Presin lateral de tierras y muros de contencin

Clasificacin por su funcin:

SostenimientoContencinRecubrimiento

Clasificacin por su comportamiento:Estructuras rgidas: Cumplen las funciones de sostenimiento, contencin y revestimiento. Ejemplo: Muros de contencin

Estructuras flexibles:Cumplen sus funciones deformndose. Ejemplo: Tablestacados, Muros pantalla.

Estructuras rgidasa. Muros de gravedad: hasta 3.0 m de altura

b. Muros de semigravedad: hasta 4.0 m de altura

c. Muros en Cantilever o en voladizo: hasta 7.0 m

d. Muros con contrafuertes: alturas mayores de 7.0 m

e. Muros en tierra armada

Estructuras flexiblesa. Tablestacas: su estabilidad se deriva del anclaje que se desarrolla en la parte enterrada Pantallas precoladas o prefundidas: se utilizan mucho en excavaciones para stanos.

b. Pantallas precoladas o prefundidas: ampliamente utilizado en excavaciones para stanos.

Terminologa

Diseo de muros

Topografa del sitio Sobrecargas del muro Tipo de muro y predimensionamiento Clculo de empujes Anlisis de estabilidad (FS volcamiento, FS deslizamiento, FS por capacidad de soporte del suelo) Diseo estructural de cada uno de los elementos Diseo de los drenajes Clculo de los asentamientos

Fuerzas actuantes sobre un muro de contencin para el anlisis de estabilidad

1. W : peso del muro aplicado en el centro de gravedad 2. Ws : peso del suelo actuante sobre la pata3. Ea : Empuje activo4. Ep : Empuje pasivo5. Reaccin del suelo en la base6. F: reaccin al deslizamiento F= f * (Fv

(0.2 1hasta que falle el suelo.

Si se analiza el elemento a la derecha de la barrera:Al desplazarse la barrera, hay relajacin de esfuerzos y por lo tanto 3 disminuye hasta alcanzar la falla.

Entonces: Empuje Activo: El plano de falla hace un ngulo con la horizontal de 45 + /2

Empuje Pasivo: El plano de falla hace un ngulo con la horizontal de 45 -/2Mediante un anlisis similar:

Rango usual de valores de k:kGranularCohesivo

kp3-141-2

ko0.4-0.60.4-0.8

ka0.33-0.221-0.5

Desplazamiento requerido para generar presiones activas y pasivas:SueloEstado deesfuerzosDesplazamientonecesario

GranularActivo0.001 h

Pasivo0.05 h

CohesivoActivo0.004 h

Pasivo0.05 h

Casos especiales de la teora de RANKINE1. Superficie del lleno inclinada:

1. Sobrecarga uniformemente distribuida:

Teora de COULOMBSupuestos: Superficie de falla plana. Considera friccin suelo-muro. Deduccin para suelo sin cohesin.

Caso Activo:( = ngulo de friccin suelo - muroBC = superficie de fallaF = Resultante de fuerzas sobre BC (si es inclinada,

mayor ( respecto a la normal al plano BC)

Polgono de fuerzas:1= 90 - q - d

Frmula general de COULOMB:

Valores de d:

Material

35Roca

29-31Gravas y arenas gruesas

24-29Arena media limpia, arena gruesa limosa

14-24Arena fina

17-19Limos no plsticos

Mtodo de CULMANN

Es la solucin grfica del empuje de tierras de Coulomb.Supuestos: Existe friccin suelo-muro. Superficie del lleno con cualquier inclinacin. Para llenos con cualquier tipo de carga (puntual o distribuida).

Pasos del mtodo de CULMANN:

1. Dibujar a escala el muro y el lleno, y colocar las cargas que actan sobre l.2. Determinar el ngulo ( = 90 - ( - (, donde ( es la inclinacin de la cara posterior del muro con respecto a la vertical y ( el ngulo de friccin suelo - muro. 3. Dibujar la lnea BD haciendo un ngulo ( con la horizontal.4. Dibujar la lnea BE que hace un ngulo( con BD.5. 5. Considerar aleatoriamente varias superficies de falla. Dibujar las lneas BC1, BC2, BC3, ..., Bcn6. Encontrar las reas ABC1, ABC2, ABC3, ..., ABCn7. Determinar el peso de cada cua:1. W1 = rea ABC1*(*12. W2 = rea ABC2*(*13. W3 = rea ABC3*(*1 Wn = rea ABCn*(*1

8. Adoptar una escala de cargas conveniente y dibujar los pesos W1, W2, W3,...,Wn, determinados en el paso anterior sobre la lnea BD (Nota: Bc1=W1, Bc2=W2, Bc3=W3,..., Bcn=Wn. )9. Dibujar c1c1, c2c2, c3c3,..., cncn, paralelas a la lnea BE. (Nota: c1, c2, c3,..., cn estn localizadas sobre las lneas BC1, BC2, BC3,..., Bcn, respectivamente). 10. Dibujar una curva suave a travs de los puntos c1, c2, c3,..., cn. Esta es la denominada LNEA DE CULMANN.11. Dibujar una tangente a BD a la lnea de Culmann que sea paralela a BD, denominar ca al punto de tangencia. 12. Dibujar una lnea caca paralela a BE.13. Determinar la fuerza activa por unidad de ancho de la pared como: Pa = (long caca) * escala de carga14. Dibujar la lnea BcaCa. ABCa es la cua de falla.Punto de aplicacin de Pa (mtodo aproximado):ABCa: cua de falla.O: centro de gravedad de la cua ABCaO - O :paralela al plano de deslizamiento BcaO : punto de interseccin de la paralela a Bca con la parte inferior del muro.Pa acta en O inclinada un ngulo ( con la cara posterior del muro