MUROS DE CONTENCIÓN

1.- DEFINICIÓN

los muros de contención son elementos estructurales diseñados para contener algo; ese algo es un material que, sin la existencia del muro, tomaría un a forma diferente a la fijada por el contorno del muro para encontrar su equilibrio estable.

2.- CLASIFICACIÓN

a. Muros de contención de gravedad
b. Muros de contención de semigravedad
c. Muros de contención en voladizo
d. Muros de contención con contrafuertes

2.1).- MUROS DE CONTENCIÓN DE GRAVEDAD:

se construyen con hormigón simple o mampostería de piedra, dependen de su propio peso y el del suelo que descansa sobre la mampostería para su estabilidad. Este tipo de construcción no es económica para muros altos.

2.2).- MUROS DE CONTENCIÓN DE SEMIGRAVEDAD:

muros de contención de gravedad donde para minimizar el tamaño de las secciones se utilizan pequeñas cantidades de acero.

2.3).- MUROS DE CONTENCIÓN EN VOLADIZO:

se construyen con hormigón armado y consisten en un tallo delgado y una losa base; son económicos hasta una altura de aproximadamente 8m.

2.4).- MUROS DE CONTENCIÓN CON CONTRAFUERTES:

son similares a los muros en voladizo. Pero aintervalos regulares tienen losas verticales delgadas de hormigón conocidas como contrafuertes que unes entre si el muro con la losa de la base. La finalidad de estos contrafuertes es reducir las fuerzas cortantes y los momentos flexionantes.

3.- DISEÑO DE MUROS DE CONTENCIÓN

Diseño de estructuras de contención

Se denomina muro de contención a un tipo de estructura de contención, destinada a
contener algún material, que en la mayoría de los casos es suelo.

El propósito de una estructura de contención es resistir las fuerzas ejercidas por la tierra
contenida y transmitir esas fuerzas a la fundación o a un sitio por fuera de la masa analizada de
movimiento. En el caso de un deslizamiento de tierra el muro ejerce una fuerza para contener la
masa inestable y transmite esa fuerza hacia una cimentación o zona de anclaje por fuera de la
masa susceptible de moverse.

3.1.-DISEÑO DE MUROS

Una vez conocidas las características del suelo donde se emplazara el muro de contención, se
debe proceder al diseño del mismo. Un diseño adecuado debe considerar los siguientes aspectos:

• Los componentes del muro deben ser capaces de resistir los esfuerzos de corte y momento
  internos generados por las presiones del suelo y demás cargas.
• El muro debe ser seguro contra un desplazamiento lateral.
• El muro debe ser seguro contra un posible volcamiento.
• Las presiones no deben sobrepasar la capacidad de soporte del piso de fundación

3.2.- PROCEDIMIENTO

Para proceder al diseño una vez conocida la topografía del sitio y la altura necesaria del muro
de contención debe procederse a:

a. Escoger el tipo de muro a emplearse.
b. Dibujar a escala la topografía en perfil de la sección típica del muro.
c. Conocidas las propiedades del suelo y escogida la teoría de presiones a usarse, se deben
calcular las fuerzas activa y pasiva, su punto de aplicación y dirección.
d. Calcular los factores de seguridad por capacidad de carga, deslizamiento y volcamiento.
e. Si los factores de seguridad no satisfacen los requerimientos deben variarse las
dimensiones supuestas y repetir los pasos anteriores.

3.3.- CONSIDERACIONES PARA EL DISEÑO.

La siguiente figura muestra el detalle de todas las solicitaciones consideradas para el diseño
de los muros de contención:

4.- BASES PARA EL DISEÑO DE MUROS DE CONTENCIÓN

Las fuerzas que actúan sobre un muro de contención pueden dividirse en dos grupos; fuerzas horizontales provenientes del empuje del terreno, sobrecargas, etc., y fuerzas verticales provenientes del peso propio, peso del relleno, sobrecarga, etc.
La acción de las fuerzas horizontales tienden a desplazar el muro de su posición original y si ese  desplazamiento es lo suficientemente grande, el muro ya no estará cumpliendo su función, o sea habrá fallado, aún si el desplazamiento tuvo lugar sin daños para las partes constitutivas del muro.

El desplazamiento puede ser rotacional o lineal y contra ambos debe estar dirigido el diseño en lo que se denomina análisis de estabilidad. En el esquema a) puede verse como el empuje del relleno tiende a volcar el muro, junto con el relleno que hay directamente sobre el talón, alrededor del extremo del voladizo delantero (punto A); las fuerzas que se oponen a ese vuelco son precisamente las verticales, las cuales dan momentos de sentido contrario al del empuje con respecto al punto A. El factor de seguridad mínimo contra la posibilidad de volcamiento o sea relación entre momentos que impiden el volcamiento y momentos que tienden a producirlo alrededor del punto A, debe ser 2 según
especificación de la mayoría de lo código.

En el segundo esquema puede apreciarse como la componente horizontal del empuje puede deslizar el muro, junto con la parte de relleno que está directamente sobre el talón, en el sentido del empuje. La fuerza que se opone a este deslizamiento es la fricción que hay entre la base del muro y el terreno de
fundación principalmente; esta fricción es función de las fuerzas verticales que actúan sobre el muro del terreno de función en la forma f x V, siendo f el coeficiente de fricción entre el Concreto o material del muro y el terreno de fundación; este coeficiente tiene los siguientes valores usuales:

Arena o grava gruesas 0.5 a 0.7
Arena o grava finas 0.4 a 0.6
Arcillas duras 0.3 a 0.5
Arcillas blandas o limo 0.2 a 0.3

Para mejorar la estabilidad al deslizamiento conveniente no alisar mucho la superficie del terreno de fundación y dejar más bien una superficie rugosa. Nótese en el segundo esquema  que el muro, al deslizarse hacia la izquierda, debe empujar también el terreno que haya adelante de él, creando así un empuje pasivo que ayuda a la estabilidad al deslizamiento puesto que debe ser vencido antes de que el muro pueda deslizarse; e tendrá así que la fuerza que se opone al deslizamiento es:

De todas maneras es prudente despreciar generalmente la altura del terreno por encima de la base por que éste puede ser removido con facilidad y en ese caso del triángulo de empuje pasivo a considerar como efectivo es el efg y no el ef’g’.
El análisis de estabilidad debe incluir también, además de la seguridad el volcamiento y la seguridad al deslizamiento, el estudio de las reacciones del terreno las cuales no deben ser superiores en ningún punto a la fatiga admisible del terreno.

Algunas guías para las dimensiones iniciales son las siguientes:

A) Para muros de gravedad al ancho de la base varía entre el 50 y el 60% de la altura total, dependiendo principalmente de si hay sobrecarga o no; el ancho de la corona debe ser por lo menos de 30 cm.
B) Para muros en voladizo el ancho de la base también varía entre el 50 y 60% de la altura, el ancho de la corona debe ser 1/24 de la altura a 25 cm., (el mayor de los dos para facilidad de la colocación del Concreto); el ancho del muro en la base debe ser 1/12 de la altura; el espesor de la base debe ser por lo menos igual al espesor máximo del muro (1/12 h) y preferiblemente un poco mayor; el vástago debe colocarse sobre la base de tal manera que el voladizo delantero sea aproximadamente 1/3 del
ancho de la base, con el objeto de que la resultante de las fuerzas exteriores caiga dentro del tercio medio de la base.