1. INFORME EXPOSICION ESTRUCTURAS DE CONTENCIONINTEGRANTES: MARIO ALBERTO ACUA MARIA DEL PILAR DIAZ SALCEDO ANDRES EDUARDO FERNANDEZ FABIAN GALINDO BELTRAN JOHANNA XIMENA HOSTOS ALEXANDER MATALLANA LUIS ERNESTO PEA LUISA FERNANDA POPAYAN JAVIER ARMANDO ROCHA GIL JUAN CAMILO RODRIGUEZ CELISFICHA No. 258055TECNOLOGO EN OBRAS CIVILES SERVICIO NACIONAL DE APRENDIZAJE CENTRO DE DESARROLLO EMPRESARIAL Y AGROINDUSTRIAL JULIO 31 DE 2012 TECNOLOGO OBRAS CIVILES Centro de Desarrollo Agroindustrial y Empresarial Servicio Nacional de Aprendizaje La Vega Cundinamarca

2. INTRODUCCIONA fin de fortalecer conocimientos se presenta este trabajo expositor de una recopilacin de muchas ideas que la construccin hoy en da nos ofrece a la solucin de problemticas y en la posibilidad de mejorar la calidad de vida. Es muy importante saber que hay obras constructivas desarrolladas con el pasar de los das, la ejecucin de dichas estructuras llevan a cuestas infinidad de procesos y trabajo colaborativo que no solo implica la labor de construir sino de innovar, crear y fortalecer ideas y ensayos que a simple vista parecen salir de las mentes mas ingeniosas. En cuestin de estudios los muros de contencin son estructuras que llevan aos de historia; desde las mas antiguas civilizaciones crearon templos, contrafuertes y murallas, basadas a simple lgica en cubrir una necesidad primaria pero con muchas investigaciones actualmente han logrado asombrar a muchos ya que son invenciones que fsicamente una persona con mucho estudio podra hacer. Los muros de contencin como estructuras contenedoras de algn material presentan diversos diseos y muchas tipologas ya sea por su forma, funcin, modo de interaccin entre otras. Bsicamente podemos decir que un muro de contencin no solo retiene un material sino tambin delimita una parte de otra, contiene fuerzas y empujes y contrarresta esfuerzos aplicados a la misma estructura.TECNOLOGO OBRAS CIVILES Centro de Desarrollo Agroindustrial y Empresarial Servicio Nacional de Aprendizaje La Vega Cundinamarca 3. JUSTIFICACIONCon el pasar de los siglos la sociedad en busca de solucionar diferentes brechas que pone la naturaleza hay algo que busca abrirse paso en medio de muchas construcciones importantes que aportan un avance importante a la sociedad como lo son los muros de contencin dichas estructuras son destinadas a contener materiales, y a delimitar un sector o lugar. Con este trabajo se pretende dar a conocer estas estructuras con especificaciones, funcionalidad, forma de aplicarlas en un momento determinado, importancia, caractersticas, tipos, formas materiales y maquinaria empleadas en los diferentes procesos constructivos. Cabe destacar que los muros de contencin como estructura contenedora ejerce fuerzas importantes que dan lugar a su uso y funcionalidad para lo cual es importante identificar empujes producidos por el material retenido, su estabilidad, peso propio. Este trabajo busca para cada usuario fortalecer conocimientos y ayudar en proyectar estos diferentes aspectos de manera grafica y entendible que facilite el desarrollo de la obra y/o aprendizaje.TECNOLOGO OBRAS CIVILES Centro de Desarrollo Agroindustrial y Empresarial Servicio Nacional de Aprendizaje La Vega Cundinamarca 4. OBJETIVOS OBJETIVO GENERAL Fortalecer conocimientos en cada uno de los temas aqu contenidos.OBJETIVOS ESPECIFICOS Identificar tipologas de muros de contencin Conocer los diferentes procesos constructivos de los muros de contencin Identificar Maquinarias y Materiales de Obra en los procesos constructivos de los muros de contencin Entender y analizar grficos, planos y diseos de muros de contencinTECNOLOGO OBRAS CIVILES Centro de Desarrollo Agroindustrial y Empresarial Servicio Nacional de Aprendizaje La Vega Cundinamarca 5. CONTENIDO ESTRUCTURAS DE CONTENCION -LOS MUROS DE CONTENCION HISTORIA CARACTERISTICAS DE LOS MUROS DE CONTENCION CARACTERISTICAS PARA ESCOGER EL TIPO DE ESTRUCTURA CRITERIOS DE COMPORTAMIENTO PRESIONES DE TIERRACLASIFICACION ESTRUCTURAS DE CONTENCION ESTRUCTURAS RIGIDAS CONCRETO REFORZADO CONCRETO CICLOPEO ESTRUCTURAS FLEXIBLES MUROS CRIBA GAVIONES MUROS EN PIEDRA (ESCOLLERA) LLANTAS USADAS TIERRA REFORZADA REFUERZO CON TIRAS METALICAS REFUERZO CON GEOTEXTIL REFUERZO CON MALLA ESTRUCTURAS ANCLADAS ANCLAS Y PERNOS INDIVIDUALES MUROS ANCLADOS NAILING O PILOTILLOS TIPO RAIZ (ROOTPOLES) ESTRUTURAS ENTERRADAS TABLESTACAS PILOTES PILAS O CAISSONSTECNOLOGO OBRAS CIVILES Centro de Desarrollo Agroindustrial y Empresarial Servicio Nacional de Aprendizaje La Vega Cundinamarca 6. ESTRUCTURAS DE CONTENCION Construccin estructural de ingeniera, cuyo fin es contener los empujes de tierras que pueden afectar a una determinada obra.Puede ser una nica obra con un nico proyecto (como es el caso de la construccin de un muro de contencin con el fin de obtener parcelas de superficie horizontal), o puede ser parte de un proyecto ms grande, (como por ejemplo, un muro para contener el empuje de tierras prximo a una carretera, o pantallas para la construccin de los stanos de un edificio).TECNOLOGO OBRAS CIVILES Centro de Desarrollo Agroindustrial y Empresarial Servicio Nacional de Aprendizaje La Vega Cundinamarca 7. El propsito de una estructura de contencin es resistir fuerzas ejercidas por la tierra contenida y transmitirlas en forma segura a la fundacin o a un sitio por fuera de la masa analizada en el movimiento. Para esto se diferencian dos condiciones para el diseo de una estructura de contencin: Condicin de talud Estable Este es el caso del muro de contencin en donde el suelo es homogneo y se genera una presin de tierras de acuerdo alas teoras de Rankine y Coulomb y la fuerza activa tiene una distribucin de presiones en forma triangular.Condicin de deslizamiento En este caso generalmente las fuerzas actuantes son superiores a las fuerzas activas calculadas por teoras tradiciones. El costo de construir una estructura de contencin es generalmente mayor, por lo que se debe tener muy en cuenta el diseo que debe hacerse con el fin de sostener fuerzas y empujes adems de mantener la altura lo mas baja posible.TECNOLOGO OBRAS CIVILES Centro de Desarrollo Agroindustrial y Empresarial Servicio Nacional de Aprendizaje La Vega Cundinamarca 8. LOS MUROS DE CONTENCION Se denomina muro de contencin a un tipo estructura de contencin rgida, destinada a contener algn material, generalmente tierras. Los muros de contencin tienen como finalidad resistir las presiones laterales empuje producido por el material retenido detrs de ellos, su estabilidad la deben fundamentalmente al peso propio y al peso del material que est sobre su fundacin. Los muros de contencin se comportan bsicamente como voladizos empotrados en su base. Designamos con el nombre de empuje, las acciones producidas por las masas que se consideran desprovistas de cohesin, como arenas, gravas, cemento, trigo, etc. En general los empujes son producidos por terrenos naturales, rellenos artificiales o materiales almacenados. HISTORIA Aunque en la antigedad se construyeron muchos tipos de muros de carga, los ms antiguos que se conservan son de adobe o piedra. Se tiene constancia de la existencia de pastas y morterosprecursores del hormign desde los tiempos del Antiguo Egipto, pero fueron los romanos los que impulsaron este material con la tcnica del Emplectum, consistente en crear dos hojas exteriores de sillares de piedra, rellenas de un mortero de cal con arena y cascotes.2 Esta tcnica constructiva se ha repetido con ligeras variantes (como el muro Dacio), a lo largo de la historia. En los lugares donde la piedra escaseaba o era excesivamente costoso conseguirla, sta se sustituy por el barro en forma de adobe: un ladrillo de barro secado al sol. Asimismo, se puede establecer un paralelismo entre el emplectum y el tapial, una forma de construccin consistente en aprisionar barro entre dos placas o encofrados de madera, y compactarlo en sucesivastongadas mediante mazos o pisones. Una vez se terminaba una hilada de tapiales, se colocaban el encofrado encima, y se repeta la operacin. Con estas tcnicas de tapial y adobe se lograron erigir edificios de hasta seis alturas, algunos de los cuales perduran en Yemen. Pero el material ms empleado para realizar muros de carga es el ladrillo: una evolucin del adobe cuya diferencia estriba en el proceso de coccin, que le confiere mayor resistencia y durabilidad. El ladrillo empleado en muros de carga suele ser macizo, aunque no es inusual encontrar muros de carga de ladrillo TECNOLOGO OBRAS CIVILES Centro de Desarrollo Agroindustrial y Empresarial Servicio Nacional de Aprendizaje La Vega Cundinamarca 9. perforado o incluso hueco en viviendas de una o dos alturas. Una variante del muro de carga de ladrillo es el realizado con bloque de hormign, si bien no es posible alcanzar grandes alturas por este mtodo. Al igual que en las pocas anteriores, tambin existe un reflejo del emplectum romano en el empleo actual del hormign en masa, donde, como sucediera en el tapial, el hormign se confina mediante encofrados hasta que ste fragua y adquiere dureza. La aparicin del acero, capaz de soportar las tensiones de traccin, posibilit la aparicin del hormign armado y de las estructuras metlicas, que modific radicalmente la forma de construir, dejando obsoletos los muros de carga. En la actualidad, estos muros slo se emplean en obras de poca entidad, como muros de contencin de terreno en obras pblicas y en stanos, siendo el resto de la estructura una combinacin de vigas y pilares, por lo que los muros rara vez adquieren funciones portantes o estructurales, y su nico propsito es el de compartimentar o aislar los espacios. Hasta finales del siglo XIX, se construan muros de mampostera y piedra, a partir del siglo XX se comenz a construir muros de concreto en masa y de concreto armado, desplazando en muy buena parte a los materiales anteriormente utilizados. CARACTERISTICAS MUROS DE CONTENCIONTECNOLOGO OBRAS CIVILES Centro de Desarrollo Agroindustrial y Empresarial Servicio Nacional de Aprendizaje La Vega Cundinamarca 10. CRITERIOS PARA ESCOGER EL TIPO DE ESTRUCTURA Los siguientes factores deben tenerse en cuenta para seleccionar el tipo de muro de contencin: Localizacin del muro de contencin propuesto, su posicin relativa con relacin aotras estructuras y la cantidad de espacio disponible. Altura de la estructura propuesta y topografa resultante Condiciones del terreno(Suelo) Nivel fretico El nivel fretico corresponde (en un acufero libre) al lugar en el que se encuentra el agua subterrnea. En este nivel la presin de agua del acufero es igual a la presin atmosfrica.Tambin se conoce como capa fretica, manto fretico, napa fretica, napa subterrnea, tabla de agua o simplemente fretico. TECNOLOGO OBRAS CIVILES Centro de Desarrollo Agroindustrial y Empresarial Servicio Nacional de Aprendizaje La Vega Cundinamarca 11. Al perforar un pozo de captacin de agua subterrnea en un acufero libre, el nivel fretico es la distancia a la que se encuentra el agua de la superficie del terreno. En el caso de un acufero confinado, el nivel de agua que se observa en el pozo, corresponde al nivel piezomtrico. Cantidad de movimiento del terreno aceptable durante la construccin y la vida tilde la estructura, y el efecto de este movimiento en muros vecinos, estructuras o servicios. Disponibilidad de materiales Tiempo disponible para la construccin. Apariencia (Esttica) Vida til Mantenimiento CRITERIOS DE COMPORTAMIENTO Una estructura de contencin y cada parte de esta, requiere cumplir ciertas condicionesfundamentales de estabilidad, rigidez o flexibilidad, durabilidad, etc., durante laconstruccin y a lo largo de su vida til y en muchos casos se requiere plantearalternativas para poder cumplir con las necesidades de un proyecto especfico. Estasalternativas pueden requerir de anlisis y clculos adicionales de interaccin suelo -estructura. En todos los casos el diseo debe ser examinado de una manera crtica a laluz de la experiencia local. Cuando una estructura de contencin no satisfacecualesquiera de sus criterios de comportamiento se puede considerar que ha alcanzadoel Estado Lmite. Durante el perodo de diseo se deben discutir en toda su extensintodo el rango posible de estados lmite.Las siguientes clases principales de estado lmite deben analizarse: a. Estado lmite ltimo Es el estado en el cual se puede formar un mecanismo de falla, bien sea en el suelo o enla estructura (inclinacin o fractura). Para simplicidad en el diseo debe estudiarse elestado inmediatamente anterior a la falla y no el colapso total del muro.TECNOLOGO OBRAS CIVILES Centro de Desarrollo Agroindustrial y Empresarial Servicio Nacional de Aprendizaje La Vega Cundinamarca 12. b. Estado lmite de servicio Es el estado en el cual no se cumple un criterio especfico de servicio. Los estadoslmite de servicio deben incluir los movimientos o esfuerzos que hagan ver unaestructura deformada o fea", que sea difcil de mantener o que se disminuya su vidatil esperada. Tambin se debe tener en cuenta su efecto sobre estructuras adyacentes oredes de servicios. Siempre que sea posible, una estructura de contencin debedisearse en tal forma que se muestren signos visibles de peligro que adviertan de unafalla. El diseo debe evitar que pueda ocurrir falla sbita o rotura, sin que hayanocurrido previamente deformaciones que indiquen que puede ocurrir una falla.Se recomienda en todos los casos que las estructuras de contencin tengan suficienteductilidad cuando se acerquen a una falla. Durabilidad y mantenimiento Una durabilidad inadecuada puede resultar en un costo muy alto de mantenimiento opuede causar que la estructura de contencin alcance muy rpidamente su estado lmitede servicio o su estado lmite ltimo. Por lo tanto, la durabilidad del muro y la va dediseo junto con los requisitos de mantenimiento deben ser consideradas en el diseo,seleccionando adecuadamente las especificaciones de los materiales de construccin,teniendo en cuenta el clima local, y el ambiente del sitio donde se plantea colocar laestructura. Por ejemplo, el concreto, el acero y la madera se deterioran en formadiferente de acuerdo a las circunstancias del medio ambiente reinante. Esttica Las estructuras de contencin pueden ser un detalle dominante de un paisaje urbano orural y debe realizarse un diseo adecuado para mejorar lo ms posible su apariencia,sin que esto lleve a incrementos significantes en su costo.Adems de satisfacer los requerimientos de funcionalidad, la estructura de contencindebe mezclarse adecuadamente con el ambiente a su alrededor para complacer lasnecesidades estticas del paisaje.Los aspectos que son importantes con referencia a su impacto esttico son: Altura e inclinacin de su cara exterior.TECNOLOGO OBRAS CIVILES Centro de Desarrollo Agroindustrial y Empresarial Servicio Nacional de Aprendizaje La Vega Cundinamarca 13. Curvatura en planta. En ocasiones los muros son diseados con un criterio de muroordinario, cuando con el mismo costo se podra haber construido un muro elegante Gradiente y conformacin de la superficie del terreno aledao. La cobertura vegetaldebe ser un compaero constante de la estructura de contencin. Textura de la superficie de la cara frontal, y la expresin y posicin de las juntasverticales y horizontales de construccin. La corona de la estructura Todo muro debera llevar un detalle arquitectnico en sucorona que sea agradable a la vista.La mejora del aspecto esttico puede lograrse a travs de una formaleta-estructural adecuada. En ocasiones diversos tipos de vegetacin pueden incorporarse a laestructura para mejorar su apariencia, pero debe tenerse en cuenta que estas plantas nocausen un dao al muro, a largo plazo. El consejo de un Arquitecto paisajista debe serbuscado para lograr efectos especiales. Procedimientos de construccin Es importante para la seguridad y economa, que los diseadores de estructuras decontencin tengan especial consideracin con los mtodos de construccin y losmateriales a ser utilizados. Esto ayudar a evitar diseos peligrosos y puede resultar eneconoma significativa. Generalmente, se pueden lograr ahorros incorporando en partelos trabajos temporales dentro de la estructura permanente. Seleccin y Caractersticas del Relleno El relleno ideal generalmente, es un material drenante,durable, de alta resistencia y rgido que est libre de materiales indeseables.Sinembargo la escogencia final del material depende de su costo y disponibilidad contrael costo de utilizar materiales de menor calidad pero de comportamiento aceptable.El relleno detrs de un muro generalmente no debe contener:Turba, material vegetal, maderas, materiales orgnicos o degradables, materialestxicos, materiales susceptibles a combustin, caucho, metales, plsticos o materialessintticos, lodo, arcillas expansivas, suelos colapsibles o materiales solubles.Tambin el relleno no debe ser qumicamente agresivo; por ejemplo la presencia desulfatos en los suelos puede acelerar el deterioro del concreto o el acero. TECNOLOGO OBRAS CIVILES Centro de Desarrollo Agroindustrial y Empresarial Servicio Nacional de Aprendizaje La Vega Cundinamarca 14. Colocacin y compactacin del relleno.Todos los materiales que se coloquen detrs de estructuras de contencin, incluyendolos filtros, deben ser compactados.Al especificar el grado de compactacin del relleno y de los filtros, debe tenerse enconsideracin las funciones que estos materiales van a cumplir. Entre mayor sea elgrado de compactacin la resistencia al cortante es mayor y el relleno es ms rgido,pero la permeabilidad es menor.Generalmente se especifica que la densidad debe cumplir una especificacin del 90% dela densidad Proctor modificado para el nivel de los 1.5 metros ms alto del relleno y del95% cuando se requiere pavimentar la superficie arriba del muro.Debe tenerse en cuenta que la compactacin produce presiones mayores sobre laestructura, por lo tanto el efecto de la compactacin debe tenerse en cuenta en eldiseo.Debe demostrarse durante la etapa de diseo o antes de la construccin que losmateriales a utilizar cumplen con la especificacin. El diseador debe especificar muyclaramente el tipo, nmero y frecuencia de los ensayos de calidad, permitiendo que losensayos puedan ser aumentados durante la construccin de acuerdo a la heterogeneidadde los materiales y al tamao del muro.Cuando el Contratista suministra el material el costo del relleno pueden minimizarse sise le permite una gama amplia de materiales, particularmente cuando materiales debuena calidad pueden encontrarse en la vecindad del sitio de trabajo, por lo tanto laespecificacin de los rellenos no debe ser demasiado restrictiva. El uso de rellenos dearcilla no es recomendable debido a los problemas asociados con expansincontraccin, y consolidacin pero a menudo son los nicos materiales disponibles. Losrellenos de limos uniformes no deben usarse porque esos materiales son prcticamenteimposibles de compactar. Los rellenos compuestos de suelos finos, requieren de undrenaje adecuado para evitar la formacin de presiones altas de poros. El rellenocompuesto de roca fracturada es un material muy bueno para su uso como relleno demuros de contencin. Generalmente, deben preferirse los materiales bien gradados ycon pocas cantidades de finos.El movimiento o migracin de finos debe prevenirse y puede requerirse la construccinde filtros diseados especficamente para prevenir que el suelo atraviese los enrocados. Se requieren materiales de drenaje libre para llenar las canastas de los gaviones y elinterior de los muros criba. Deben establecerse especificaciones particulares para elrelleno de estructuras de concreto armado las cuales son muy sensibles a cualquiercambio en las fuerzas generadas por el relleno. TECNOLOGO OBRAS CIVILES Centro de Desarrollo Agroindustrial y Empresarial Servicio Nacional de Aprendizaje La Vega Cundinamarca 15. Mtodo de construccin La secuencia y mtodo de construccin generalmente es determinado por el contratistasin embargo, hay ocasiones donde un mtodo determinado de construccin o secuenciade operacin debe indicarse en el diseo. En esos casos es necesario chequear que elmtodo y las consecuencias de operacin no son riesgosos por s mismas.En todos los casos debe establecerse una especificacin en tal forma que el Interventorpueda comprobar su cumplimiento durante la construccin. Las tolerancias del muroterminado deben ser especificadas y estas deben tener en cuenta los posibles mtodos deconstruccin, as como cualquier movimiento de asentamiento, etc., que pueda ocurrirdurante el periodo constructivo.Los procesos de excavacin, relleno, bombeo del agua fretica, etc., deben organizarsepara evitar poner en peligro la estabilidad y reducir la resistencia de los elementos de laestructura, por ejemplo en el caso de un muro de contencin diseado para sersoportado lateralmente en su cabeza no debe permitirse el relleno hasta que este soportehaya sido construido.Alternativamente la estructura debe disearse para las condiciones de carga que va asoportar durante el periodo de la construccin y deben indicarse las cargas permisiblesdurante este periodo. Obras temporales La influencia de obras temporales deben tenerse en cuenta en el diseo, por ejemplo elngulo del talud seleccionado para la excavacin temporal detrs del muro, puedeafectar las presiones de tierra dependiendo de las resistencias del suelo del sitio y delrelleno. En materiales blandos o sueltos puede ser ms econmico remplazarlos queconstruir un muro para resistir los altos empujes que ellos producen.Las excavaciones requeridas para la construccin de una estructura de contencin debenser especificadas en el diseo y deben tener una estabilidad adecuada. Adicionalmenteestas excavaciones no deben producir movimientos inaceptables en estructuras cercanaso redes de servicios. La superficie de los taludes temporales tambin debe ser protegidacontra la erosin. Cuando los taludes temporales son altos (ms de 7.5 metros) debenconstruirse bermas intermedias. Cualquier material blando en la interface entre el suelodel sitio y el relleno debe ser removido antes de iniciar el proceso de compactacin.Las excavaciones temporales que requieran soporte o entibado deben ser diseadasadecuadamente y la secuencia de construccin debe ser TECNOLOGO OBRAS CIVILES Centro de Desarrollo Agroindustrial y Empresarial Servicio Nacional de Aprendizaje La Vega Cundinamarca 16. cuidadosamente planeada. Sedebe garantizar la estabilidad de cada etapa de la construccin y los diseos deben estarindicados en los planos de construccin.Cuando el soporte lateral de la excavacin sea retirado debe tenerse en cuenta que elproceso de relleno haya avanzado lo suficientemente para garantizar la estabilidad deltalud. Es comn que el control inadecuado del agua fretica durante la construccin inducefallas en los taludes o produce debilidad de las fundaciones de los muros de contencinpor lo tanto deben disearse medidas para el control del agua fretica.Las excavaciones en suelos compresibles pueden producir el levantamiento del fondo dela excavacin, lo cual puede a su vez producir asentamientos diferenciales del muro decontencin.Debe tenerse especial cuidado al controlar el nivel fretico, que el drenaje puedeproducir asentamiento en las estructuras cercanas o en las redes de servicios,produciendo su rotura la cual a su vez puede traer como consecuencia la falla de laestructura de contencin. Excavaciones para colocar ductos despus de construida la estructura Es muy comn que despus de construido un muro se construya redes de servicios junto a las estructuras de contencin utilizando zanjas. Por ejemplo, a lo largo de lascarreteras se construyen gasoductos o poliductos enterrados entre la va y los muros decontencin.Una recomendacin prudente de diseo es que en los muros junto a las carreteras ocalles debe asumirse en el diseo que algn da se va a construir una zanja de al menosun metro de profundidad en su pie.Es recomendable que la mnima profundidad de cimentacin de todo muro decontencin sea de un metro por debajo del nivel del suelo en su pie para evitar que alconstruir zanjas para servicios el muro quede en el aire. En un muro empotrado laresistencia pasiva debe reducirse en el diseo para tener en cuenta la posibilidad deexcavaciones de redes de servicios. Cargas a tener en cuenta en el anlisis Para cada situacin de diseo deben obtenerse las cargas concentradas o distribuidasque pueden afectar la estructura de contencin tales como peso del suelo, la roca y elagua, presiones de tierra, presiones estticas de agua, presiones dinmicas del agua,sobrecarga y cargas ssmicas.Adicionalmente, deben determinarse las cargas relacionadas con factores geolgicostales como la reptacin del talud, la disolucin de la roca, el colapso de cavernas; y delas TECNOLOGO OBRAS CIVILES Centro de Desarrollo Agroindustrial y Empresarial Servicio Nacional de Aprendizaje La Vega Cundinamarca 17. actividades del hombre como excavaciones y uso de explosivos en sitios cercanos,as como el efecto de temperatura en reas industriales y fundaciones de mquinas.Es necesario algunas veces analizar las diversas combinaciones posibles de cargas ydisear para la condicin ms crtica. Para determinar las cargas debe tenerse una informacin muy clara de la geometra deltalud, la geometra del modelo geolgico y los niveles de excavacin, as como losparmetros geotcnicos tales como peso unitario, resistencia al corte, permeabilidad,esfuerzos en el sitio, parmetros de deformacin de la roca y el suelo. Factores de seguridad La calidad de un diseo depende no solamente del factor de seguridad asumido sinotambin del mtodo de anlisis los modelos de clculo, el modelo geolgico, losparmetros geotcnicos y la forma como se definen los factores de seguridad; por lotanto, los factores de seguridad por s solos no representan una garanta para laestabilidad de la estructura de contencin.Debe observarse que los factores de seguridad no cubren los errores y el no-cumplimiento de las especificaciones de construccin, equivocaciones en el clculo delas cargas, la utilizacin del mtodo de anlisis equivocado, las diferencias de laresistencia de los materiales en el laboratorio y en el campo y el nivel de supervisin oInterventora. Friccin Suelo-Estructura La friccin que se genera entre un suelo y un material de la superficie de la estructuradepende del tipo de suelo, material de la estructura, tipo de estructura y tipo de presingenerada en la interface.Se deben tener en cuenta tres condiciones diferentes: Friccin Estructura-cimentacin La friccin suelo - muro, es la componente tangencial de una fuerza resistente que segenera en la interfase entre el suelo de fundacin y el material de la estructura, aunquelos valores de la friccin suelo murogeneralmente, se obtiene como una funcin delngulo de friccin del suelo, deben tenerse en cuenta que no son una propiedad delmaterial. Friccin en la pared para presin activa TECNOLOGO OBRAS CIVILES Centro de Desarrollo Agroindustrial y Empresarial Servicio Nacional de Aprendizaje La Vega Cundinamarca 18. La friccin positiva solamente ser movilizada en su estado activo cuando el sueloretenido trata de moverse hacia abajo relativamente a la pared. Friccin suelo - muro para presin pasiva La friccin suelo - muro solamente ser movilizada en el estado de presin pasivacuando el suelo en la zona pasiva tiende a moverse hacia arriba relativamente a la pared. PRESIONES DE TIERRA PRESIONES DE TIERRA EN CONDICIONES ESTABLES En el caso de un corte o terrapln donde no existe posibilidad de ocurrencia de undeslizamiento grande masivo se acostumbra construir muros de contencin para resistirlas presiones generadas por la existencia de un talud de gran pendiente o semi-vertical.La necesidad del muro se debe a que dentro del suelo se generan unas presioneshorizontales que puede inducir a la ocurrencia del derrumbamiento o deslizamiento deuna cua de suelo relativamente subsuperficial.La presin lateral que acta sobre un muro en condiciones de talud estable son unafuncin de los materiales y las sobrecargas que la estructura soportan, el nivel de aguafretica, las condiciones de cimentacin y el modo y magnitud del movimiento relativodel muro.Los esfuerzos que actan sobre un elemento de suelo dentro de una masa pueden serrepresentados grficamente por el sistema de Mohr, en el cual el estado de esfuerzo esindicado por un crculo y las combinaciones crticas del diagrama de Mohr representanla envolvente de falla. En general la envolvente de falla es curvilnea pero paraminimizar los esfuerzos de clculo se supone aproximada a una lnea recta.Existen tres tipos de presin de acuerdo a las caractersticas de deformacin supuestasen la interaccin suelo-estructura:1. Presin en Reposo2. Presin Activa3. Presin PasivaLa presin en reposo se supone que ocurre cuando el suelo no se ha movido detrs delmuro y se le ha prevenido de expandirse o contraerse. Es el caso por ejemplo, de unmuro de concreto armado rgido o un muro rgido detrs del cual se ha colocado unrelleno compactado. La Oficina de Control Geotcnico de Hong Kong recomienda quetodos los muros rgidos deben disearse para presiones de reposo.TECNOLOGO OBRAS CIVILES Centro de Desarrollo Agroindustrial y Empresarial Servicio Nacional de Aprendizaje La Vega Cundinamarca 19. Los trminos presin activa y presin pasiva son utilizados para describir lascondiciones lmite de las presiones de tierra contra la estructura. La presin activa es lapresin lateral ejercida por el suelo detrs de la estructura cuando la pared se muevesuficientemente hacia fuera para alcanzar un valor mnimo. La presin pasiva es lapresin lateral ejercida sobre la pared cuando el muro se mueve suficientemente hacia elsuelo hasta que la presin alcanza un valor mximo. Una condicin especial deequilibrio es el estado de reposo en el cual el suelo no ha soportado ningunadeformacin lateral. Dependiendo en la magnitud de la deformacin que haya ocurridoel estado final de esfuerzo, la presin de reposo puede ser un valor intermedio entre lapresin pasiva y la presin activa. Presin de tierra en reposo La presin de tierra en reposo es una funcin de la resistencia al cortante del suelo, suhistoria esfuerzo - deformacin y su historia de meteorizacin. El valor de la presin dereposo solamente debe aplicarse para aquellas situaciones de diseo donde el muro nopuede moverse lateralmente por ningn motivo.Para una superficie de tierra horizontal el coeficiente de presin de reposo se definecomo la relacin entre el esfuerzo horizontal y el vertical efectivos, en el suelo bajocondiciones cero deformacin. Subdrenajes Con excepcin de los muros diseados para resistir presiones de agua tales como lasparedes de stanos de edificios, es una buena prctica de Ingeniera construir subdrenesdetrs de todo tipo de muros. El sistema de drenaje debe disearse en tal forma que seanticipe a capturar el agua antes de que afecte el muro. En los esquemas adjuntos semuestra 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 1.5metros horizontalmente y 1.0 metros verticalmente, las columnas deben intercalarse.Los lloraderos deben colocarse desde una altura baja mnima de 30 centmetros porencima del nivel del pie del muro.Como una gua general el material de drenaje debe tener una permeabilidad de al menos100 veces mayor que la del suelo o roca a drenarse.El espesor de las capas de drenaje generalmente es determinado por criterios deconstruccin msTECNOLOGO OBRAS CIVILES Centro de Desarrollo Agroindustrial y Empresarial Servicio Nacional de Aprendizaje La Vega Cundinamarca 20. que por capacidad de drenaje. Se pueden utilizar drenes en geotextil omateriales compuestos, de acuerdo a los criterios de diseos de la mecnica de suelos. Diseo de muros Un diseo adecuado para un muro de contencin debe considerar los siguientesaspectos: a. Los componentes estructurales del muro deben ser capaces de resistir los esfuerzosde 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 lapresencia 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 delmuro 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 de presiones aemplearse, calcular las fuerzas activa y pasiva y su punto de aplicacin TECNOLOGO OBRAS CIVILES Centro de Desarrollo Agroindustrial y Empresarial Servicio Nacional de Aprendizaje La Vega Cundinamarca 21. y direccin de1/2 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 laspresiones con la teora de Coulomb. e. Calcular los factores de seguridad as:- Factor de seguridad contra volcamiento.- Factor de seguridad contra deslizamiento de la cimentacin f. Si los factores de seguridad no satisfacen los requerimientos deben variarse lasdimensiones supuestas y repetir los pasos de a hasta e. Si son satisfactorios seproceder 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 paraproceder a reforzar o ampliar las secciones del muro, de acuerdo a los procedimientosestandarizados de la Ingeniera estructural. Recomendaciones para el diseo de muros Deseablemente la carga en la base debe estar concentrada dentro del tercio mediopara evitar esfuerzos de traccin Para volcamiento en muros permanentes debe especificarse un factor de seguridad de2.0 o mayor. Para deslizamiento debe especificarse un factor de seguridad de 1.5 o mayor. El anlisis estructural es similar al de una viga con cargas repartidas.Debe conocerse previamente al diseo, el tipo de suelo que se emplear en el rellenodetrs del muro.En ningn caso se deben emplear suelos expansivos CLASIFICACION ESTRUCTURAS DE CONTENCION Las estructuras de contencin pueden ser: TECNOLOGO OBRAS CIVILES Centro de Desarrollo Agroindustrial y Empresarial Servicio Nacional de Aprendizaje La Vega Cundinamarca 22. ESTRUCTURAS RIGIDASTECNOLOGO OBRAS CIVILES Centro de Desarrollo Agroindustrial y Empresarial Servicio Nacional de Aprendizaje La Vega Cundinamarca 23. Son estructuras rgidas, generalmente de concreto, las cuales no permiten deformaciones importantes sin romperse. Se apoyan sobre suelos competentes para transmitir fuerzas de su cimentacin al cuerpo del muro y de esta forma generar fuerzas de contencin. Las estructuras de contencin rgidas son aquellas estructuras de contencin cuyos movimientos son de slido rgido, pero no presentan movimientos en el interior de la estructura, es decir, no se producen flexiones en la misma. Por lo tanto, la ley de empujes viene influida exclusivamente por el valor, pero no por la forma.La utilizacin de muros rgidos es una de las formas ms simples de manejar cortes yterraplenes. Los muros rgidos actan como una masa relativamente concentrada quesirve de elemento contenedor a la masa inestable.El empleo de muros de contencin rgidos para estabilizar deslizamientos es unaprctica comn en todo el mundo, pero su xito ha sido limitado por la dificultad queexiste en el anlisis de cada caso en particular y por las diferencias que existen entre lasfuerzas reales que actan sobre el muro, en un caso de deslizamiento y losprocedimientos de anlisis basados en criterios de presiones activas, utilizando lasteoras de presin de tierras de Rankine o Coulomb.Ocurre con frecuencia que un deslizamiento de rotacin, en donde la fuerza actuante enel pie tiene una componente vertical importante hacia arriba, levante el muro y sonmuchos los casos conocidos de fracasos en el empleo de muros para controlardeslizamientos rotacionales. Entre estos tenemos: CONCRETO REFORZADO Una estructura de concreto reforzado resiste movimientos debidos a la presin de latierra sobre el muro. El muro a su vez se apoya en una cimentacin por fuera de la masainestable. Existen los siguientes tipos de muro reforzado: 1. Muros empotrados o en cantiliber, en forma de L o T invertida, los cuales tienen unaplaca semivertical o inclinada monoltica con otra placa en la base.2. Muros con contrafuertes, en los cuales la placa vertical o inclinada est soportada porcontrafuertes monolticos que le dan rigidez y ayudan a transmitir la carga a la placa decimentacin.3. Muros con estribos, en los cuales adicionalmente a la placa vertical y la placa decimentacin y los contrafuertes, se construye una placa superior sub-horizontal queaumentan la rigidez y capacidad para soportar momentos.En la mayora de los casos se colocan llaves o espolones de concreto debajo de la placade cimentacin para mejorar la resistencia al deslizamiento.Una TECNOLOGO OBRAS CIVILES Centro de Desarrollo Agroindustrial y Empresarial Servicio Nacional de Aprendizaje La Vega Cundinamarca 24. pared en concreto reforzado es generalmente, econmica y viable para alturas hastade 8 metros. Para alturas mayores el espesor de la placa semi-vertical aumenta en formaconsiderable y el muro se vuelve muy costoso.Debe tenerse en cuenta que, la utilizacin de contrafuertes o estribos generalmentedisminuye el costo comparativamente con un muro empotrado en L o T invertida.La pendiente de la pared de fachada debe drsele una inclinacin ligera para evitar lasensacin visual de que el muro se encuentra inclinado. Generalmente, se recomiendauna pendiente de 1 en 50.El diseo de un muro en concreto armado incluye los siguientes aspectos:1. Diseo de la estabilidad intrnseca del muro para evitar volcamiento o deslizamientosobre el suelo de cimentacin.2. Diseo de la estabilidad general del talud o clculo del factor de seguridadincluyendo la posibilidad de fallas por debajo de la cimentacin del muro.3. Diseo de las secciones y refuerzos internos para resistir momentos y cortantes.4. Clculo de capacidad de soporte de la cimentacin.Para el diseo estructural se supone que la placa vertical del muro se encuentratotalmente empotrada en la placa de cimentacin. La Oficina de Control Geotcnico deHong Kong recomienda que en todos los casos de muro de concreto armado se utilicenpresiones de reposo para el clculo de las fuerzas sobre las paredes del muro.TECNOLOGO OBRAS CIVILES Centro de Desarrollo Agroindustrial y Empresarial Servicio Nacional de Aprendizaje La Vega Cundinamarca 25. TECNOLOGO OBRAS CIVILES Centro de Desarrollo Agroindustrial y Empresarial Servicio Nacional de Aprendizaje La Vega Cundinamarca 26. CARACTERISTICAS Resiste muy bien los esfuerzos de compresin, pero no tiene buen comportamiento frente a otros tipos de esfuerzos (traccin, flexin, cortante, etc.), por este motivo es habitual usarlo asociado al acero, recibiendo el nombre de hormign armado. CARACTERISTICAS FISICAS Densidad: en torno a 2.350 kg/m3 Resistencia a compresin: de 150 a 500 kg/cm2 (15 a 50 Mapa) para el hormign ordinario. Existen hormigones especiales de alta resistencia que alcanzan hasta 2.000 kg/cm2 (200 Mapa). Resistencia a traccin: proporcionalmente baja, es del orden de un dcimo de la resistencia a compresin y, generalmente, poco significativa en el clculo global.TECNOLOGO OBRAS CIVILES Centro de Desarrollo Agroindustrial y Empresarial Servicio Nacional de Aprendizaje La Vega Cundinamarca 27. MAQUINARIA Equipo de Cerrilladlo: 1 Gra pequea (si fuese necesario) Equipo de Hormigonado: 1 Camin Hormigonera. 1 Gra con cubilote. 1 Bomba de hormign (si fuese necesario) Vibradores con cantidad en reserva Este tipo de muro resiste el empuje lateral de la presin del terreno, por medio del voladizo de un murovertical y una base horizontal. El muro seproyecta para resistir los momentos de momentos de flexiny el cortante debidos al empuje del terreno. Primero se predimensiona el muro en su totalidad, luegose establece las caractersticas geomtricas reales de la losa de base para satisfacer los requisitos de: Resistencia a la volcadura Deslizamiento y Asentamiento Por lo general, el muro se hace mas grueso de lo requerido en la parte inferior con la finalidad que laseccin adoptada, logre satisfacer el esfuerzo cortante y el diseo balanceado. El Taln y la punta dela base se proyectan como voladizos soportados por el muro, el peso del suelo tiende a doblar el Talnhacia 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 Talnel 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 labase 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 varilla del muro) ; las espigas pueden prolongarse para quesirvan tambin como refuerzo del muro. Recomendaciones para muros de concreto armado El diseo de muros en voladizo difiere del de muros de gravedad en los siguientesfactores:TECNOLOGO OBRAS CIVILES Centro de Desarrollo Agroindustrial y Empresarial Servicio Nacional de Aprendizaje La Vega Cundinamarca 28. a. La friccin suelo - muro en su parte posterior no se tiene en cuenta por no existirdesplazamiento a lo largo de este plano. Se considera que el suelo se desplazasolidariamente con el muro. b. El peso del suelo sobre el cimiento se considera como parte integral de la masa delmuro en el clculo de fuerzas. c. Se supone que el plano de aplicacin de las presiones activas es el plano verticaltomado 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 aldeslizamiento.En los dems aspectos el diseo debe realizarse en la misma forma que el de un muro degravedad CONCRETO CICLPEO Se llama construccin ciclpea a la realizada con grandes piedras sin argamasa. Aunque algunos arquelogos, las denominan tambin construcciones megalticas, las construcciones ciclpeas se distinguen de aqullas en que tienen algn aparejo que puede ser ms o menos poligonal y semi escuadrado o bien ciclpeo propiamente dicho; no as las megalticas.TECNOLOGO OBRAS CIVILES Centro de Desarrollo Agroindustrial y Empresarial Servicio Nacional de Aprendizaje La Vega Cundinamarca 29. Los muros de concreto ciclpeo requieren un terreno de apoyo firme y no susceptible a sufrir asentamientos por consolidacin de las capas del suelo, esto es una condicin indispensable Los muros de contencin de hormignciclpeo son aquellos elementos estructurales que se sitan para retener cargas de empujes laterales del terreno hacia un posible espacio, evitando deslizamientos al interior del mismo. Estos muros tienen una buena reaccin ante esfuerzos de compresin que ejerce el empuje lateral sobre la superficie excavada, sin embargo el desempeo del muro de contencin a esfuerzos de pandeo por sub momentos de traccin ocasionados por curvas laterales, niveles freticos, por lo cual se debe incrementar el espesor del muro de contencin para retener estas cargas. Los muros de ciclpeo ms frecuentes que se utilizan son: la Trunco Piramidal (1), la Trunco Piramidal Media (2) y la Escalonada (3):Procedimiento para la ejecucin: Una vez realizada la excavacin para el muro de contencin, se procede a realizar el encofrado de acuerdo al diseo propuesto en los planos de construccin arquitectnicos y civiles. La base de la excavacin que va a portar el elemento estructural, deber estar nivelada y compactada, para lo cual se recomienda colocar una carpeta de TECNOLOGO OBRAS CIVILES Centro de Desarrollo Agroindustrial y Empresarial Servicio Nacional de Aprendizaje La Vega Cundinamarca 30. hormign pobre de dosificacin H-18 (180 kg cemento/m3) en proporciones 1:4 en cemento y arena corriente de construccin para optimizar la nivelacin de las primeras capas. Se recomienda que el encofrado no tenga una altura mayor a 1 metro, ya que siendo as, podra dificultarse el colocado de piedras. Una vez terminado el encofrado se utilizara una mezcla estructural de dosificacin media H-25 (250kg cemento/m3) en proporciones 1:2:2 entre cemento, arena corriente y grava de granulometra mayor a 3/8, la misma que se vaciara sobre la carpeta o base con un espesor mnimo de 15 centmetros para adherir la primera hilera de piedra. La piedra que se utiliza para estos muros debe ser un de dimetro entre 20 y 30 cm.CARACTERISTICAS DEL HORMIGON CICLOPEO El hormign ciclpeo deber tener las siguientes caractersticas principales segn lo especificado. Resistencia mnima a la compresin de probetas a los 28 das de 130 kg./cm2 Cantidad mnima de cemento utilizada ser de 220 kg/m3 de hormign colocado. La relacin mxima de agua - cemento deber ser 0.70. Revenimiento de 5 a 7.5 cm, vibrado y sin vibrar respectivamente. Tamao mximo del agregado grueso de 2". El hormign ciclpeo estar constituido por un 40% de piedra desplazada en un 60% de hormign. TECNOLOGO OBRAS CIVILES Centro de Desarrollo Agroindustrial y Empresarial Servicio Nacional de Aprendizaje La Vega Cundinamarca 31. ESTRUCTURAS FLEXIBLES Son estructuras masivas, flexibles. Se adaptan a los movimientos. Su efectividad depende de su peso y de la capacidad de soportar deformaciones importantes sin que serompa su estructura Las estructuras de contencin flexibles son aquellas en las que los movimientos de slido rgido y los movimientos debidos a la flexin de la propia estructura, se producen en porcentajes similares. Esta deformacin hace que el movimiento de la estructura influya tanto en el valor, como en la forma de la ley de empujes sobre la estructura. La principal diferencia entre pantallas y entibaciones, es que las entibaciones son mucho ms flexibles que las pantallas. Los muros pantalla son elementos estructurales de contencin de tierras, empleados tanto para sistemas de retencin y contencin temporal como paredes permanentes, solucin muy utilizada en stanos y aparcamientos subterrneos. Un muro pantalla o pantalla de hormign in situ es una estructura de contencin flexible muy empleado en ingeniera civil y que se realiza en la propia obra, lo que les diferencia de las pantallas de paneles prefabricados de hormign. Diferencia entre muros y pantallas La diferencia constitutiva entre muros y pantallas es que los muros se realizan, o bien una vez realizada la excavacin, o bien antes de realizar el relleno. Sin embargo, las pantallas se construyen siempre antes de realizar la excavacin, o a lo sumo, durante la excavacin. MUROS CRIBA Los muros criba, o tambin denominados muros jaula, estn formados por dosclases de vigas cortas, que pueden ser de hormign prefabricado o madera y quese entrecruzan entre s, formando un armazn que es rellenado posteriormente conmaterial granular drenante. Generalmente son instalados con su intrads enpendiente, aunque puede ser vertical para aplicaciones de escasa altura.El muro criba es bsicamente una estructura parecida a una caja formada porprefabricados de concreto entrelazados. El espacio interior de las cajas se rellenacon suelo granular permeable o roca para darle resistencia y peso, conformandoun muro de gravedad. Generalmente existen dos tipos de TECNOLOGO OBRAS CIVILES Centro de Desarrollo Agroindustrial y Empresarial Servicio Nacional de Aprendizaje La Vega Cundinamarca 32. prefabricados que secolocan en forma paralela a la superficie del talud o normal a este.Los travesaos son prefabricados normales al eje del muro en forma de Ihorizontal. En ocasiones, los travesaos son de una longitud tal que obliga a laconstruccin de un elemento intermedio similar a sus puntas.Los largueros son prefabricados largos que se apoyan sobre los travesaos yque tienen como objeto contener el material colocado dentro de las cajas o Cribas.Las fuerzas son transferidas entre los prefabricados en los puntos de unin.Adicionalmente, se pueden colocar pequeos bloques que se les llamanAlmohadas en localizaciones crticas entre los prefabricados para soportaralgunos esfuerzos, tales como torsiones y reducir la flexin.Algunos diseos de muros criba incluyen uniones metlicas o de madera entrelos prefabricados para ayudar a transmitir las fuerzas. El muro criba tiene laventaja de permitir asentamientos diferenciales importantes (Brandl, 1985).El diseo de los muros criba consiste en disear el muro de gravedad y lassecciones refuerzo de los prefabricados de concreto. Debe tenerse en cuenta quealgunos sistemas son objeto de patentes.El ancho del muro criba depende de la longitud de travesaos disponibles. Elancho mnimo generalmente, es de 1.2 metros. Los muros de baja altura puedeconstruirse verticales pero, para alturas superiores a 2 metros generalmente, seconstruyen inclinados para mejorar su estabilidad. La inclinacin del murodepende de las caractersticas de estabilidad y es comn encontrar taludesinclinados de 1 a 4 hasta 1 a 10.En ocasiones se han utilizado muros criba, conformados por travesaos demadera. La cara exterior del muro criba generalmente, tiene una pendiente nosuperior a 0.25H: 1V El diseo del muro criba incluye la estabilidad intrnseca de lamasa total y el chequeo de la estabilidad interna a diversos niveles de altura delmuro. Se sugiere realizar anlisis de estabilidad a cada metro de altura del muro.El muro Criba tericamente se comporta como un muro de gravedad, peropresenta el problema de que no es masivo y se debe analizar la posibilidad de queocurran superficies de falla por encima del pie del muro.Los travesaos y los largueros deben disearse para resistir flexiones debidasa la presin horizontal del relleno sobre los prefabricados. Las cabezas de lostravesaos deben ser diseadas para resistir el cortante generado y deben sercapaces de transferir las fuerzas de tensin inducidas.Los muros criba son ms sensitivos a los asentamientos diferenciales que otrostipos de muros flexibles. La altura mxima a la cual puede construirse una paredcriba de celda simple es aproximadamente 5 metros y la altura mximageneralmente utilizada es de 7 metros, utilizando celdas dobles o triples. Losmuros criba se construyen TECNOLOGO OBRAS CIVILES Centro de Desarrollo Agroindustrial y Empresarial Servicio Nacional de Aprendizaje La Vega Cundinamarca 33. generalmente en alineamientos rectos, pero con elmanejo adecuado de elementos especiales pueden construirse en forma curva enradios mnimos hasta de 25 metros.Para el diseo del muro se pueden utilizar teoras de presin de tierrasdesarrolladas para silos de granos. Sin embargo, algunos autores recomiendandisear las unidades para el doble de la presin calculada para este mtodo.TECNOLOGO OBRAS CIVILES Centro de Desarrollo Agroindustrial y Empresarial Servicio Nacional de Aprendizaje La Vega Cundinamarca 34. GAVIONES Los gaviones son contenedores de piedras retenidas con malla de alambre. Se colocan a pie de obra desarmados y, una vez en su sitio, se rellenan con piedras del lugar. Los primeros en usar los gaviones fueron los egipcios hace ms de 2000 aos, y estaban fabricados con caa y rellenos de piedra; eran usado para sus fortificaciones y para el control de erosin. En nuestros das, los gaviones son cajas conformadas en malla de alambre de acero. Cada pieza es llenada con piedra y conectada una con otra para formar una estructura de retencin monoltica y que trabaja por gravedad. Se fabrican con mallas (de triple torsin y escuadrada tipo 8x10 cm) de alambre de acero (con bajo contenido de carbono) de 2,7 mm, al que se le da tres capas de galvanizado. Los gaviones pueden tener diferentes aspectos, es muy frecuente encontrarlos con forma de cajas, que pueden tener largos de 1,5, 2, 3 y 4 metros, un ancho de 1 metro y una altura de 0,5 1,0 metros. Los alambres que forman las mallas de los gaviones, siempre que necesario, adems del revestimiento con recubrimiento zinc aluminio, tambin pueden ser recubiertos por una vaina continua de PVC (clorito de polivinilo). Esto TECNOLOGO OBRAS CIVILES Centro de Desarrollo Agroindustrial y Empresarial Servicio Nacional de Aprendizaje La Vega Cundinamarca 35. confiere una mejora a la proteccin contra la corrosin y los torna eficientes para el uso en marinas, ambientes contaminados y/o qumicamente agresivos. Cuando los gaviones son instalados y rellenados con piedras, se convierten en elementos flexibles, armados, drenantes y aptos a ser utilizados en la construccin de las estructuras ms diversas (muros de contencin, diques, canalizaciones, etc.). Se acostumbra a emplear una profundidad de 50 cm, sin embargo en algunos casos es aconsejable aumentarla un metro o ms dependiendo de la garanta que ofrezca el suelo de fundacin en lo referente a erosin por accin del agua u otro agente mecnico; para esto se debe realizar un estudio de suelos para determinar parmetros de resistencia peso unitario compresibilidad; capacidades del suelo y los asentamientos. Usos Muros de contencin: los muros de gaviones estn diseados para mantener una diferencia en los niveles de suelo en sus dos lados constituyendo un grupo importante de elementos de soporte y proteccin cuando se localiza en lechos deros. Conservacin de suelos: la erosin hdrica acelerada es considerada sumamente perjudicial para los suelos, pues debido a este fenmeno, grandes superficies de suelos frtiles se pierden; ya que el material slido que se desprende en las partes media y alta de la cuenca provoca el azolvamiento de la infraestructura hidrulica, elctrica, agrcola y de comunicaciones que existe en la parte baja. Control de ros: en ros, el gavin acelera el estado de equilibrio del cauce. Evita erosiones, transporte de materiales y derrumbamientos de mrgenes, adems el gavin controla crecientes protegiendo valles y poblaciones contra inundaciones. Decorativos: Recientemente se han utilizado como un nuevo recurso. Ejemplo: en Puerto Madero, Buenos Aires. CLASES DE GAVION Gavin Caja Los gaviones tipo caja son estructuras en forma de prisma rectangular fabricadas con malla hexagonal de doble torsin producidas con alambres de bajo contenido de carbono revestidos.TECNOLOGO OBRAS CIVILES Centro de Desarrollo Agroindustrial y Empresarial Servicio Nacional de Aprendizaje La Vega Cundinamarca 36. Los gaviones son subdivididos en clulas por diafragmas cuya funcin es reforzar la estructura. Todas la red, con excepcin la de los diafragmas, es reforzada en sus extremidades por alambres de dimetro mayor que el de la malla, para fortalecer los gaviones y facilitar su montaje e instalacin.Gavin Saco Estos gaviones estn formados a partir de un nico panel de malla hexagonal a doble torsin producida con alambres de bajo tenor de carbono revestidos y adicionalmente protegidos por una camada continua de material plstico (aplicada por extrusin). Para el cierre de las extremidades del gavin tipo saco, cada unidad es provista con alambres de acero insertados alternadamente entre las penltimas mallas de los bordes libres. Tales alambres refuerzan cada elemento y le confieren mayor rapidez durante su instalacin. Debido al contacto constante con aguas de calidad en general desconocida, los gaviones tipo saco son producidos en malla hexagonal a doble torsin fabricada con alambres protejidos con aleacin Zinc/Aluminio y revestidos con material plstico, tornndolos eficientes para uso en marinas, ambientes polidos y/o qumicamente agresivos. El relleno de los gaviones tipo saco puede ser realizado por sus extremidades o por el lateral, luego de esta operacin, ellos son aplicados utilizando equipamentos mecnicos (lingas, gras, etc.). Los gaviones tipo saco son usados principalmente en obras emergenciales, en obras hidrulicas donde las condiciones locales requieren una rpida intervencin o cuando el agua no permite un fcil acceso al lugar (instalaciones subacuticas) o cuando el suelo de apoyo presenta baja capacidad soporte Las ventajas y caractersticas son: Flexibilidad Permeabilidad Durabilidad Resistencia Versatilidad Integracin paisajstica Competitivos No necesitan cimentacin TECNOLOGO OBRAS CIVILES Centro de Desarrollo Agroindustrial y Empresarial Servicio Nacional de Aprendizaje La Vega Cundinamarca 37. CAJA GAVIONTECNOLOGO OBRAS CIVILES Centro de Desarrollo Agroindustrial y Empresarial Servicio Nacional de Aprendizaje La Vega Cundinamarca 38. IMPORTANTES CONSIDERACIONES DE LOS GAVIONES Recubrimiento del alambre durabilidad Fuerza de la conexin Asentamientos diferenciales Piezas pre-ensambladas Fuerzas puntuales Ensamble Bioingeniera de sueloyFuerzas puntuales Una estructura de gaviones alta estar expuesta a cargas internas de compresin altas. Esta sobrecarga tiende a hacer que la roca salgas y cargue la cara vertical de los gaviones. Es por tanto fundamental que los gaviones sean capaces de repartir estas fuerzas. La malla TECNOLOGO OBRAS CIVILES Centro de Desarrollo Agroindustrial y Empresarial Servicio Nacional de Aprendizaje La Vega Cundinamarca 39. doble torsin puede repartir cargas puntuales altas gracias a las caractersticas de la malla y a la fuerza de las uniones Ventajas La construccin de este tipo de estructuras es muy sencilla. Por lo general es mas econmica que las obras realizadas enhormign. Este tipo de estructuras soportan movimientos diferenciales sinperder la eficiencia. Posee una 39imentacin flexible la cual le permite adaptarse a lascondiciones cambiante del terreno. En la prctica de la construccin de carreteras son muy utilizados tres tipos, que se distinguen entre s ms por su tamao que por su comportamiento. 3. Gaviones de Base Son gaviones de poco espesor (por lo general 0.50 m) y se emplean como fundacin de una estructura. 2. Gaviones de Cuerpo Con mayor espesor que los gaviones de base (1m), son usados para conformar la parte exterior de la obra. 3. Gaviones de recubrimiento, tambin denominados colchonetas Son de gran rea, se emplean en el recubrimiento taludes y canales como proteccin contra la erosin superficial TIRANTES Son alambres preferiblemente del mismo calibre al de la malla, se ubican a medida que se colocan las capas de roca y es aconsejable cada 30 cm en forma horizontal o vertical segn el requerimiento para hacer solidarias las caras opuestas de la estructura, y as evitar las deformaciones acosionadas por el peso del material de relleno. Adems de los tirantes horizontales y verticales se utilizan los diagonales que son ubicado especialmente en los extremos de cada hilada de la estructura. En los ltimos aos se ha incrementado del desarrollo de gaviones plsticos utilizando productos plsticos, tales como el polietileno de alta densidad (HDEP) y el polipropileno biaxial. Estas mallas utilizan un sistema de estabilizacin contra los rayos UV del sol con el 2% de carbn negro. TECNOLOGO OBRAS CIVILES Centro de Desarrollo Agroindustrial y Empresarial Servicio Nacional de Aprendizaje La Vega Cundinamarca 40. Estos gaviones son canastas de forma muy similar a los gaviones metlicos, las cuales se elaboran con mallas plsticas de alta resistencia. La flexibilidad de los gaviones plsticos permite que estas estructuras se acomoden fcilmente a los asentamientos diferenciales, pero su principal propiedad es su resistencia a la corrosin qumica del agua salada en los ambientes marinos, donde los gaviones metlicos no son viables por el problema de su alta susceptibilidad a la corrosin. Diseo estructuralPROCESO CONTRUCTIVO Se prepara la cimentacin hasta la profundidad ya preestablecida.Se coloca el filtro de geotextil de tal forma que cubra el piso y los lados de la excavacin.TECNOLOGO OBRAS CIVILES Centro de Desarrollo Agroindustrial y Empresarial Servicio Nacional de Aprendizaje La Vega Cundinamarca 41. Se estiran las mallas que conforman la estructuran para luego ser colocadas en el sitio fijado y llenado posteriormente con el material asignado. Una vez estiradas las caras y ubicado el gavin, se rellena con el material asignado hasta completar una capa de 30 cm. Se verifica si es necesario colocar los tirantes para unir las caras opuestas, de ser as, se colocan sobre la capa de 30 cm ya construida, de la misma forma para los tirantes diagonales conformando las esquinas. Se realiza el mismo procedimiento para la fabricacin de la segunda y tercera capa, teniendo en cuenta de colocar los tirantes si es necesario a los 30 cm como se hizo en la primera capa. Completadas las capas necesarias del material de relleno se observa que el gavin este lleno y se procede a cerrar la tapa de la canasta.TECNOLOGO OBRAS CIVILES Centro de Desarrollo Agroindustrial y Empresarial Servicio Nacional de Aprendizaje La Vega Cundinamarca 42. Una vez cerrada la tapa de la canasta, se cosen todas las aristas superiores incluyendo las aristas de los diafragmas.MUROGAVIONESVENTAJAS Fcil alivio de presiones de agua. Soportan movimientos sin prdida de eficiencia. Es de construccin sencilla y econmica Gran flexibilidad y tolerancia ya que las estructuras de la tierra reforzada con geotextil se ajustan fcilmente a los pequeos asentamientos y losDESVENTAJAS Las mallas de acero galvanizado se corroen fcilmente en ambientes cidos, por ejemplo, en suelos residuales de granitos se requiere cantos o bloque de roca, los cuales no necesariamente estn disponibles en todos los sitios.TECNOLOGO OBRAS CIVILES Centro de Desarrollo Agroindustrial y Empresarial Servicio Nacional de Aprendizaje La Vega Cundinamarca 43. movimientos diferentesAl amarre de la malla y las unidades generalmente no se le hace un buen control de calidadFLEXIBLE Permiten la adaptacin de las estructuras a las deformaciones y movimientos del terreno, sin perder su estabilidad y eficiencia. Debido a su flexibilidad es el nico tipo de estructura que no requiere fundaciones profundas, aun cuando son construidas sobresuelos con baja capacidad de soporte. Esa caracterstica tambin permite, en la mayor a de los casos, que la estructura se deforme mucho antes del colapso permitiendo la deteccin anticipada del problema y dando oportunidad de realizar intervenciones de recuperacin, minimizando gastos y evitando accidentes de proporciones trgicasDETERMINACIN DEL EMPUJE Conceptos bsicos Empuje de tierra es la resultante de las presiones laterales ejercidas por el suelo sobre una estructura de contencin o de fundacin. Estas presiones pueden ser debido al peso propio del suelo o a sobrecargas aplicadas sobre l. El valor del empuje sobre una estructura depende fundamentalmente de la deformacin que esta sufre debido a la accin de este empuje. Se puede visualizar esta interaccin efectundose un experimento que utiliza un paramento vertical mvil, como el mostrado en la figura 3.4.1, soportando un desnivel de suelo. Se verifica que la presin ejercida por el suelo el paramento varia con el desplazamiento de este ultimo Anlisis de estabilidad de la estructura de contencin TIPOS DE ROTURA Es necesario la verificacin de seguridad de la estructura de contencin a los diversos tipos de rotura. En el caso de muros de contencin de gaviones, los tipos principales de rotura que pueden ocurrir estn mostrados en la figura Deslizamiento sobre la base: TECNOLOGO OBRAS CIVILES Centro de Desarrollo Agroindustrial y Empresarial Servicio Nacional de Aprendizaje La Vega Cundinamarca 44. Ocurre cuando la resistencia al deslizamiento a lo largo de la base del muro, sumada al empuje pasivo disponible al frente de la estructura, es insuficiente para neutralizar el efecto del empuje activo actuante. Teora y clculos de estabilidadVuelco: Ocurre cuando el momento estabilizante del peso propio del muro en relacinal punto de vuelco es insuficiente para neutralizar el momento del empuje activo. No asentamientos excesivos: Ocurre cuando las presiones aplicadas por la estructura sobre el suelo de fundacin son superiores a su capacidad de carga. Rotura global del macizo: Deslizamiento a lo largo de una superficie de rotura que envuelve a la estructura de contencin. Rotura interna de la estructura: Rotura de las secciones intermedias entre gaviones,que puede ocurrir tanto por deslizamiento como por exceso de presin normal.Rotura de la fundacinTECNOLOGO OBRAS CIVILES Centro de Desarrollo Agroindustrial y Empresarial Servicio Nacional de Aprendizaje La Vega Cundinamarca 45. MUROS EN PIEDRA (MURO DE CONTENCION EN ESCOLLERA) El elemento principal que interviene en la ejecucin de la tipologa de muro es el bloque de escollera, unidad bsica a partir de la cual, por agregacin se construye el muro.Es por ello que las propiedades de los bloques tienen una especial incidencia en el comportamiento de la obra. Los bloques de escollera deben provenir de macizos rocosos sanos, de canteras, o de las excavaciones de la propia obra y se obtendrn mediante voladura.TECNOLOGO OBRAS CIVILES Centro de Desarrollo Agroindustrial y Empresarial Servicio Nacional de Aprendizaje La Vega Cundinamarca 46. Cimiento La cota de cimentacin ser de acuerdo con los criterios establecidos en el anlisis del estudio de suelos, siendo recomendable en todo caso, una profundidad mnima de un metro. El fondo de la excavacin de la cimentacin se ejecutara normalmente con una contra inclinacin respecto a la horizontal de valor aproximado de 3H:1V. En general la escollera del cimiento se debe hormigonar pudiendo en ocasiones utilizar recebo ptreo con material de las mismas caractersticas de la escollera. El hormigonado del cimiento del muro de escollera es necesario para poder considerar que trabaja como elemento rgido.TECNOLOGO OBRAS CIVILES Centro de Desarrollo Agroindustrial y Empresarial Servicio Nacional de Aprendizaje La Vega Cundinamarca 47. La cota a alcanzar con el hormign y las pendientes a dar con su superficie para evitar a comulaciones de agua enrazando normalmente con los bordes de la excavacin o los elementos de drenaje.TECNOLOGO OBRAS CIVILES Centro de Desarrollo Agroindustrial y Empresarial Servicio Nacional de Aprendizaje La Vega Cundinamarca 48. Cuerpo del muro La superficie de apoyo de la primera hilada de la escollera sobre la cara superior del cimiento de escollera hormigonada, debe tener una inclinacin media hacia el trasds entorno al 3H:1V y presentar una superficie final dentada e irregular que garantiza la Trabazn entre el cuerpo del muro y la cimentacin.TECNOLOGO OBRAS CIVILES Centro de Desarrollo Agroindustrial y Empresarial Servicio Nacional de Aprendizaje La Vega Cundinamarca 49. Trasds En general se deber disponer un relleno de material granular en el trasds del muro con un espesor mnimo de un metro. Con este relleno de material granular se pretende las siguientes funciones. Materializar una transicin granulo mtrica entre el terreno natural relleno del cuerpo del muro. Repartir del modo relativamente uniforme, los empujes sobre el cuerpo del muro de escollera. Interponer una capa granular con buenas caractersticas drenantes entre el terreno natural o relleno y el muro Dificultar la salida de material del terreno natural o relleno, a travs de los huecos entre bloques de escollera.Elementos de drenaje Drenaje superficial: se debe proyectar medidas oportunas para evitar que el agua de escorrenta desage al relleno granular del trasds del propio muro de escollera. TECNOLOGO OBRAS CIVILES Centro de Desarrollo Agroindustrial y Empresarial Servicio Nacional de Aprendizaje La Vega Cundinamarca 50. Drenaje subterrneo: debe evitarse la comulacin de aguas en el trasds y el cimiento del muro. Particularidades de los muros de contencin El principal condicionante que suele presentar los muros de contencin es que se deben ejecutar sobre una ladera natural o talud en desmonte en la que nicamente se podrn emprender determinadas actividades puntuales en el motivo de la ejecucin del muro es que dichas laderas o taludes presentan problemas de estabilidad pretendindose con el mismo bien de forma aislada o conjuntamente con otras actuaciones proporcionar un nivel de contencin adecuado.MUROS EN LLANTAS USADAS Los muros en llantas usadas conocidos como Pneusol o Tiresoil consisten enrellenos de suelo con llantas de caucho usadas embebidas. Las llantas son unidasentre s por soga de refuerzo. Generalmente, se utilizan sogas de polipropileno y seconoce de la utilizacin de elementos metlicos (Abramson 1996).La resistencia a la extraccin (pullout) es relativamente alta para los gruposde llantas y el peso unitario del relleno es relativamente bajo. La deformabilidaddel terrapln es alta pero su resistencia al cortante tambin aumenta.Generalmente, el anlisis interno de los muros con llantas es el de un TECNOLOGO OBRAS CIVILES Centro de Desarrollo Agroindustrial y Empresarial Servicio Nacional de Aprendizaje La Vega Cundinamarca 51. muroarmado. Tanto los elementos de anclaje como los de retencin superficial del sueloson construidos con llantas. Varias de las llantas en la superficie del talud sonconectadas por medio de sogas de acuerdo a una determinada distribucin. Comolas llantas en la superficie estn conectadas a las llantas de anclaje, se generan unafuerza de accin en la soga que las conecta. Si este refuerzo es lo suficientementefuerte para no fallar la tensin y la resistencia de la extraccin de la llanta es mayorque la fuerza de friccin, entonces la estructura permanecer estable.Los muros de llantas usadas son muy flexibles y se acomodan fcilmente a losasentamientos referenciales. Cada llanta se conecta a su vecina con soga depolipropileno o nylon. Generalmente, se utilizan tendones de 8 a 10 mm. Dedimetro. Sumanarathna, (1997), reporta muros hasta de 20 metros de alturautilizando llantas usadas.El muro de llantas puede ser integral en tal forma, que todo el volumen deterrapln est entrelazado con llantas, las cuales ocupan buena parte de suvolumen total, o puede utilizarse el sistema de muro de llantas en el cual secolocan llantas en la parte posterior del terrapln como anclaje de sogas depolipropileno, las cuales amarran las llantas internas con las llantas en la paredexterior del muro.TECNOLOGO OBRAS CIVILES Centro de Desarrollo Agroindustrial y Empresarial Servicio Nacional de Aprendizaje La Vega Cundinamarca 52. TECNOLOGO OBRAS CIVILES Centro de Desarrollo Agroindustrial y Empresarial Servicio Nacional de Aprendizaje La Vega Cundinamarca 53. TIERRA REFORZADA El sistema ms popular de muros de tierra reforzada es el refuerzo deterraplenes con geotextiles, en el cual el mecanismo de transmisin de esfuerzos espredominantemente de friccin. Existe una gran cantidad de geotextiles dediferentes propiedades mecnicas, tejidos y no tejidos. Los rellenos utilizados songeneralmente materiales granulares que van desde arenas limosas hasta gravas.Un problema importante de los geotextiles es su deterioro con la luz ultravioletadel sol y por esto se requiere que este material permanezca cubierto, con concretoemulsin asfltica o suelo con vegetacin.Recientemente se han introducido en el mercado las geomallas que son mallaspolimricas o metlicas con una forma determinada, en dos direcciones, en el cualse incluye el efecto de friccin y adems, el efecto de agarre dentro del suelo. Enocasiones la geomallas lleva varillas para ayudar a la resistencia de arrancamientode la malla. Generalmente, las geomallas tienen mayor resistencia al arrancamientoque los geotextiles.Relleno El material de relleno debe ser un material capaz de desarrollar friccin y no debecontener materiales orgnicos o perecederos como vegetacin o residuos indeseados.Comnmente se utiliza relleno granular pero cuando no se dispone de materiales degrava o arena se utiliza arcilla o suelos residuales, en estos TECNOLOGO OBRAS CIVILES Centro de Desarrollo Agroindustrial y Empresarial Servicio Nacional de Aprendizaje La Vega Cundinamarca 54. casos se debe tener especialcuidado, teniendo en cuenta, la importante reduccin de capacidad al arrancamiento enlos suelos arcillosos, cuando son saturados (Elias y Swanson, 1983).En ocasiones se utiliza piedra triturada. En este caso debe tenerse cuidado de que elrefuerzo sea de un grosor suficiente que impida su rotura, causada por los bordesangulosos del trituradoPared exterior del Muro En la parte exterior del muro se pueden colocar elementos prefabricados de concretoreforzado en lminas de acero, o geotextiles recubiertos con concreto lanzado oprotecciones vegetales. Conectores El material utilizado para conectar las paredes del muro con los anclajes y las paredesentre s debe ser de material electrolticamente compatible, en tal forma que nopromueva la corrosin por el uso de metales dismiles. Las tuercas que se utilicendeben ser de acero grado 8. Los conectores deben disearse en tal forma que laresistencia total del conector no sea inferior a la resistencia total del refuerzo. TECNOLOGO OBRAS CIVILES Centro de Desarrollo Agroindustrial y Empresarial Servicio Nacional de Aprendizaje La Vega Cundinamarca 55. El PH del relleno en el caso de tierra armada con refuerzo metlico debe ser superior aseis para impedir la corrosin acelerada del acero. El material debe compactarse a unadensidad tal que garantice la estabilidad del relleno en cuanto a resistencia ycompresibilidad. Comnmente se exigen densidades superiores al 95% de la densidadmxima Proctor modificado.El proceso de compactacin debe realizarse teniendo cuidado de no romper o deteriorarlos elementos de refuerzo. Debe impedirse que los vehculos tales como volquetaspasen por encima del refuerzo, antes de colocar el relleno.El relleno cerca de la pared debe compactarse utilizando un equipo liviano, bien sea unrodillo pequeo vibratorio, una placa vibratoria de peso no mayor a mil kilos o un vibrotamper. A distancias superiores a 1.5 metros de la pared puede utilizarse equipo pesado Diseo Los rellenos o muros de tierra armada deben disearse para estabilidad interna yexterna. La estabilidad interna requiere que el refuerzo proporcione suficienteresistencia al cortante para garantizar la estabilidad de la masa de relleno. El refuerzodebe tener un tamao, espaciamiento y longitud tales que TECNOLOGO OBRAS CIVILES Centro de Desarrollo Agroindustrial y Empresarial Servicio Nacional de Aprendizaje La Vega Cundinamarca 56. no falle a tensin bajo losesfuerzos a los que son sometidos y no se salga (pullout) de la masa de suelos. En loreferente a estabilidad externa, el muro de tierra armada debe satisfacer los mismosrequisitos de capacidad de soporte, deslizamiento y volcamiento de un muroconvencional.El mtodo ms utilizado de diseo de muro de tierra armada es calcular el refuerzohorizontal suficiente para resistir las presiones activas del suelo de relleno de laestructura armada. El diseo incluye varias etapas as: 1. Clculo de las fuerzas o presiones activas. 2. Distribucin de estas presiones o fuerzas entre los diversos elementos de refuerzo.Estas presiones se distribuyen en forma grfica de acuerdo a la localizacin de cadaelemento. La fuerza total corresponde al rea aferente del diagrama de presiones. TECNOLOGO OBRAS CIVILES Centro de Desarrollo Agroindustrial y Empresarial Servicio Nacional de Aprendizaje La Vega Cundinamarca 57. 3. Clculo de la resistencia a tensin del elemento de refuerzo. 4. Anlisis de la longitud requerida para evitar arrancamiento de los refuerzos. 5. Diseo de la pared exterior. 6. Diseo del sistema de subdrenajeTECNOLOGO OBRAS CIVILES Centro de Desarrollo Agroindustrial y Empresarial Servicio Nacional de Aprendizaje La Vega Cundinamarca 58. ESTRUCTURAS ANCLADAS El concepto bsico de los muros anclados es el de resistir y reforzar las presiones de tierra mediante la instalacin de anclajes de acero a espaciamientos muy entre si, usualmente entre 1 a 2 metros. Estos anclajes son conocidos como clavos de anclaje y se colocan en el talud o excavacin a los espaciamientos y segn las longitudes dictados por el diseo El procedimiento constructivo tpico consiste en la construccin desde la cima al pie del corte, realizando la excavacin a medida se va profundizando el corte. ESPECIFICACIONES ESTRUCTURALES los clavos de estabilizacin indicados en el detalle, ser de varilla corrugada #6, grado 60 que deber instalarse en la posicin y a las longitudes requeridas segn la altura del diseo del muro y a un ngulo de 5 grados con respecto a la horizontal tal y como se muestra en los planos constructivos del sistema el agujero para la instalacin del clavo ser de 4.5 pulgadas, una vez que el clavo este instalado deber rellenarse con lechada fabricada con cemento la proporcin requerida para la fabricacin de la lechada es:7.5 gal de agua(1 1/2 baldes) para 1 bolsa de cemento debido a que el clavo de anclaje no puede quedar en contacto directo con el suelo y para lograr un adecuado recubrimiento al momento de verter la lechada es necesario introducirlo al agujero de perforacin con unos centralizadores o separadores de seguridad a intervalos irregulares, estos separadores sern fabricados de PVC la pantalla del muro consistir en una pantalla de 15cm de espesor, utilizando un hormign con resistencia fc=210 kg/cm2, reforzado con una malla electrosoldada la malla electrosoldada utilizada para la pantalla del muro deber cumplir con la especificacin de una electromalla 6x6 pulgadas la placa de metal a utilizarse deber tener un espesor e=3/8pulgadas, sujetando a 4 varillas de 3/8y a la malla electrosoldada, a esta se le aplicara soldadura para sujetarla al clavoTECNOLOGO OBRAS CIVILES Centro de Desarrollo Agroindustrial y Empresarial Servicio Nacional de Aprendizaje La Vega Cundinamarca 59. ESPECIFICACIONES DE DRENAJE para este sistema consistir en un tubera de PVC de 2 pulgadas de dimetro y con una longitud que deber sobre pasar la longitud mxima de los clavos de anclaje a un angulo inverso de 15 grados el procedimiento de perforacin para instalar la tubera de drenaje ser el mismo que el descrito en las especificaciones estructurales, con la excepcin de que el dimetro de perforacin deber ser menor Los anclajes en roca pueden realizarse de muchas formas: 1. Dovela de concreto reforzada para prevenir que se suelte un bloque de roca en la cresta de un talud. Estos pernos son comnmente varillas de acero colocadas en huecos preperforados, inyectando una resina epxica o cemento, las varillas generalmente, no son tensionadas debido a que la roca puede moverse al colocar la tensin, se utiliza hierro de alta resistencia en dimetros que varan desde 1/2 a 1.5 pulgadas. 2. Mallas exteriores de alambre galvanizado ancladas con pernos para evitarla ocurrencia de desprendimientos de bloques de roca o material. Debe tenerse en cuenta que los anclajes de mallas protegen de la cada de bloques superficiales, pero no representan estabilidad para el caso de fallas de bloques grandes o movimientos de grandes masas de suelo o roca. 3. Anclajes tensionados para impedir el deslizamiento de bloques de roca a lo largo de un plano de estratificacin o fractura. Estos anclajes, generalmente utilizan cable de acero, los cuales se colocan en huecos preperforados e inyectados. La fuerza de tensionamiento depende de la longitud y caractersticas del anclaje y no es raro utilizar fuerzas hasta de 50 toneladas por ancla. 4. Muro anclado para prevenir el deslizamiento de una zona suelta. Los muros anclados generalmente, incluyen el concreto lanzado para prevenir el movimiento de bloques en una zona fracturada y drenaje de penetracin para impedir la presin de agua. Estos muros anclados pueden ser pasivos o activos dependiendo de si son pretensionados o no.TECNOLOGO OBRAS CIVILES Centro de Desarrollo Agroindustrial y Empresarial Servicio Nacional de Aprendizaje La Vega Cundinamarca 60. La perforacin debe realizarse en tal forma que se garantice una superficierugosa entre el suelo y el cementante a todo lo largo del bulbo. Es importantegarantizar que no haya colapso de las paredes de la excavacin para garantizar quela adherencia de la mezcla se haga con el suelo natural intacto. La perforacin debelimpiarse adecuadamente. El alineamiento de la perforacin no debe permitirdesviaciones mayores de 1 en 20. La desviacin de la lnea recta no debe exceder 20mm. en 3 metros de longitud.El anclaje debe colocarse lo ms rpidamente posible despus de terminada laperforacin y en ningn caso la demora debe ser superior a 24 horas. El dimetro del hueco de perforacin generalmente es determinado por el tipode equipo disponible. El dimetro debe ser de tal tamao que permita la insercindel perno sin necesidad de forzarlo. Un hueco de gran tamao no mejora el diseoy puede resultar en costos innecesarios de perforacin.Generalmente la resistencia en el contacto perno-lechada es muy alta y eldiseo se realiza sobre la base del contacto lechada roca.Comnmente el ancla es fijada utilizando cemento Portland ordinario y agua.La mezcla consiste generalmente, de cemento sin contraccin y agua en unarelacin agua cemento que vara de 0.4 a 0.45. Esta relacin produce una lechadaque puede ser bombeada por el orificio del perno y al mismo tiempo producir unaalta resistencia, con un mnimo de exudacin de agua de la mezcla. Se puedenagregar productos qumicos especiales para reducir la contraccin y exudacin ypara incrementar la viscosidad. No se debe utilizar cemento con altos contenidos de almina. No serecomienda la utilizacin de arena mezclada con el cemento. Las cantidades desulfatos, cloruros y nitratos de la mezcla no deben exceder los porcentajes de 4%,0.1% y 0.1% respectivamente.La expansin libre de la mezcla a temperatura ambiente no debe exceder del10%. La preparacin de la mezcla de inyeccin debe realizarse utilizando unamezcladora que le d una consistencia uniforme en un tiempo menor de 5minutos. Despus de mezclado, la mezcla preparada debe ser continuamenteagitada. Previamente al proceso de inyeccin se debe pasar la mezcla por un tamiznominal de 1.2 mm. El tiempo mximo permitido entre la adicin del cemento a lamezcla y la inyeccin es de 30 minutos. La bomba de inyeccin debe serdesplazamiento positivo (pistn o tornillo).La inyeccin debe TECNOLOGO OBRAS CIVILES Centro de Desarrollo Agroindustrial y Empresarial Servicio Nacional de Aprendizaje La Vega Cundinamarca 61. realizarse lo ms rpidamente posible despus de colocadoel anclaje dentro de la perforacin. El procedimiento de inyeccin debe garantizarque no quede aire o agua dentro de la zona inyectada.La inyeccin debe colocarse en forma lenta y permanente y debe continuarhasta la terminacin del trabajo que es el momento en el cual ha salido mezclacontinua por el tubo de salida durante por lo menos 1 minuto.El tensionado del ancla no debe realizarse hasta que se haya obtenido unaresistencia mnima de 25 MPa en la mezcla. El gato o equipo de tensionamientodebe tener capacidad para por lo menos 1.8 veces la carga de diseo (GeotechnicalControl Office, 1989). La tensin mxima que se coloque al tendn debe ser menordel 80% de la carga de falla nominal ltima.Cuando se tensiona un anclaje es importante chequear que la carga de diseorealmente fue colocada, utilizando el procedimiento del Post TensioningInstitute(1985). El procedimiento consiste en un cargue secuencial cclico hasta una cargamxima del 150% de la carga de diseo, midiendo la deflexin de la cabeza delanclaje, a medida que es tensionado.El mtodo comn de tensionamiento es utilizando un gato hidrulico con unhueco cilndrico central que permite aplicar la carga en forma precisa y axial.Las zonas de roca fracturada o degradada pueden ser protegidos colocandouna capa de concreto lanzado. El concreto lanzado rellena los espacios entre laroca y produce una estructura de retencin superficial. Sin embargo, este concretono impide totalmente el deslizamiento y se requiere en muchos casos que vayaacompaado en muchos casos de pernos o anclajes. El concreto lanzado debereforzarse superficialmente utilizando una malla metlica.Las reas cubiertas con concreto lanzado deben drenarse utilizando drenes depenetracin o lloraderos a travs del concreto lanzado. MICROPILOTES (SOIL NAILING) El SoilNailing es un mtodo de refuerzo in situ utilizando micropilotes vacoscapaces de movilizar resistencia a tensin en el caso de ocurrencia de unmovimiento. Se diferencian de los pilotes en cuanto los micropilotes no resistencargas laterales a flexin.Los micropilotes pueden ser varillas de acero, tubos o cables que se introducendentro del suelo natural o la roca blanda y son inyectados dentro de huecospreperforados. Generalmente son espaciados a distancias relativamente pequeas.Los micropilotes pueden ser hincados o inyectados en perforacionespreviamente realizadas. Junto con el suelo estos TECNOLOGO OBRAS CIVILES Centro de Desarrollo Agroindustrial y Empresarial Servicio Nacional de Aprendizaje La Vega Cundinamarca 62. alfileres o nail forman unaestructura de suelo reforzado. Los nail o alfileres se diferencian de los anclajes enel sentido de que son pasivos, o sea, que no son postensionados. Adicionalmentelos Nails estn mucho ms cercanamente espaciados que los anclajes. Comnmente se utiliza un alfiler por cada uno o seis metros cuadrados desuelo de superficie. La estabilidad de la superficie del terreno es controlada poruna capa delgada de concreto lanzado, de espesor de 12 a 18 centmetros con unamalla de refuerzo. Estas estructuradas se les utilizan tanto en suelos granularescomo cohesivos. Existen dos sistemas de funcionamiento de los micropilotes: Micropilotes que transfieren las cargas a travs de suelos sueltos o blandosa un material mucho ms competente. En este caso los micropilotes se diseananclados o como si conformaran una estructura aporticada. Micropilotes que refuerzan el suelo (Juran, 1996).La estabilidad del Soilnailing se basa en dos factores as: a. Desarrollo de friccin o adhesin en la interfase suelo alfiler. b. Resistencia pasiva desarrollada a lo largo de la superficieperpendicular a la direccin del soilnailing.Este sistema es mucho ms efectivo en suelos granulares duros y en arcillaslimosas competentes.El suelo debe tener suficiente resistencia para resistir un talud vertical deaproximadamente dos metros de altura sin deformacin.El sistema de Soilnailing no es muy efectivo en suelos granulares sueltos o enarcillas blandas. La presencia de niveles freticos altos tambin puede representardificultades de construccin.TECNOLOGO OBRAS CIVILES Centro de Desarrollo Agroindustrial y Empresarial Servicio Nacional de Aprendizaje La Vega Cundinamarca 63. Etapa constructiva de SoilNailing:Pernos Individuales no tensionados Los pernos son elementos estructurales generalmente constituidos por varillas de acero, las cuales se colocan dentro de una perforacin, la cual se inyecta posteriormente con cemento para unir la varilla al macizo de roca. Realmente, lo que ocurre es un refuerzo del macizo de roca por intermedio de la varilla. En esta forma, se pueden evitar los cados de roca y en ocasiones los deslizamientos de macizos de roca fracturada con discontinuidades muy espaciadas. El diseo de los pernos, generalmente, es emprico basado en un anlisis de las discontinuidades en el macizo y de la estabilidad de los bloques. La parte ms importante del diseo es determinar la localizacin, ngulo de inclinacin y longitud de cada perno. Es importante que el dimetro del hueco y el tamao de la varilla estn dentro de una tolerancia especificadas, en tal forma que la resina se mezcle y funcione correctamente. La barra se mete en el hueco y se mezcla la resina, hacindola rotar.TECNOLOGO OBRAS CIVILES Centro de Desarrollo Agroindustrial y Empresarial Servicio Nacional de Aprendizaje La Vega Cundinamarca 64. La principal ventaja de los anclajes con resina es la simplicidad y velocidad de instalacin y la desventaja es que la capacidad de los pernos se limita generalmente, a 400 kN y el hecho de que solamente se pueden utilizar barras rgidas. Adems, la resina no es tan efectiva para controlar la corrosin como el cemento. ANCLAJES INDIVIDUALES TENSIONADOS (ANCLAS ACTIVAS) Este mtodo consiste en la colocacin dentro del macizo de roca y muy por debajo de la superficie de falla real o potencial de una serie de tirantes de acero anclados en su punta y tensados por medio de gatos en superficie. Los anclajes generan fuerzas de compresin que aumentan la friccin y / o contrarrestan la accin de las fuerzas desestabilizadoras. Los anclajes pretensionados se colocan atravesando posibles superficies de falla, anclando los bloques a roca sana, detrs de esta superficie. El tensionamiento del perno, transmite una fuerza a la roca, produciendo una compresin y modificando los esfuerzos normales sobre la superficie de falla. Si las fuerzas de anclaje se instalan a un ngulo menor que a la normal a la superficie potencial de falla, se crea adicionalmente, una fuerza resistente que se opone al movimiento. La fuerza requerida para el anclaje, se minimiza cuando la suma del ngulo de buzamiento del ancla y el de la fractura es igual al ngulo de friccin. Se ahorra gran cantidad de pernos, instalndolos al ngulo ptimo, en lugar de colocarlos normales a la falla.TECNOLOGO OBRAS CIVILES Centro de Desarrollo Agroindustrial y Empresarial