedan la altura especificada en el párrafo anterior, se realizará un estudio de estabilidad detallado, tomando en cuenta los aspectos que se indican a continuación:

6.1.1 Restricciones del movimiento del muro

Los empujes sobre muros de retención podrán considerarse de tipo activo solamente cuando haya posibilidad de deformación suficiente por flexión o giro alrededor de la base. En caso contrario y en particular cuando se trate de muros perimetrales de cimentación en contacto con rellenos, los empujes considerados deberán ser por lo menos los del suelo en estado de reposo más los debidos al equipo de compactación del relleno, a las estructuras colindantes y a otros factores que pudieran ser significativos.

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6.1.2 Tipo de relleno

Los rellenos no incluirán materiales degradables ni compresibles y deberán compactarse de modo que sus cambios volumétricos por peso propio, por saturación y por las acciones externas a que estarán sometidos, no causen daños intolerables a los pavimentos ni a las instalaciones estructurales alojadas en ellos o colocadas sobre los mismos.

6.1.3 Compactación del relleno

Para especificar y controlar en el campo la compactación por capas de los materiales cohesivos empleados en rellenos, se recurrirá a la prueba Proctor estándar, debiéndose vigilar el espesor y contenido de agua de las capas colocadas. En el caso de materiales no cohesivos, el control se basará en el concepto de compacidad relativa. Estos rellenos se compactarán con procedimientos que eviten el desarrollo de empujes superiores a los considerados en el diseño.

6.1.4 Base del muro

La base del muro deberá desplantarse cuando menos a 1 m bajo la superficie del terreno enfrente del muro y abajo de la zona de cambios volumétricos estacionales y de rellenos. La estabilidad contra deslizamiento deberá ser garantizada sin tomar en cuenta el empuje pasivo que puede movilizarse frente al pie del muro. Si no es suficiente la resistencia al desplazamiento, se deberá pilotear el muro o profundizar o ampliar la base del mismo.

La capacidad de carga en la base del muro se podrá revisar por los métodos indicados en las presentes Normas para cimentaciones superficiales.

6.2 Estados límite de servicio

Cuando el suelo de cimentación sea compresible, deberá calcularse el asentamiento y estimarse la inclinación de los muros por deformaciones instantáneas y diferidas del suelo. Se recurrirá a los métodos aplicables a cimentaciones superficiales.

Normas técnicas complementarias para diseño por sismo

10.2 Muros de contención

Los empujes que ejercen los rellenos sobre los muros de contención, debidos a la acción de los sismos, se valuarán suponiendo que el muro y la zona de relleno por encima de la superficie crítica de deslizamiento se encuentran en equilibrio límite bajo la acción de las fuerzas debidas a carga vertical y a una aceleración horizontal igual a 4ao/3 veces la gravedad. Podrán, asimismo, emplearse procedimientos diferentes siempre que sean previamente aprobados por la Administración.

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5.4 RECUBRIMIENTOS

Antes de iniciar los trabajos de recubrimiento de concreto, se monta un caballete o andamio para permitir el acceso a los operarios.

El vertido se efectúa en caída libre a una distancia aproximada a 1,5 metros, siempre tratando que no aparezcan disgregaciones. Este vertido de concreto se realiza en forma continua o en capas y de tal modo que la cimbra y armaduras no sufran desplazamientos, evitando la formación de coqueras, juntas y planos de debilidad en estas secciones.

Para la compactación del concreto se emplean vibradores de aguja, cuidando de introducir la aguja en la masa en forma vertical, profunda y rápidamente y extraerla lentamente y a velocidad constante hasta que fluya la lechada sobre la superficie.

El concreto se compacta en cantidades no mayores a 60 cm. Al agregar el concreto por secciones, la aguja del vibrador debe penetrar en la capa inferior entre 10 y 15 cm.

5.5 CIMBRADO

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Para el arranque de cimbrado se colocan tablones o tabloncillos sobre la zapata ya colada para su nivelación.

Procedimiento:

1:- Armar las tarimas con una hoja de triplay, se arman tabones de acuerdo a las medidas necesarias

2.- Lubricar las caras de la tarima que iran en contacto con el concreto con aceite quemado esto para facilitar el descimbrado del mismo.

3.- Marcar los límites de la base del muro para empezar a colocar la cimbra se recomienda empezar por el que no tiene escarpio por facilidad, las tarimas irán paradas y se sujetaran canto con canto con clavos de 4" aproximadamente. Se colocan tablones o tabloncillos sobre la zapata ya colada para su nivelación.

4.- Se fijará de manera provisional con clavos, barrotes o alambrón la hilera de tarimas.

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5.- Se hará el mismo procedimiento en la otra cara del muro pero con la diferencia que ya se tendrá que ir fijando las tarimas con separadores de metal (varillas) estos quedarán ahogados en el concreto.

6.- Al mismo tiempo se sujetarán las dos hileras de las tarimas (cimbra) amarrando con alambrón abrazando un yugo de barrote y cruzando el acero de refuerzo del muro y llegar hasta la otra hilera de tarimas y abrazándola con un yugo de barrote.

Así se hará con cada una de las tarimas (cimbra) cuidando de ir alineándola para quedar un aparente perfectamente alineado.

5.6 CONCLUSIÓN

En este trabajo aprendimos que los muros de contención son estructuras sólidas hechas con block o concreto armado. Estos soportan cargas horizontales e inclinadas, debido a gua, tierra y vientos.

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Se mencionaron algunos procedimientos constructivos y diseño constructivo de acuerdo a la norma NTC 2004 (México).

Son estructuras más económicas y fáciles de construir que otras. Los materiales que se utilizan para su construcción son de uso común. Es un sistema económico comparándolo a los otros sistemas de contención. Por lo tanto es apropiado en zonas donde la superficie de trabajo es limitado y requiere de una rápida ejecución puesto que los muros son rápidos de levantar.

Una de las desventajas que se tiene al construirlos, es que debido a su peso, no se pueden establecer en terrenos de baja consistencia y cohesión (muy húmedos).

BIBLIOGRAFÍA

Subsecretaría de Desarrollo Rural Dirección General de Apoyos para el Desarrollo Rural. Raúl Llanderal Cázares. SAGARPA

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Fuente: http://www.arqhys.com/contenidos/construccion-contrafuertes.html

Calavera Ruiz, J (2001). Muros de contención y muros de sótano. 3ª Edición INTEMAC

ftp://ftp.unicauca.edu.co/Facultades/FIC/IngCivil/Geotecnia/profesor_lucio_cruz/Postgrado

http://catarina.udlap.mx/u_dl_a/tales/documentos/lic/ramirez_c_jc/capitulo4.pdf

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