Informe DE MURO DE Contencion 1 PDF

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UNIVERSIDAD PERUANA LOS ANDESFACULTAD DE INGENIERIA CIVILE.A INGENIERÍA CIVILCURSO: GEOTÉCNIADOCENTE: ING. FERNANDO UCHUYPOMA MONTESCICLO: VIIITURNO: NOCHEINTEGRANTES:JIMENEZ CAMONES JAIMEJIM DIAZ FLORESVASQUEZDELMER2019-IIINFORME ACADEMICO PRACTICO DE MUROS DECONTENCIÓNINDICEIX. CONCLUCIONES Y RECO...

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UNIVERSIDAD PERUANA LOS ANDES FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL E.A.P INGENIERÍA CIVIL

INFORME ACADEMICO PRACTICO DE MUROS DE CONTENCIÓN CURSO:

GEOTÉCNIA

DOCENTE: ING. FERNANDO UCHUYPOMA MONTES CICLO:

VIII

TURNO:

NOCHE

INTEGRANTES: JIMENEZ CAMONES JAIME JIM DIAZ FLORES VASQUEZ DELMER

2019-II

INDICE

I.

INTRODUCCIÓN

II.

RESUMEN

III.

ABSTRAC

IV.

TITULO

V.

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

VI.

OBJETIVOS

Objetivo general Objetivo específico VII.

MARCO TEORICO

VIII.

APLICACIÓN PRACTICA AL MURO DE CONTENCION

IX.

CONCLUCIONES Y RECOMENDACIONES

X.

BIBLIOGRAFIA

INTRODUCCIÓN En la actualidad y desde hace años atrás, los problemas producidos por fenómenos de geodinámica interna o externa y de un mal diseño, se han venido reflejados en muchos elementos estructurales, dando por consecuencias, terribles acontecimientos como pérdidas de vida, dinero, derrumbes, y otros referidos a daños del medio ambiente en sí, como a la sociedad en general, etc. Es por esto que la ingeniería busca, cada vez cometer menos errores, y/o tratar en lo posible de prevenir desastres producidos por los acontecimientos antes mencionados, utilizando las herramientas necesarias y los elementos requeridos para conseguir los objetivos trazados a lo largo de la vida útil de cierta construcción. Los muros de contención tienen como finalidad resistir las presiones laterales o empuje producido por el material retenido detrás de ellos, su estabilidad la deben fundamentalmente al peso propio y al peso del material que está sobre su fundación. Los muros de contención se comportan básicamente como voladizos empotrados en su base. Designamos con el nombre de empuje, las acciones producidas por las masas que se consideran desprovistas de cohesión, como arenas, gravas, cemento, trigo, etc. En general los empujes son producidos por terrenos naturales, rellenos artificiales o materiales almacenados. El proyecto de los muros de contención consiste en: selección del tipo de muro y dimensiones, análisis de la estabilidad del muro frente a las fuerzas que lo solicitan y diseño de los elementos o partes del muro.

RESUMEN El presente trabajo de simulación del comportamiento de la interacción del muro de contención por gravedad con el suelo natural o suelo mejorado, está referido principalmente que sirven para contener terreno u otro material en desnivel. Estos son usados para estabilizar el material confinado evitando que desarrollen su ángulo de reposo natural. Son económicos para salvar desniveles de hasta 3 m. Por lo general son de concreto simple o mampostería. También se observara los empujes que actúan en el muro de contención por lo general está sometido al empuje activo y pasivo del suelo, a su peso propio y del relleno, a la reacción vertical del terreno, a la fricción en la base y, eventualmente, a sobrecarga en el relleno y subpresión.

ABSTRAC The present work of simulating the behavior of the interaction of the retaining wall by gravity with the natural ground or the improved soil, is mainly referred to serve to contain land or other uneven material. These are used to stabilize the confined material preventing them from developing their natural resting angle. They are economical to save slopes of up to 3 m. They are usually made of simple concrete or masonry. Also, the thrusts that act on the retaining wall will usually be observed at some time to the active and passive thrust of the ground, its own weight and fill, the vertical reaction of the ground, the friction at the base and, eventually, overload in the padding and deletion

INFORME ACADÉMICO PRACTICO DE MURO DE CONTENCIÓN POR GRAVEDAD V. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA Actualmente la construcción de muros de contención, presentan deficiencias, posterior a su ejecución

VI. OBJETIVOS Objetivo general Comprender el comportamiento de los muros de contención de gravedad ante los diferentes suelos, ya sean naturales o mejorado.

Objetivos específicos Analizar y determinar la función de los muros de contención, ante los empujes que se ejercen en toda su estructura.

VII. MARCO TEÓRICO  Muro de contención por gravedad Son muros con gran masa que resisten el empuje mediante su propio peso y con el peso del suelo que se apoya en ellos; suelen ser económicos para alturas moderadas, menores de 5 m, son muros con dimensiones generosas, que no requieren de refuerzo. En cuanto a su sección transversal puede ser de varias formas, en la figura 7 se muestran algunas secciones de ellas. Los muros de gravedad pueden ser de concreto ciclópeo, mampostería, piedra o gaviones. La estabilidad se logra con su peso propio, por lo que requiere grandes dimensiones dependiendo del empuje. La dimensión de la base de estos muros oscila alrededor de 0,4 a 0,7 de la altura. Por economía, la base debe ser lo más angosta posible, pero debe ser lo suficientemente ancha para proporcionar estabilidad contra el volcamiento y deslizamiento, y para originar presiones de contacto no mayores que las máximas permisibles.

Fig. N° 1: MURO DE CONTENCIÓN Y SUS PARTES

EMPUJES QUE SE PRESENTAN EN EL MURO DE CONTENCIÓN DEFINICIÓN El empuje de tierras es la acción que ejerce el terreno situado en el trasdos de un muro, sobre este y su cimentación. La presión del terreno sobre un muro está fuertemente condicionada por la deformabilidad del muro.

Básicamente podemos hablar de tres tipos de empujes: •

Empuje activo

•

Empuje al reposo

•

Empuje pasivo

Estos empujes tienen un valor creciente, es decir, el activo es el menor de ellos, luego vendría el empuje al reposo y finalmente, el de mayor valor sería el pasivo.

Fig. N° 2: EMPUJES PRODUCIDOS A LAS ESTRUCTURAS DE CONTENCIÓN

EMPUJE ACTIVO

Se produce este tipo de empuje cuando la estructura de contención se desplaza o gira hacia el exterior y por tanto, el terreno se descomprime. Presenta un valor mínimo respecto a los otros dos empujes de terreno. Se aplica, por ejemplo, a muros en ménsula donde existe libertad de movimiento.

Fig. N° 3: EMPUJE ACTIVO EN UN MURO DE CONTENCIÓN

FÓRMULA DE EMPUJE ACTIVO

El empuje activo Pa de tierras puede definirse como la resultante de los empujes unitarios σ´a según las siguientes fórmulas:

DONDE:

Ka:

Es el coeficiente de empuje activo.

σ´ah: Componente horizontal del empuje activo unitario. σ´v:

Tensión vertical efectiva la cual puede calcularse como = ϒ´·z.

ϒ´·

Es el peso específico efectivo del suelo y z la altura de tierras desde la rasante en el punto considerado.

φ´:

Ángulo de rozamiento interno del relleno del trasdós.

c´:

Cohesión efectiva del relleno del trasdós.

δ:

Ángulo de rozamiento entre el muro y relleno o terreno. Se muestra en la siguiente imagen.

β´:

Ángulo del trasdós del muro respecto a la horizontal e indicado en la siguiente imagen

i:

Inclinación respecto a la horizontal del relleno de tierras en la cabecera del muro. Para mayor compresión se muestra en la imagen siguiente: Fig. N° 4: ÁNGULO DE INCLINACIÓN FORMADO POR EL RELLENO

Si el muro de contención es vertical y el terreno es granular y homogéneo el Empuje activo Pa podría calcularse como:

Pa=Ka· ϒ´·H2/2

EMPUJE PASIVO:

Este empuje se produce cuando el elemento de contención se desplaza o rota hacia el interior del terreno y, por tanto, lo empuja y comprime. Al contrario del anterior, presenta unas condiciones de empuje máximo. Se usa, por ejemplo, en muros anclados y tesados contra el terreno.

Fig. N° 5: EMPUJE PASIVO EN UN MURO DE CONTENCIÓN

FÓRMULA EMPUJE PASIVO De forma análoga al empuje activo, el empuje pasivo Pp se define como la resultante de los empujes unitarios σ´p y se puede calcular siguiendo las siguientes fórmulas:

DONDE:

Kp:

Es el coeficiente de empuje pasivo.

σ´ph: Componente horizontal del empuje pasivo unitario. σ´v:

Tensión vertical efectiva. Se calcula de igual forma que en el empuje activo.

φ´:

Ángulo de rozamiento interno del relleno del trasdós.

c´:

Cohesión efectiva del relleno del trasdós.

δ:

Ángulo de rozamiento entre el relleno de tierras y el muro e indicado en la siguiente imagen.

β´:

Ángulo del trasdós del muro respecto a la horizontal. Es mostrado en la siguiente imagen para mayor comprensión.

i:

Ángulo respecto a la horizontal del relleno de tierras en la cabecera del muro. Se muestra dicha inclinación en la siguiente imagen.

Fig. N° 6: ÁNGULO DE INCLINACIÓN FORMADO POR EL RELLENO

El empuje pasivo PP en un terreno granular homogéneo y sobre un paramento vertical puede determinarse como:

Pp=Kp· ϒ´·H2/2

EMPUJE EN REPOSO: Se trata de un estado intermedio a los anteriores empujes donde la estructura prácticamente no sufre deformación y el empuje es similar al del estado tensional del terreno inicial. Es de aplicación, por ejemplo, en muros de sótano o marcos donde se impide el desplazamiento de la estructura.

Fig. N° 7: ESTADO DE REPOSO DE UN SUELO EN MURO DE CONTENCIÓN

FÓRMULA DE EMPUJE EN REPOSO En este caso, es un poco más difícil de determinar ya que el coeficiente de empuje en reposo depende del estado tensional del suelo debido a los esfuerzos tectónicos a los que haya sido sometido el terreno y al grado de consolidación. No obstante, como aproximación y a falta de más información geotécnica empleamos las siguientes formulas:

K0= (1-sen φ´)·(Roc)1/2 DONDE:

K0: Es el coeficiente de empuje en reposo. φ´: ángulo de rozamiento interno del terreno. Siempre que la superficie sea horizontal ya que expresa la relación entre las tensiones verticales y horizontales.

CASOS:

CASO ACTIVO  

Si el muro se mueve (traslación o rotación) hacia fuera los esfuerzos horizontales disminuyen. Finalmente se puede alcanzar la falla por corte, desarrollándose una cuña activa. Fig. N°8: FALLA POR CORTE EN UN CASO DE EMPUJE ACTIVO

CASO PASIVO  

Si el muro se mueve hacia el suelo, los esfuerzos horizontales aumentan. Finalmente se puede alcanzar la falla por corte, desarrollándose una cuña activa.

Fig. N° 9: FALLA POR CORTE EN CASO DE EMPUJE PASIVO

CASO EN REPOSO 

Coeficiente de empuje de tierra en reposo



Por lo general, los muros de subterráneos se diseñan con los empujes en reposo.

Fig. N° 10: MUROS DE SUBTERRÁNEOS Y EMPUJE DE REPOSO

VIII. APLICACIÓN PRÁCTICA DEL MURO DE CONTENCIÓN El presente trabajo de simulación, está referido a un muro de contención por gravedad, que sirven para contener terreno u otro material en desnivel. Estos son usados para

estabilizar el material confinado evitando que desarrollen su ángulo de reposo natural. Son económicos para salvar desniveles de hasta 3 m. Por lo general son de concreto simple o mampostería. El muro de contención por lo general está sometido al empuje activo y pasivo del suelo, a su peso propio y del relleno, a la reacción vertical del terreno, a la fricción en la base y, eventualmente, a sobrecarga en el relleno y subpresión. Entonces para este caso en particular, para poder realizar una ideal presentación de una simulación de la estructura sometida a los esfuerzos que generalmente éstas soportan, se deben tomar en cuentas lo siguiente: 

El primer paso del diseño, es establecer un dimensionamiento preliminar de la estructura, para luego verificar que se satisfagan las condiciones de estabilidad y resistencia. Fig. N° 11: CRITERIOS PARA EL PREDIMENSIONAMIENTO DE MUROS DE GRAVEDAD

FUENTE: DISEÑO DE ESTRUCTURAS DE CONCRETO ARMADO – TERCERA EDICIÓN – TEODORO E. HARMSEN Para nuestro caso práctico, gracias a los datos conseguidos, obtuvimos los siguientes datos:  Para una altura de la estructura de 3m: (ESCALA 1:20)

Obtuvimos:  Base de muro = (0.6)x(3.00) = 1.80 m  Ancho de corona = 0.30 m  Altura de talón = (0.15)x(3.00) = 0.45 m  Base punta = 0.45 m  Pendiente = 0.02 Luego de obtener las dimensiones de la estructura de ensayo, se pasó a dibujar a escala para poder conformar la estructura con el tipo del material, el cual para esta oportunidad, y con fines académicos, se escogió un muro de contención de tecnopor, el cual se cortó a escala y se le dio el color similar al del concreto. Luego se procedió a escoger el recipiente con las medidas suficientes como para realizar las simulaciones, el cual nos serviría de soporte tanto de los suelos como de la estructura y las sobrecargas que se aplicarían para este ensayo.

Fig. N°12: RECIPIENTE DE VIDRIO PARA MAQUETA

Medidas: 20 cm x 40 cm x 30 cm

Lo siguiente fue relacionar los esfuerzos que se ejercerán en la estructura, con los tipos de suelos en los que se producen normalmente y estos fueron los que se escogieron:



Suelos:

Se utilizaron distintos tipos de materiales como parte del suelo a ensayar, entre estos tenemos:

-

Suelos friccionantes:

Para realizar el ensayo de Empuje Activo, utilizamos estratos de suelo gravoso, arenoso y relleno con suelo orgánico.

-

Suelos cohesivos:

Para el ensayo de Empuje Pasivo, relacionando este tipo de fenómeno, utilizamos la arcilla y agregado como relleno una porción de suelo orgánico.

EJECUCIÓN DE LA SIMULACIÓN Luego de haber obtenido todo los materiales necesarios, se procedió a realizar los 3 tipos de efectos que producen los distintos suelos, para dicha estructura de contención por gravedad.  EN REPOSO:

ESFUERZO CONSTANTE

ESFUERZO CONSTANTE El muro de

contención no emite ningún cambio, puesto

que no está siendo alterado sobre sus esfuerzos admisibles; en la práctica se busca que se mantenga estable, sin sufrir volteo, deslizamiento ni asentamiento.

 EMPUJE ACTIVO:

SOBRECARGA

Luego de sobrecargar el terreno, se puede observar la falla de la estructura, al volteo, producido por el aumento de esfuerzos verticales y horizontales de los suelos friccionantes. En este momento el esfuerzo admisible de la estructura es superada por las cargas del terreno que sostiene.

 EMPUJE PASIVO:

SOBRECARGA

Para este ensayo se cambió el suelo, y se incorporó la arcilla, que es uno de los componentes para un suelo cohesivo. Es en este tipo de suelo donde se presentan los empujes pasivos, dando como resultados las fallas en la fundación provocada por la subpresion, llegando a la comprobación que la estructura se deslice y pierda estabilidad tomando dirección contraria comparada al volteo del empuje activo.

CONCLUSIONES



Luego de los ensayos, los resultados nos permiten concluir que, un suelo cohesivo y cohesivo friccionantes (saturado) pueden contraer diversos fallos

para la estructura predeterminada. La subpresion es otro fenómeno muy determinante en estos casos si no se toman las prevenciones necesarias. 

Un suelo friccionante, al aumentar sus cargas verticales provoca diversos esfuerzos en la estructura, causando fricción en el lugar suelo-estructura y hasta volteo, por no tomar las medidas necesarias de los probables fenómenos externos.



No se debería diseñar estructuras de sostenimiento proyectados en soportar solo efectos de suelos en reposo, porque no se sabe en qué momento éste podría cambiar sus parámetros y provocar desastres, como los antes ensayados.



En estos tipos de fallas no es preciso considerar solo un empuje, porque pueden actuar los tres empujes simultáneamente en una estructura de contención.



Es importante añadir en cualquier caso que, en una situación de equilibrio límite en muros (deslizamiento, vuelco) o de agotamiento estructural del trasdós, el empuje último del terreno deberá corresponder al activo, ya que se puede admitir la posibilidad de un movimiento importante.

RECOMENDACIONES



Realizar con mucha precisión, un estudio del suelo que se desea soportar, cumpliendo con los requerimientos mínimos necesarios que nos rigen las norma.



Aplicar los criterios necesarios que nos brinda la Ingeniería con los estudios técnicos y bases teóricas-prácticas, para cumplir con un diseño eficiente y eficaz.



Tener siempre en cuenta los efectos de los fenómenos de la geodinámica externa e interna en el cual están sometidas las estructuras y el suelo en general.



El ingeniero civil debe diseñar estructuras seguras y estables en el tiempo, teniendo en cuenta el nivel de perturbación que sufre el suelo, evaluando su comportamiento y nivel de esfuerzos a los que están sometidos.

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

REFERENCIA:



file:///C:/Users/DETEL/Downloads/3_Empujes_de_tierra.



http://estructurando.net/2015/06/29/tipos-empujes-considerar-una-estructuracontencion



http://geotecniafacil.com/formulas-empuje-de-tierras-activo-pasivo-y-enreposo/#targetText=%CF%83%C2%B4ah%3A%20Componente %20horizontal,interno%20del%20relleno%20del%20trasd%C3%B3s.



https://stehven.files.wordpress.com/2015/06/diseno-de-estructuras-de-concretoharmsen.pdf...