INTRODUCCIN

Se define como muro: Toda estructura continua que de Forma activa o pasiva produce un efecto estabilizador sobre una masa de terreno. El carcter fundamental de los muros es el de servir de elemento de contencin de un terreno, que en unas ocasiones es un terreno natural y en otras un relleno artificial. En la situacin anterior, el cuerpo del muro trabaja esencialmente a flexin y la compresin vertical debida a su propio peso es generalmente despreciable. Sin embargo, en ocasiones el muro desempea una segunda misin que es la de transmitir cargas verticales al terreno, desempeando una funcin de cimiento. La carga vertical puede venir de una cubierta situada sensiblemente a nivel del terreno o puede ser producida tambin por uno o varios forjados apoyados sobre el muro y por pilares que apoyan en su coronacin transmitindole las cargas de los plantas superiores. Las formas de funcionamiento del muro de contencin y del de stano, son considerablemente diferentes. En el primer caso el muro se comporta como un voladizo empotrado en el cimiento, mientras que en el segundo el muro se apoya o ancla en los forjados, y a nivel de cimentacin el rozamiento entre cimiento y suelo hace que sea innecesaria casi siempre la disposicin de ningn otro apoyo. El cuerpo del muro funciona en este segundo caso como una losa de uno o varios vanos y a ese funcionamiento se superpone con frecuencia el de la pieza como viga de cimentacin de gran canto.

Muro de contencin

Muro de contencin construido en piedra. Se denomina muro de contencin a un tipo estructura de contencin rgida, destinada a contener algn material, generalmente tierras.

Muros de contencin y su funcionamiento

Los muros de contencin se utilizan para detener masas de tierra u otros materiales sueltos cuando las condiciones no permiten que estas masas asuman sus pendientes naturales. Estas condiciones se presentan cuando el ancho de una excavacin, corte o terrapln est restringido por condiciones de propiedad, utilizacin de la estructura o economa.

Por ejemplo, en la construccin de vas frreas o de carreteras, el ancho de servidumbre de la va es fijo y el corte o terrapln debe estar contenido dentro de este ancho. De manera similar, los muros de los stanos de edificios deben ubicarse dentro de los lmites de la propiedad y contener el suelo alrededor del stano.

Preparativos para la construccin del muro Verificar la aprobacin de las unidades Mesa, la geomalla Tensar y los rellenos reforzados especficos Examinar los dibujos para planificar la disposicin de la geomalla Tensar Examinar los dibujos y los planos del sitio para tener en cuenta el control del drenaje del agua superficial tanto durante como despus de la construccin. Preparar la subrasante excavando verticalmente para planificar la elevacin y horizontalmente para disear los largos de la geomalla. Si se encuentra una roca, es responsabilidad del ingeniero determinar la competencia de la roca en los lmites de excavacin indicados en esos planos. Se aprobar la subrasante antes de proceder a la construccin del muro. Todos los suelos de cimentacin que el ingeniero considere inadecuados sern tratados de una manera aprobada por el mismo. En proyectos grandes, se sugiere cortar la geomalla Tensar antes de erigir el muro para acelerar su construccin. Cortar la geomalla al ras con la primera barra transversal despus del largo medido, segn lo ilustrado a continuacin, o delante de la barra transversal para proporcionar cuas garra

EXCAVACIN PARA EL CIMIENTO DEL MURO DE CONTENCIN Una vez marcados los lmites del lote, es conveniente proteger el lugar de trabajo, sobre todo donde se cavarn las zanjas.

Las excavaciones ubicadas en pendientes o en la parte inferior o a pie de taludes, no se deben realizar sin contar con un cerco de paneles de proteccin suficientemente resistentes para contener los posibles derrumbes que se puedan producir (ver figura 57). Para asegurar este cerco de proteccin, hay que enterrar puntales de 3" x 3" x 2.50 m a una profundidad de 0.50 m distancindolos 1.50 m uno del otro (ver figura 58).

Entre los puntales, se clavarn tablas de 1" de espesor que llegarn a cubrir una altura mnima de 1 m y tendrn como longitud todo el tramo de excavacin, guardando una distancia hacia la zanja de por lo menos 1 m (ver figura 57).

Las paredes de la excavacin de la zanja deben ser, en lo posible, verticales y con el fondo plano.Si fuera necesario, se usar encofrado para lograr la verticalidad de la zanja. El fondo de la zanja ser humedecido y apisonado. Si presenta una fuerte inclinacin, se nivelar, siendo conveniente vaciar un solado* de mezcla pobre. Esto nos permitir hacer los trazos y apoyar convenientemente la armadura de acero del muro de contencin. La profundidad de la zanja ser como mnimo de 80 cm. El material excavado de la zanja puede ser seleccionado para emplearse como material de relleno. El resto debe eliminarse y llevarse de preferencia a lugares autorizados.

Tipos de muros de contencin

Los principales tipos de muros de contencin son:

Muros de gravedad

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

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

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

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

Muros de gaviones. Son muros mucho ms fiables y seguros que los de escollera ya que, con estos, se pueden realizar clculos de estabilidad y, una vez montados, todo el muro funciona de forma monoltica.

Muros prefabricados o de elementos prefabricados. Se pueden realizar mediante bloques de hormign previamente fabricados.

Muros aligerados. Aquellos en los que los bloques se aligeran (se hacen huecos) por diversos motivos (ahorro de material, reduccin de peso...).

Muros jardinera. Si los bloques huecos de un muro aligerado se disponen escalonadamente, y en ellos se introduce tierra y se siembra, se produce el muro jardinera, que resulta mucho ms esttico, y de menor impacto, ver rocalla.

Muros seco. constituido por piedra de 8"@10" que van sobre puestos y amarrados entre si , no lleva ningn tipo de mortero o concreto, conforme se va construyendo se va rellenando con piedras de lugar o cascajo de 3/4" de dimetro en caso que se utilize con drenar el agua.

Muros estructurales

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

Siempre que sea posible, una extensin en el puntal o la punta con una dimensin entre un tercio y un cuarto del ancho de la base suministra una solucin ms econmica.

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

Como se ha indicado, en ocasiones muros estructurales verticales de gran altura presentan excesivas flexiones. Para evitar este problema surge el 'muro con contrafuertes', en los que se colocan elementos estructurales

(contrafuertes) en la parte interior del muro (donde se localizan las tierras). Suelen estar espaciados entre s a distancias iguales o ligeramente mayores que la mitad de la altura del muro. Tambin existen muros con contrafuertes en

la parte exterior del mismo. En ocasiones, para aligerar el contrafuerte, se colocan elementos con un tirante (cable metlico) para que trabaje a traccin. Surgen as los 'muros atirantados'

Muros de tierra armada y de suelo reforzado

Los muros de tierra armada son mazacotes de terreno (grava) en los que se introducen armaduras metlicas con el fin de resistir los movimientos. Con ello se consigue que el material trabaje como un todo uno. La importancia de esta armadura consiste en brindarle cohesin al suelo, de modo de actuar disminuyendo el empuje de tierra que tiene que soportar el muro. La fase constructiva es muy importante, ya que se tiene que ir compactando por capas de pequeo espesor, para darle una mayor resistencia al suelo.

Muro de contencin armado con geotextil.

Se le suelen colocar escamas

(planchas de piedra u hormign), sin fin

estructural alguno, sino para evitar que se produzcan desprendimientos.

Los muros de tierra armada pueden rematarse tambin con bloques de hormign huecos, rellenos de tierra, y sembrados, creando muros jardinera.

Un 'muro de suelo reforzado' es un muro de tierra armada en que se sustituyen las armaduras metlicas, por geomalla. Es una solucin ms barata.

Anlogamente a los muros de tierra armada, se pueden recubrir con escamas, o rematarlos con muros jardinera. Aunque existe otra alternativa, que consiste en colocar un geotextil sobre la ladera del muro, y cubrirlo de tierra y semillas. Surge as un 'muro vegetalizado'.

Verificaciones tpicas en el clculo

Fuerzas que actan sobre un muro de contencin. Para el clculo de un muro de contencin de tierras es necesario tener en cuenta las fuerzas que actan sobre l como son la presin lateral del suelo o la subpresin y aquellas que

provienen de ste como son el peso propio. Con estos datos podemos verificar los siguientes parmetros:

Verificacin de deslizamiento: Se verifica que la componente horizontal del empuje de la tierra (Fh) no supere la fuerza de retencin (Fr) debida a la friccin entre la cimentacin y el suelo, proporcional al peso del muro. En algunos casos, puede incrementarse (Fr) con el empuje pasivo del suelo en la parte baja del muro. Normalmente se acepta como seguro un muro si se da la relacin: Fr/Fh > 1.3 (esta relacin se puede llamar tambin coeficiente de seguridad al deslizamiento).

Verificacin de volteo o vuelco: Se verifica que el momento de las fuerzas (Mv) que tienden a voltear el muro sea menor al momento que tienden a estabilizar el muro (Me) en una relacin de por lo menos 1.5. Es decir: Me/Mv > 1.5 (coeficiente de seguridad al volteo).

Verificacin de la capacidad de sustentacin: Se determina la carga total que acta sobre la cimentacin con el respectivo diagrama de las tensiones y se verifica que la carga trasmitida al suelo (Ta) sea inferior a la capacidad portante (Tp), o en otras palabras que la mxima tensin producida por el muro sea inferior a la tensin admisible en el terreno. Es decir: Tp/Ta > 1.0 (coeficiente de seguridad a la sustentacin).

Verificacin de la estabilidad global: Se verifica que el conjunto de la pendiente que se pretende contener con el muro tenga un coeficiente de seguridad global > 2

Muros en voladizo o en mnsula: Este tipo de muro resiste el empuje de tierra por medio de la accin en voladizo de una pantalla vertical empotrada en una losa horizontal (zapata), ambos adecuadamente reforzados para resistir los momentos y fuerzas cortantes a que estn sujetos, en la figura 8 se muestra la seccin transversal de un muro en voladizo. Estos muros por lo general son econmicos para alturas menores de 10 metros, para alturas mayores, los muros con contrafuertes suelen ser ms econmicos. La forma ms usual es la llamada T, que logra su estabilidad por el ancho de la zapata, de tal manera que la tierra colocada en la parte posterior de ella, ayuda a impedir el volcamiento y lastra el muro aumentando la friccin suelo-muro en la base, mejorando de esta forma la seguridad del muro al deslizamiento. Estos muros se disean para soportar la presin de tierra, el agua debe eliminarse con diversos sistemas de drenaje que pueden ser barbacanas colocadas atravesando la pantalla vertical, o sub-drenajes colocados detrs de la pantalla cerca de la parte inferior del muro. Si el terreno no esta drenado adecuadamente, se puede presentar presiones hidrostticas no deseables. La pantalla de concreto en estos muros son por lo general relativamente delgadas, su espesor oscila alrededor de (1/10) de la altura del muro, y depende de las fuerzas cortante y momentos flectores originados por el empuje de tierra. El espesor de la corona debe ser lo suficientemente grande para

permitir la colocacin del concreto fresco, generalmente se emplean valores que oscilan entre 20 y 30 cm. El espesor de la base es funcin de las fuerzas cortantes y momentos flectores de las secciones situadas delante y detrs de la pantalla, por lo tanto, el espesor depende directamente de la posicin de la pantalla en la base, si la dimensin de la puntera es de aproximadamente 1/3 del ancho de la base, el espesor de la base generalmente queda dentro del intervalo de 1/8 a 1/12 de la altura del muro.

Muros con contrafuertes: Los contrafuertes son uniones entre la pantalla vertical del muro y la base. La pantalla de estos muros resiste los empujes trabajando como losa continua apoyada en los contrafuertes, es decir, el refuerzo principal en el muro se coloca horizontalmente, son muros de concreto armado, econmicos para alturas mayores a 10 metros. En la figura 9, se muestra una vista parcial de un muro con contrafuertes, tanto la pantalla como los contrafuertes estn conectados a la losa de fundacin. Los contrafuertes se pueden colocar en la cara interior de la pantalla en contacto con la tierra o en la cara exterior donde estticamente no es muy conveniente. Los muros con contrafuertes representan una evolucin de los muros en

voladizo, ya que al aumentar la altura del muro aumenta el espesor de la pantalla, este aumento de espesor es sustituido por los contrafuertes; la solucin conlleva un armado, encofrado y vaciado ms complejo.

CONCLUSIONESLos factores de seguridad que rigen en la prctica diaria del diseo en la ingeniera son por lo general determinados por la experiencia y criterio del ingeniero geotcnico. Un factor de seguridad nico no permite distinguir entre las incertidumbres del modelo y la variabilidad del material estudiado y de las cargas actuantes. Las metodologas basadas en el anlisis de confiabilidad permiten aislar cada componente y estudiar de manera objetiva la influencia de su variabilidad en la respuesta general del sistema. Es bien conocida la deficiencia de estudios sistemticos de las funciones de densidad de probabilidad para variables geotcnicas. Tomar los valores reportados en la literatura puede ser la nica opcin cuando se van a realizar anlisis de confiabilidad. Sin embargo es necesario tener cuidado con aquellas propiedades geo mecnicas cuyo ambiente geolgico y de formacin de los suelos en el trpico no se hayan investigado en otras latitudes, como por ejemplo la permeabilidad o parmetros de resistencia en suelos residuales. La cantidad de variables aleatorias incluidas en la funcin de desempeo afectan directamente el costo computacional o el tiempo invertido en las simulaciones (caso de Monte Carlo), resultando muchas veces este mtodo imprctico. Se recomienda determinar de antemano cules variables geotcnicas presentan mayor variabilidad con respecto a otras para de esa forma poder restringir el tamao del problema y en consecuencia disminuir el tiempo de simulacin. Por ejemplo, la variabilidad de la base de una cimentacin superficial es menor a la variabilidad del dimetro de un pilote pre excavado y fundido in situ. Estudios de probabilidad de falla asociados con costos de construccin y costos de falla permiten tener un importante insumo para poder determinar las dimensiones ptimas de estructuras geotcnicas. Es decir, anlisis como los mostrados en este artculo permiten tomar decisiones informadas. Situacin que no se presenta cuando se realizan anlisis convencionales deterministas de factor de seguridad.