PROYECTO MURO DE CONTENCIÓN.pdf
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1 INTRODUCCIÓN ............................................................................................................................... 2 MEMORIA DESCRIPTIVA .................................................................................................................. 3 Localización.................................................................................................................................. 3 Datos Geográficos del Lugar ......................................................................................................... 5 Orografía e Hidrografía ................................................................................................................ 5 Clima............................................................................................................................................ 5 Características y Uso del Suelo ..................................................................................................... 5 Descripción Del Proyecto ............................................................................................................. 6 Especificaciones de los muros ...................................................................................................... 7 MEMORIA DE CÁLCULO ................................................................................................................... 8 Cálculo de Empujes por el Método de Rankine ............................................................................. 8 Calculo de Empujes por el Método Semi Empírico de Terzaghi ................................................... 13 PLANOS ......................................................................................................................................... 15 PRESUPUESTO ............................................................................................................................... 16 Números Generadores ............................................................................................................... 16 Catalogo de Conceptos............................................................................................................... 19 CONCLUSIÓN ................................................................................................................................. 20 BIBLIOGRAFÍA................................................................................................................................ 21 ANEXOS ......................................................................................................................................... 22 CONTENIDO
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1
INTRODUCCIÓN ............................................................................................................................... 2
MEMORIA DESCRIPTIVA .................................................................................................................. 3
Localización.................................................................................................................................. 3
Datos Geográficos del Lugar ......................................................................................................... 5
Orografía e Hidrografía ................................................................................................................ 5
Clima............................................................................................................................................ 5
Características y Uso del Suelo ..................................................................................................... 5
Descripción Del Proyecto ............................................................................................................. 6
Especificaciones de los muros ...................................................................................................... 7
MEMORIA DE CÁLCULO ................................................................................................................... 8
Cálculo de Empujes por el Método de Rankine ............................................................................. 8
Calculo de Empujes por el Método Semi Empírico de Terzaghi ................................................... 13
PLANOS ......................................................................................................................................... 15
PRESUPUESTO ............................................................................................................................... 16
Números Generadores ............................................................................................................... 16
Catalogo de Conceptos............................................................................................................... 19
CONCLUSIÓN ................................................................................................................................. 20
BIBLIOGRAFÍA................................................................................................................................ 21
ANEXOS ......................................................................................................................................... 22
CONTENIDO
2
INTRODUCCIÓN
Los Muros de Contención son elementos constructivos que cumplen la
función de cerramiento, soportando por lo general los esfuerzos
horizontales producidos por el empuje de tierras. Un muro de contención
no solo soporta los empujes horizontales trasmitidos por el terreno, debe
también recibir los esfuerzos verticales trasmitidos a pilares, paredes de
carga y muros que apoyan sobre ellos.
La mayoría de los muros de contención cumplen la función de soportar el
empuje de tierras, generalmente en desmontes o terraplenes, evitando el
desmoronamiento y sosteniendo el talud. Se utilizan para detener masas de
tierra u otros materiales sueltos cuando las condiciones no permiten que
estas masas asuman sus pendientes naturales.
Con este trabajo se pretende profundizar y dar a conocer el aprendizaje de
los principios y técnicas que intervienen en todo proceso constructivo de
los muros de contención a través de su conocimiento conceptual y
posterior aplicación a soluciones constructivas analizando diferentes
alternativas, mediante su correspondiente diseño.
El carácter fundamental de los muros es el de servir de elemento de
contención de un terreno, que en unas ocasiones es un terreno natural y
en otras un relleno artificial. Claramente hablaremos de los muros de
contención, pero también hablaremos sobre su función y los diferentes
tipos de muros que existen, además de las ventajas y desventajas que
presentan, el tipo de diseño, la forma constructiva, etc.
Las razones de construir un muro de contención pueden ser absolutamente
prácticas o puramente para la súplica estética, y el muro de contención
sirve bien en cualquier caso. La finalidad de este informe es ese, dar a
conocer los resultados del proceso de proyección de 60 metros de muro
de contención en el tramo Santiago Juxtlahuaca-San Sebastián
Tecomaxtlahuaca de la carretera federal numero 85.
3
MEMORIA DESCRIPTIVA
Localización
El municipio de Santiago Juxtlahuaca se encuentra localizado en la zona
noroeste del estado formando parte de la Región Mixteca y del Distrito de
Juxtlahuaca, del que también es sede su cabecera municipal; limita al norte
con el municipio de San Sebastián Tecomaxtlahuaca, con el municipio de
San Miguel Tlacotepec, con el municipio de Santos Reyes Tepejillo y con el
municipio de San Juan Mixtepec -Distrito 08-, al este con el municipio de
San Martín Itunyoso y con el municipio de Putla Villa de Guerrero, al sur
limita con el municipio de Constancia del Rosario, que se encuentra
dividido en dos exclaves separados y al oeste con el municipio de
Coicoyán de las Flores; al suroeste limita con el estado de Guerrero, en
particular con el municipio de Tlacoachistlahuaca y con el municipio
Xochistlahuaca.
Se ubica en la latitud norte 17° 20’ y longitud oeste 98° 00’ a una altura
de 1,690 metros sobre el nivel del mar. Su distancia aproximada a la
capital del estado es de 253 kilómetros.
Fig. 1.1 Ubicación de la Región Mixteca en Oaxaca
Fuente: http://www.inegi.gob.mx/
4
Fig. 1.2 Macro-localización del Municipio de
Santiago Juxtlahuaca, Oax.
Fuente: http://commons.wikimedia.org/
Fig. 1.3 Micro-localización del Tramo Santiago
Juxtlahuaca-San Sebastián Tecomaxtlahuaca.
Fuente: http://maps.google.com.mx/
5
Datos Geográficos del Lugar
La superficie total del municipio es de 583.05 kilómetros cuadrados y la
superficie del municipio con relación al estado es del 0.61%.
Orografía e Hidrografía
El cerro más elevado que existe cerca de los terrenos de este pueblo es el
que se conoce con el nombre de El Venado, cuya altura sobre el nivel del
mar puede ser de 2,900 metros.
Los recursos hidrográficos son amplios en este distrito. Los municipios de
San Juan Mixtepec, San Sebastián Tecomaxtlahuaca y Santiago Juxtlahuaca
son regados por el río Mixteco y Coicoyán por un afluente.
Clima
El clima que predomina en el distrito es templado, con temperatura media
de 21°C y la precipitación pluvial que se alcanza es variable, por ejemplo
en San Sebastián Tecomaxtlahuaca es 1,190.2 y en Santiago Juxtlahuaca
2,177.1. El régimen de lluvias es de junio a septiembre.
Características y Uso del Suelo
El tipo de suelo localizado en el lugar es cambisol cálcico, estos suelos
son sometidos a un proceso de intemperización lo que les da mayor o
menor oxidación y por ende diferentes colores, estructura y consistencia,
presentan estratos arenosos en grandes cantidades y roca a mayor
profundidad, lo que lo hace un suelo friccionante con un ángulo de
fricción interna de material de 34° y un ángulo de fricción de roca de 30°.
Se trata de una arena saturada parcialmente por lluvia, con un grado de
saturación de 60%, una relación de vacíos de 0.68 y un peso especifico
relativo de 2.65; por lo tanto cuenta con un peso específico seco de 1.98
Ton/m3 y el nivel de aguas freáticas localizado a gran profundidad.
6
Descripción Del Proyecto
En el diseño de muros de contención se toma en cuenta la combinación
de cargas laterales y verticales debidas a empuje de tierras, al peso propio
del muro, a las demás cargas muertas que puedan obrar y a la carga viva
que tienda a disminuir el factor de seguridad contra volteo o deslizamiento.
Los muros de contención se encuentran ubicados sobre la carretera
federal numero 85 Huajuapam-Putla, en el tramo comprendido Santiago
Juxtlahuaca-San Sebastián Tecomaxtlahuaca, desde el km 0+460.00 hasta el
kilometro 0+520.00 en el estado de Oaxaca. Abarcan una longitud total de
60 metros de extensión.
Debido a las complicaciones en la topografía del terreno y la diferencia de
altura en el talud, el muro no es continuo y por tanto el tramo se
encuentra compuesto por 5 distintos muros de diferente magnitud y
volumen cada uno, siguiendo las Normas Técnicas Complementarias para
diseño y construcción de Muros de Contención; como se detalla a
continuación:
Fig. 1.4 Prototipo de muro utilizado en Tramo
Santiago Juxtlahuaca-San Sebastián
Tecomaxtlahuaca.
Fuente: http://www.sct.gob.mx/
7
Especificaciones de los muros
Núm. Muro
H
(m)
B1
(cm)
B2
(cm)
e1
(cm)
e2
(cm)
d
(cm)
D
(cm)
VM
(m3)
VC
(m3)
VT
(m3)
Longitud Muro
(metros)
ALTURA
DEL MURO
BASE DEL
MURO
BASE DEL
CIMIENTO
VUELO
DEL
TALÓN
VUELO
DEL
ESCALÓN
ESPESOR
MÍNIMO
TALÓN
ESPESOR
CIMIENTO
VOLUMEN
MURO
VOLUMEN
CEMENTO
VOLUMEN
TOTAL
1 3 130 190 40 20 50 50 2.26 0.95 3.21 19.70
2 4 170 270 80 20 50 100 3.76 2.50 6.26 0.30
3 4 170 270 80 20 50 100 3.76 2.50 6.26 20.00
4 5 210 330 100 20 85 170 5.66 5.19 10.85 6.30
5 5 210 330 100 20 85 170 5.66 5.19 10.85 13.70
Los muros más altos alcanzan una altura de 5 metros; de acuerdo a las
disposiciones de las Normas Técnicas Complementarias, estos dos muros (4
y 5) tienen una base de 2.10 metros, base de cimiento de 3.30 metros,
vuelo de talón de 1 metro, vuelo de escalón de 20 cm, espesor mínimo de
talón de 85 cm y espesor de cimiento de 1.70 metros.
Existen otros dos muros de 4 metros de altura (muro 2 y 3) que cuentan
con una base de 1.70 metros, base de cimiento de 2.70 metros, vuelo de
talón de 80 cm, vuelo de escalón de 20 cm, espesor mínimo de talón de
50 cm y un espesor de cimiento de 1 metro.
Por otra parte el más pequeño de los muros alcanza una altura de 3
metros con una base de muro de 1.30 metros, base de cimiento de 1.90
metros, vuelo de talón de 40 cm, vuelo de escalón de 20 cm, espesor
mínimo de talón de 50 cm y un espesor de cimiento de 50 cm.
El dimensionamiento y detallado de estos elementos estructurales es de
acuerdo con los criterios relativos a los estados límite de falla y de servicio
establecidos en el Título Sexto del Reglamento y las Normas Técnicas
Complementarias, o por algún procedimiento optativo que cumpla con los
requisitos del Título Sexto.
Adicionalmente, se diseñan las estructuras por durabilidad; los muros de
contención son construidos a base de concreto ciclópeo premezclado con
un f'c= 150kg/cm2.
8
MEMORIA DE CÁLCULO
(
)
Cálculo de Empujes por el Método de Rankine
Muro de contención 1:
Datos
Suelo friccionante
=
H= 3 m
0.7374
Presión efectiva
(
)
9
(
)
Muro de contención 2:
Datos
Suelo friccionante
=
H= 4 m
0.7374
Presión efectiva
(
)
10
(
)
Muro de contención 3:
Datos
Suelo friccionante
=
H= 4 m
1
Presión efectiva
(
)
11
(
)
Muro de contención 4:
Datos
Suelo friccionante
=
H= 5 m
0.7374
Presión efectiva
(
)
(
)
12
Muro de contención 5:
Datos
Suelo friccionante
=
H= 5 m
0.7374
Presión efectiva
(
)
(
)
13
Calculo de Empujes por el Método Semi Empírico de Terzaghi
(Para un suelo de arena gruesa)
Muro de contención 1:
,
, ,
Muro de contención 2:
,
, ,
Muro de contención 3:
,
, ,
14
Muro de contención 4:
,
, ,
Muro de contención 5:
,
, ,
15
PLANOS
16
PRESUPUESTO
Números Generadores
Muro 1 (Cad. 0+460 - 0+479.7):
concepto
Volumen (m3)
total
unidad Área (m2)
Longitud
(m)
Altura (m) Base (m)
Trazo y
nivelación
2.5
20.9
52.25
M2
Limpieza y
despalme
2.5
20.9
52.25
M2
Excavación de
terreno
3.25
20.9
67.925
M3
Relleno con
material mejorado
1.93
20.9
40.337
M3
Plantilla de
cimentación
0.05
1.9
20.3
1.929
M3
Relleno de los
muros
3.225
19.7
63.533
M3
Muro 2 (Cad. 0+479.7 – 0+480):
concepto
Volumen (m3)
total
unidad Área (m2)
Longitud
(m)
Altura (m) Base (m)
Trazo y
nivelación
2.9
1.5
4.35
M2
Limpieza y
despalme
2.9
1.5
4.35
M2
Excavación de
terreno
6.78
1.5
10.17
M3
Relleno con
material mejorado
3.84
1.5
5.76
M3
Plantilla de
cimentación
0.05
2.7
1.3
0.176
M3
Relleno de los
muros
6.315
0.3
1.895
M3
OBRA: Construcción de 60 Metros de muro de contención de concreto
ciclópeo en el tramo Santiago Juxtlahuaca-San Sebastián Tecomaxtlahuaca.
17
Muro 3 (Cad. 0+480 – 0+500):
concepto
Volumen (m3)
total
unidad Área (m2)
Longitud
(m)
Altura (m) Base (m)
Trazo y
nivelación
2.9
21.2
61.48
M2
Limpieza y
despalme
2.9
21.2
61.48
M2
Excavación de
terreno
9.43
21.2
199.916
M3
Relleno con
material mejorado
5.74
21.2
121.688
M3
Plantilla de
cimentación
0.05
2.7
21
2.835
M3
Relleno de los
muros
6.315
20
126.3
M3
Muro 4 (Cad. 0+500 – 0+506.3):
concepto
Volumen (m3)
total
unidad Área (m2)
Longitud
(m)
Altura (m) Base (m)
Trazo y
nivelación
3.3
7.5
24.75
M2
Limpieza y
despalme
3.3
7.5
24.75
M2
Excavación de
terreno
9.735
7.5
73.013
M3
Relleno con
material mejorado
3.375
7.5
25.313
M3
Plantilla de
cimentación
0.05
3.3
7.5
1.238
M3
Relleno de los
muros
10.27
6.3
64.701
M3
18
Muro 5 (Cad. 0+506.3 – 0+520):
concepto
Volumen (m3)
total
unidad Área (m2)
Longitud
(m)
Altura (m) Base (m)
Trazo y
nivelación
3.3
14.9
49.27
M2
Limpieza y
despalme
3.3
14.9
49.27
M2
Excavación de
terreno
11.24
14.9
167.476
M3
Relleno con
material mejorado
4.34
14.9
64.666
M3
Plantilla de
cimentación
0.05
3.3
14.9
2.459
M3
Relleno de los
muros
10.27
13.7
140.699
M3
Totales:
Concepto Total Unidad
Trazo y nivelación
192.10
M2
Limpieza y despalme
192.10
M2
Excavación de terreno
518.50
M3
Relleno con material mejorado
257.76
M3
Plantilla de cimentación
8.64
M3
Relleno de los muros con concreto
ciclópeo premezclado
397.13
M3
19
CATALOGO DE CONCEPTOS Y CANTIDADES DE OBRA PARA EXPRESION DE
PRECIOS UNITARIOS Y MONTO TOTAL DE LA PROPUESTA.
Conceptos
Un.
Cantidad
Precio
Unitario
Importe
Trazo y nivelación manual de terreno para desplante de la estructura estableciendo ejes de referencia y bancos de nivel, incluye: material,
mano de obra, herramienta y equipo.
M2
192.10
$7.29
$1,400.41
Limpieza y despalme de terreno con maquinaria o a mano, incluye: deshierbe, acopio, quema, despalme de terreno natural con equipo mecánico hasta 20 cms. de profundidad promedio, acarreos del material fuera de la obra en camión volteo, mano de obra, herramienta y equipo
M2
192.10
$9.90
$1,901.79
Excavación de terreno investigado en obra con maquinaria a cualquier profundidad. incluye: afine del fondo de la excavación y de talud, carga, acarreo y retiro de material excedente producto de excavación fuera del tramo, en camión volteo, mano de obra, herramienta y equipo.
M3
518.50
$48.66
$25,230.21
Relleno de terreno investigado con material tipo A y tipo B en obra con maquinaria a profundidades variadas. Incluye, camión volteo para acarreo, mano de obra, herramienta y equipo.
M3
257.76
$278.18
$71,703.68
Plantilla de concreto simple hecho en obra con un f´c=100kg/cm2, y un espesor de 5 cm. Incluye mano de obra, material, herramienta y equipo.
M3
8.64
$89.62
$774.32
Relleno de los muros de concreto ciclópeo premezclado con un f'c=150kg/cm2. Incluye: acarreos y sobre acarreos, mezclado, tendido, curado, bombeo, materiales, mano de obra, herramienta y equipo.
M3
397.13
$415.50
$165,007.52
20
CONCLUSIÓN
Dentro del marco del proyecto las conclusiones están esbozadas
internamente en el logro de los objetivos planteados, dando como resultado
final la proyección de los 60 kilómetros de muros de contención en la
parte frontal del talud que se ubican en el tramo Santiago Juxtlahuaca-San
Sebastián Tecomaxtlahuaca de la carretera federal numero 85.
El diseño de un muro de contención depende principalmente de las
características de la estructura y de la tierra a soportar.
En nuestro muro debido a que se trataba de una carretera, el diseño se
llevo a cabo tomando en cuenta el empuje activo de tierras sobre la
condición mas critica. Lo propuesto en las dimensiones de la sección que
hicimos a partir del prediseño nos dio resultados muy satisfactorios, ya que
no modificamos en ninguna de sus partes la estructura.
El equipo considera que el calculo de empujes por el Método de Rankine
es el más efectivo debido a que en éste se consideran los ángulos de
fricción interna del suelo, además se considera y calcula el coeficiente Ka,
y se toma en cuenta el peso especifico del material, lo que lo hace mas
eficiente en lo que respecta a nuestra opinión.
Para el relleno del muro utilizamos concreto ciclópeo premezclado con un
f'c= 150kg/cm2 y para sus dimensiones nos guiamos de las Normas
Técnicas Complementarias y las normas del ACI. Para el cálculo de
presupuesto de cada una de las partes del muro se trato de economizar al
máximo, para conseguir una estructura factible y eficiente a la vez.
21
BIBLIOGRAFÍA
http://www.inegi.gob.mx/
http://commons.wikimedia.org/
http://www.um.edu.uy/murodecontencionensueloreforzado.pdf
http://www.sct.gob.mx/
http://maps.google.com.mx/
http://www.construmatica.com/
http://www.tensarcorp.com/uploadedFiles/ISPN_MESA_IG_SpecCons_6.04.pdf
http://guiamexico.com.mx/empresas/ingenieria-y-mecanica-de-suelos-muros-de-
contencion.html
http://www.galeon.com/geomecanica/cap1.pdf
http://www.uned.es/mecanica_del_suelo_y_cimentaciones/mecansueloycimentaciones
cap_2.pdf
http://biblioteca.universia.net/html_bura/ficha/params/title/apoyos-didacticos-
alumnos-ingenieria-civil-mecanica-suelos-muros-contencion/id/37889387.html
http://ocw.upm.es/expresion-grafica-en-la-ingenieria/dibujo-de-
construccion/contenidos/Dibujo_en_Construccion/cimentaciones_pilotaje_120307.pdf
22
ANEXOS
