Muros de contencion

INFORME EXPOSICION
ESTRUCTURAS DE CONTENCION

INTEGRANTES:

MARIO ALBERTO ACUÑA
MARIA DEL PILAR DIAZ SALCEDO
ANDRES EDUARDO FERNANDEZ
FABIAN GALINDO BELTRAN
JOHANNA XIMENA HOSTOS
ALEXANDER MATALLANA
LUIS ERNESTO PEÑA
LUISA FERNANDA POPAYAN
JAVIER ARMANDO ROCHA GIL
JUAN CAMILO RODRIGUEZ CELIS

FICHA No. 258055

TECNOLOGO 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

INTRODUCCION

A fin de fortalecer conocimientos se presenta este trabajo expositor de una
recopilación de muchas ideas que la construcción hoy en día nos ofrece a la
solución de problemáticas y en la posibilidad de mejorar la calidad de vida. Es muy
importante saber que hay obras constructivas desarrolladas con el pasar de los
días, la ejecución 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 cuestión de estudios los muros de contención son estructuras que llevan años
de historia; desde las mas antiguas civilizaciones crearon templos, contrafuertes y
murallas, basadas a simple lógica en cubrir una necesidad primaria pero con
muchas investigaciones actualmente han logrado asombrar a muchos ya que son
invenciones que físicamente una persona con mucho estudio podría hacer.

Los muros de contención como estructuras contenedoras de algún material
presentan diversos diseños y muchas tipologías ya sea por su forma, función,
modo de interacción entre otras. Básicamente podemos decir que un muro de
contención no solo retiene un material sino también delimita una parte de otra,
contiene fuerzas y empujes y contrarresta esfuerzos aplicados a la misma
estructura.


JUSTIFICACION

Con 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 contención 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, características, tipos, formas materiales y maquinaria empleadas en
los diferentes procesos constructivos. Cabe destacar que los muros de contención
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.


OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL

Fortalecer conocimientos en cada uno de los temas aquí contenidos.

OBJETIVOS ESPECIFICOS

Identificar tipologías de muros de contención
Conocer los diferentes procesos constructivos de los muros de contención
Identificar Maquinarias y Materiales de Obra en los procesos constructivos
de los muros de contención
Entender y analizar gráficos, planos y diseños de muros de contención


CONTENIDO


- LOS MUROS DE CONTENCION
- HISTORIA
- CARACTERISTICAS DE LOS MUROS DE CONTENCION
- CARACTERISTICAS PARA ESCOGER EL TIPO DE ESTRUCTURA
- CRITERIOS DE COMPORTAMIENTO
- PRESIONES DE TIERRA

CLASIFICACION 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 CAISSONS



Construcción estructural de ingeniería, cuyo fin es contener los empujes de
tierras que pueden afectar a una determinada obra. Puede ser una única obra con
un único proyecto (como es el caso de la construcción de un muro de
contención con el fin de obtener parcelas de superficie horizontal), o puede ser
parte de un proyecto más grande, (como por ejemplo, un muro para contener el
empuje de tierras próximo a una carretera, o pantallas para la construcción de
los sótanos de un edificio).


El propósito de una estructura de contención es resistir fuerzas ejercidas por la
tierra contenida y transmitirlas en forma segura a la fundación o a un sitio por fuera
de la masa analizada en el movimiento. Para esto se diferencian dos condiciones
para el diseño de una estructura de contención:

Condición de talud Estable

Este es el caso del muro de contención en donde el suelo es homogéneo y se
genera una presión de tierras de acuerdo a las teorías de Rankine y Coulomb y la
fuerza activa tiene una distribución de presiones en forma triangular.

Condición de deslizamiento

En este caso generalmente las
fuerzas actuantes son
superiores a las fuerzas activas
calculadas por teorías
tradiciones. El costo de
construir una estructura de
contención es generalmente
mayor, por lo que se debe
tener muy en cuenta el diseño
que debe hacerse con el fin de
sostener fuerzas y empujes
además de mantener la altura
lo mas baja posible.


LOS MUROS DE CONTENCION

Se denomina muro de contención a un tipo estructura de contención rígida,
destinada a contener algún material, generalmente tierras.

Los muros de contención tienen como finalidad resistir las presiones laterales ó
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.

HISTORIA

Aunque en la antigüedad se construyeron muchos tipos de muros de carga, los
más antiguos que se conservan son de adobe o piedra. Se tiene constancia de la
existencia de pastas y morteros precursores del hormigón desde los tiempos
del Antiguo Egipto, pero fueron los romanos los que impulsaron este material con
la técnica del Emplectum, consistente en crear dos hojas exteriores de sillares de
piedra, rellenas de un mortero de cal con arena y cascotes.2 Esta técnica
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, ésta se sustituyó 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 construcción 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 repetía la operación. Con estas técnicas de tapial y adobe
se lograron erigir edificios de hasta seis alturas, algunos de los cuales perduran
en Yemen.
Pero el material más empleado para realizar muros de carga es el ladrillo: una
evolución del adobe cuya diferencia estriba en el proceso de cocción, 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

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 hormigón, si bien no es
posible alcanzar grandes alturas por este método.
Al igual que en las épocas anteriores, también existe un reflejo
del emplectum romano en el empleo actual del hormigón en masa, donde, como
sucediera en el tapial, el hormigón se confina mediante encofrados hasta que éste
fragua y adquiere dureza.
La aparición del acero, capaz de soportar las tensiones de tracción, posibilitó la
aparición del hormigón armado y de las estructuras metálicas, que modificó
radicalmente la forma de construir, dejando obsoletos los muros de carga. En la
actualidad, estos muros sólo se emplean en obras de poca entidad, como muros
de contención de terreno en obras públicas y en sótanos, siendo el resto de la
estructura una combinación de vigas y pilares, por lo que los muros rara vez
adquieren funciones portantes o estructurales, y su único propósito es el de
compartimentar o aislar los espacios.
Hasta finales del siglo XIX, se construían muros de mampostería y piedra, a partir
del siglo XX se comenzó a construir muros de concreto en masa y de concreto
armado, desplazando en muy buena parte a los materiales anteriormente
utilizados.

CARACTERISTICAS MUROS DE CONTENCION


CRITERIOS PARA ESCOGER EL TIPO DE ESTRUCTURA

Los siguientes factores deben tenerse en cuenta para seleccionar el tipo de muro
de contención:

Localización del muro de contención propuesto, su posición relativa con
relación a otras estructuras y la cantidad de espacio disponible.

Altura de la estructura propuesta y topografía resultante

Condiciones del terreno (Suelo)

Nivel freático

El nivel freático corresponde (en un acuífero libre)
al lugar en el que se encuentra el agua
subterránea. En este nivel la presión de agua del
acuífero es igual a la presión atmosférica. También se
conoce como capa freática, manto freático, napa
freática, napa subterránea, tabla de agua o
simplemente freático.

Al perforar un pozo de captación de agua subterránea en un acuífero libre, el nivel
freático es la distancia a la que se encuentra el agua de la superficie del terreno.
En el caso de un acuífero confinado, el nivel de agua que se observa en el pozo,
corresponde al nivel piezométrico.
Cantidad de movimiento del terreno aceptable durante la construcción y la vida
útil de la estructura, y el efecto de este movimiento en muros vecinos, estructuras
o servicios.

Disponibilidad de materiales

Tiempo disponible para la construcción.

Apariencia (Estética)

Vida útil

Mantenimiento

CRITERIOS DE COMPORTAMIENTO

Una estructura de contención y cada parte de esta, requiere cumplir ciertas
condiciones fundamentales de estabilidad, rigidez o flexibilidad, durabilidad, etc.,
durante la construcción y a lo largo de su vida útil y en muchos casos se requiere
plantear alternativas para poder cumplir con las necesidades de un proyecto
específico. Estas alternativas pueden requerir de análisis y cálculos adicionales de
interacción suelo -estructura. En todos los casos el diseño debe ser examinado de
una manera crítica a la luz de la experiencia local. Cuando una estructura de
contención no satisface cualesquiera de sus criterios de comportamiento se puede
considerar que ha alcanzado el “Estado Límite”. Durante el período de diseño se
deben discutir en toda su extensión todo el rango posible de estados límite. Las
siguientes clases principales de estado límite deben analizarse:

a. Estado límite último

Es el estado en el cual se puede formar un mecanismo de falla, bien sea en el
suelo o en la estructura (inclinación o fractura). Para simplicidad en el diseño debe
estudiarse el estado inmediatamente anterior a la falla y no el colapso total del
muro.


b. Estado límite de servicio

Es el estado en el cual no se cumple un criterio específico de servicio. Los estados
límite de servicio deben incluir los movimientos o esfuerzos que hagan ver una
estructura deformada o “fea", que sea difícil de mantener o que se disminuya su
vida útil esperada. También se debe tener en cuenta su efecto sobre estructuras
adyacentes oredes de servicios. Siempre que sea posible, una estructura de
contención debe diseñarse en tal forma que se muestren signos visibles de peligro
que adviertan de una falla. El diseño debe evitar que pueda ocurrir falla súbita o
rotura, sin que hayan ocurrido previamente deformaciones que indiquen que
puede ocurrir una falla. Se recomienda en todos los casos que las estructuras de
contención tengan suficiente “ductilidad” cuando se acerquen a una falla.

Durabilidad y mantenimiento

Una durabilidad inadecuada puede resultar en un costo muy alto de
mantenimiento o puede causar que la estructura de contención alcance muy
rápidamente su estado límite de servicio o su estado límite último. Por lo tanto, la
durabilidad del muro y la vía de diseño junto con los requisitos de mantenimiento
deben ser consideradas en el diseño, seleccionando adecuadamente las
especificaciones de los materiales de construcción, teniendo en cuenta el clima
local, y el ambiente del sitio donde se plantea colocar la estructura. Por ejemplo, el
concreto, el acero y la madera se deterioran en forma diferente de acuerdo a las
circunstancias del medio ambiente reinante.

Estética

Las estructuras de contención pueden ser un detalle dominante de un paisaje
urbano o rural y debe realizarse un diseño adecuado para mejorar lo más posible
su apariencia, sin que esto lleve a incrementos significantes en su costo. Además
de satisfacer los requerimientos de funcionalidad, la estructura de contención debe
mezclarse adecuadamente con el ambiente a su alrededor para complacer las
necesidades estéticas del paisaje. Los aspectos que son importantes con
referencia a su impacto estético son:

Altura e inclinación de su cara exterior.


Curvatura en planta. En ocasiones los muros son diseñados con un criterio de
muro“ordinario”, cuando con el mismo costo se podría haber construido un muro
“elegante”

Gradiente y conformación de la superficie del terreno aledaño. La cobertura
vegetal debe ser un compañero constante de la estructura de contención.

Textura de la superficie de la cara frontal, y la expresión y posición de las juntas
verticales y horizontales de construcción.

La corona de la estructura Todo muro debería llevar un detalle arquitectónico en
su corona que sea agradable a la vista. La mejora del aspecto estético puede
lograrse a través de una formaleta-estructural adecuada. En ocasiones diversos
tipos de vegetación pueden incorporarse a la estructura para mejorar su
apariencia, pero debe tenerse en cuenta que estas plantas no causen un daño al
muro, a largo plazo. El consejo de un Arquitecto paisajista debe ser buscado para
lograr efectos especiales.

Procedimientos de construcción

Es importante para la seguridad y economía, que los diseñadores de estructuras
de contención tengan especial consideración con los métodos de construcción y
los materiales a ser utilizados. Esto ayudará a evitar diseños peligrosos y puede
resultar en economía significativa. Generalmente, se pueden lograr ahorros
incorporando en parte los trabajos temporales dentro de la estructura permanente.

Selección y Características del Relleno

El relleno ideal generalmente, es un material drenante, durable, de alta resistencia
y rígido que esté libre de materiales indeseables. Sin embargo la escogencia final
del material depende de su costo y disponibilidad contra el costo de utilizar
materiales de menor calidad pero de comportamiento aceptable. El relleno detrás
de un muro generalmente no debe contener: Turba, material vegetal, maderas,
materiales orgánicos o degradables, materiales tóxicos, materiales susceptibles a
combustión, caucho, metales, plásticos o materialessintéticos, lodo, arcillas
expansivas, suelos colapsibles o materiales solubles. También el relleno no debe
ser químicamente agresivo; por ejemplo la presencia de sulfatos en los suelos
puede acelerar el deterioro del concreto o el acero.


Colocación y compactación del relleno. Todos los materiales que se coloquen
detrás de estructuras de contención, incluyendo los filtros, deben ser
compactados. Al especificar el grado de compactación del relleno y de los filtros,
debe tenerse en consideración las funciones que estos materiales van a cumplir.
Entre mayor sea el grado de compactación la resistencia al cortante es mayor y el
relleno es más rígido, pero la permeabilidad es menor. Generalmente se
especifica que la densidad debe cumplir una especificación del 90% dela densidad
Proctor modificado para el nivel de los 1.5 metros más alto del relleno y del95%
cuando se requiere pavimentar la superficie arriba del muro. Debe tenerse en
cuenta que la compactación produce presiones mayores sobre la estructura, por lo
tanto el efecto de la compactación debe tenerse en cuenta en el diseño. Debe
demostrarse durante la etapa de diseño o antes de la construcción que los
materiales a utilizar cumplen con la especificación. El diseñador debe especificar
muy claramente el tipo, número y frecuencia de los ensayos de calidad,
permitiendo que los ensayos puedan ser aumentados durante la construcción de
acuerdo a la heterogeneidad de los materiales y al tamaño 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 de
buena calidad pueden encontrarse en la vecindad del sitio de trabajo, por lo tanto
la especificación de los rellenos no debe ser demasiado restrictiva. El uso de
rellenos de arcilla no es recomendable debido a los problemas asociados con
expansión contracción, y consolidación pero a menudo son los únicos materiales
disponibles. Los rellenos de limos uniformes no deben usarse porque esos
materiales son prácticamente imposibles de compactar. Los rellenos compuestos
de suelos finos, requieren de un drenaje adecuado para evitar la formación de
presiones altas de poros. El relleno compuesto de roca fracturada es un material
muy bueno para su uso como relleno de muros de contención. Generalmente,
deben preferirse los materiales bien gradados y con pocas cantidades de finos. El
movimiento o migración de finos debe prevenirse y puede requerirse la
construcción de filtros diseñados específicamente para prevenir que el suelo
atraviese los enrocados.

Se requieren materiales de drenaje libre para llenar las canastas de los gaviones y
el interior de los muros criba. Deben establecerse especificaciones particulares
para el relleno de estructuras de concreto armado las cuales son muy sensibles a
cualquier cambio en las fuerzas generadas por el relleno.


Método de construcción

La secuencia y método de construcción generalmente es determinado por el
contratista sin embargo, hay ocasiones donde un método determinado de
construcción o secuencia de operación debe indicarse en el diseño. En esos casos
es necesario chequear que el método y las consecuencias de operación no son
riesgosos por sí mismas. En todos los casos debe establecerse una especificación
en tal forma que el Interventor pueda comprobar su cumplimiento durante la
construcción. Las tolerancias del muro terminado deben ser especificadas y estas
deben tener en cuenta los posibles métodos deconstrucción, así como cualquier
movimiento de asentamiento, etc., que pueda ocurrir durante el periodo
constructivo. Los procesos de excavación, relleno, bombeo del agua freática, etc.,
deben organizar separa evitar poner en peligro la estabilidad y reducir la
resistencia de los elementos de la estructura, por ejemplo en el caso de un muro
de contención diseñado para ser soportado lateralmente en su cabeza no debe
permitirse el relleno hasta que este soporte haya sido construido. Alternativamente
la estructura debe diseñarse para las condiciones de carga que va a soportar
durante el periodo de la construcción y deben indicarse las cargas permisibles
durante este periodo.

Obras temporales

La influencia de obras temporales deben tenerse en cuenta en el diseño, por
ejemplo el ángulo del talud seleccionado para la excavación temporal detrás del
muro, puede afectar las presiones de tierra dependiendo de las resistencias del
suelo del sitio y del relleno. En materiales blandos o sueltos puede ser más
económico remplazarlos que construir un muro para resistir los altos empujes que
ellos producen. Las excavaciones requeridas para la construcción de una
estructura de contención deben ser especificadas en el diseño y deben tener una
estabilidad adecuada. Adicionalmente estas excavaciones no deben producir
movimientos inaceptables en estructuras cercanas o redes de servicios. La
superficie de los taludes temporales también debe ser protegida contra la erosión.
Cuando los taludes temporales son altos (más de 7.5 metros) deben construirse
bermas intermedias. Cualquier material blando en la interface entre el suelo del
sitio y el relleno debe ser removido antes de iniciar el proceso de compactación.
Las excavaciones temporales que requieran soporte o entibado deben ser
diseñadas adecuadamente y la secuencia de construcción debe ser

cuidadosamente planeada. Se debe garantizar la estabilidad de cada etapa de la
construcción y los diseños deben estar indicados en los planos de construcción.
Cuando el soporte lateral de la excavación sea retirado debe tenerse en cuenta
que el proceso de relleno haya avanzado lo suficientemente para garantizar la
estabilidad del talud.

Es común que el control inadecuado del agua freática durante la construcción
induce fallas en los taludes o produce debilidad de las fundaciones de los muros
de contención por lo tanto deben diseñarse medidas para el control del agua
freática. Las excavaciones en suelos compresibles pueden producir el
levantamiento del fondo dela excavación, lo cual puede a su vez producir
asentamientos diferenciales del muro de contención. Debe tenerse especial
cuidado al controlar el nivel freático, que el drenaje puede producir 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 la estructura de
contención.

Excavaciones para colocar ductos después de construida la estructura

Es muy común que después de construido un muro se construya redes de
servicios junto a las estructuras de contención utilizando zanjas. Por ejemplo, a lo
largo de las carreteras se construyen gasoductos o poliductos enterrados entre la
vía y los muros de contención. Una recomendación prudente de diseño es que en
los muros junto a las carreteras o calles debe asumirse en el diseño que algún día
se va a construir una zanja de al menos un metro de profundidad en su pie. Es
recomendable que la mínima profundidad de cimentación de todo muro de
contención sea de un metro por debajo del nivel del suelo en su pie para evitar
que al construir zanjas para servicios el muro quede en el aire. En un muro
empotrado la resistencia pasiva debe reducirse en el diseño para tener en cuenta
la posibilidad de excavaciones de redes de servicios.

Cargas a tener en cuenta en el análisis

Para cada situación de diseño deben obtenerse las cargas concentradas o
distribuidas que pueden afectar la estructura de contención tales como peso del
suelo, la roca y el agua, presiones de tierra, presiones estáticas de agua,
presiones dinámicas del agua, sobrecarga y cargas sísmicas. Adicionalmente,
deben determinarse las cargas relacionadas con factores geológicos tales como la

reptación del talud, la disolución de la roca, el colapso de cavernas; y delas
actividades del hombre como excavaciones y uso de explosivos en sitios
cercanos, así como el efecto de temperatura en áreas industriales y fundaciones
de máquinas. Es necesario algunas veces analizar las diversas combinaciones
posibles de cargas y diseñar para la condición más crítica.

Para determinar las cargas debe tenerse una información muy clara de la
geometría del talud, la geometría del modelo geológico y los niveles de
excavación, así como los parámetros geotécnicos tales como peso unitario,
resistencia al corte, permeabilidad, esfuerzos en el sitio, parámetros de
deformación de la roca y el suelo.

Factores de seguridad

La calidad de un diseño depende no solamente del factor de seguridad asumido
sino también del método de análisis los modelos de cálculo, el modelo geológico,
los parámetros geotécnicos y la forma como se definen los factores de seguridad;
por lo tanto, los factores de seguridad por sí solos no representan una garantía
para la estabilidad de la estructura de contención. Debe observarse que los
factores de seguridad no cubren los errores y el no-cumplimiento de las
especificaciones de construcción, equivocaciones en el cálculo de las cargas, la
utilización del método de análisis equivocado, las diferencias de la resistencia de
los materiales en el laboratorio y en el campo y el nivel de supervisión o
Interventoría.

Fricción Suelo-Estructura

La fricción que se genera entre un suelo y un material de la superficie de la
estructura depende del tipo de suelo, material de la estructura, tipo de estructura y
tipo de presión generada en la interface. Se deben tener en cuenta tres
condiciones diferentes:

Fricción Estructura-cimentación

La fricción suelo - muro, es la componente tangencial de una fuerza resistente que
se genera en la interfase entre el suelo de fundación y el material de la estructura,
aunque los valores de la fricción suelo muro δ generalmente, se obtiene como una


función del ángulo de fricción del suelo, deben tenerse en cuenta que no son una
propiedad del material.

Fricción en la pared para presión activa

La fricción positiva solamente será movilizada en su estado activo cuando el suelo
retenido trata de moverse hacia abajo relativamente a la pared.

Fricción suelo - muro para presión pasiva

La fricción suelo - muro solamente será movilizada en el estado de presión pasiva
cuando 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 terraplén donde no existe posibilidad de ocurrencia de un
deslizamiento grande masivo se acostumbra construir muros de contención 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 presiones horizontales que puede inducir a la ocurrencia del derrumbamiento
o deslizamiento de una cuña de suelo relativamente sub-superficial. La presión
lateral que actúa sobre un muro en condiciones de talud estable son una función
de los materiales y las sobrecargas que la estructura soportan, el nivel de agua
freática, las condiciones de cimentación y el modo y magnitud del movimiento
relativo del muro. Los esfuerzos que actúan sobre un elemento de suelo dentro de
una masa pueden ser representados gráficamente por el sistema de Mohr, en el
cual el estado de esfuerzo es indicado por un círculo y las combinaciones críticas
del diagrama de Mohr representan la envolvente de falla. En general la envolvente
de falla es curvilínea pero para minimizar los esfuerzos de cálculo se supone
aproximada a una línea recta. Existen tres tipos de presión de acuerdo a las
características de deformación supuestas en la interacción suelo-estructura:1.
Presión en Reposo2. Presión Activa3. Presión Pasiva La presión en reposo se
supone que ocurre cuando el suelo no se ha movido detrás del muro y se le ha
prevenido de expandirse o contraerse. Es el caso por ejemplo, de un muro de
concreto armado rígido o un muro rígido detrás del cual se ha colocado un relleno


compactado. La Oficina de Control Geotécnico de Hong Kong recomienda que
todos los muros rígidos deben diseñarse para presiones de reposo.

Los términos presión activa y presión pasiva son utilizados para describir las
condiciones límite de las presiones de tierra contra la estructura. La presión activa
es la presión lateral ejercida por el suelo detrás de la estructura cuando la pared
se mueve suficientemente hacia fuera para alcanzar un valor mínimo. La presión
pasiva es la presión lateral ejercida sobre la pared cuando el muro se mueve
suficientemente hacia el suelo hasta que la presión alcanza un valor máximo. Una
condición especial de equilibrio es el estado de reposo en el cual el suelo no ha
soportado ninguna de formación lateral. Dependiendo en la magnitud de la
deformación que haya ocurrido el estado final de esfuerzo, la presión de reposo
puede ser un valor intermedio entre la presión pasiva y la presión activa.

Presión de tierra en reposo

La presión de tierra en reposo es una función de la resistencia al cortante del
suelo, su historia esfuerzo - deformación y su historia de meteorización. El valor de
la presión de reposo solamente debe aplicarse para aquellas situaciones de
diseño donde el muro no puede moverse lateralmente por ningún motivo. Para una
superficie de tierra horizontal el coeficiente de presión de reposo se define como la
relación entre el esfuerzo horizontal y el vertical efectivos, en el suelo bajo
condiciones cero deformación.

Subdrenajes

Con excepción de los muros diseñados para resistir presiones de agua tales como
las paredes de sótanos de edificios, es una buena práctica de Ingeniería construir
subdrenes detrás de todo tipo de muros. El sistema de drenaje debe diseñarse en
tal forma que se anticipe a capturar el agua antes de que afecte el muro. En los
esquemas adjuntos se muestra sistemas típicos de subdrenaje para estructuras de
contención. Adicionalmente, a los subdrenes deben colocarse huecos de drenaje
para prevenir la presión hidrostática, los cuales son normales de diámetro de dos
a tres pulgadas espaciados no más de 1.5metros horizontalmente y 1.0 metros
verticalmente, las columnas deben intercalarse. Los lloraderos deben colocarse
desde una altura baja mínima de 30 centímetros por encima del nivel del pie del
muro. Como una guía 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 deconstrucción más
que por capacidad de drenaje. Se pueden utilizar drenes en geotextil o materiales
compuestos, de acuerdo a los criterios de diseños de la mecánica de suelos.

Diseño de muros

Un diseño adecuado para un muro de contención debe considerar los siguientes
aspectos:

a. Los componentes estructurales del muro deben ser capaces de resistir los
esfuerzos de corte y momento internos generados por las presiones del suelo y
demás 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
fundación.

e. Los asentamientos y distorsiones deben limitarse a valores tolerables.

f. Debe impedirse la erosión del suelo por debajo y adelante del muro bien sea por
la presencia de cuerpos de agua o de la escorrentía de las lluvias.

g. Debe eliminarse la posibilidad de presencia de presiones de agua detrás del
muro.

h. El muro debe ser estable a deslizamientos de todo tipo.

Procedimiento

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

a. Escoger el tipo de muro a emplearse.

b. Dibujar a escala la topografía en perfil de la sección típica del muro.

c. Sobre la topografía dibujar un diagrama "tentativo" supuesto del posible muro.


d. Conocidas las propiedades de resistencia del suelo y escogida la teoría de
presiones a emplearse, calcular las fuerzas activa y pasiva y su punto de
aplicación y dirección de1/2 a 2/3, de acuerdo al ángulo de fricción del suelo y la
topografía arriba del muro. Para paredes posteriores inclinadas se recomienda en
todos los casos calcular las presiones con la teoría de Coulomb.

e. Calcular los factores de seguridad así:- Factor de seguridad contra
volcamiento.- Factor de seguridad contra deslizamiento de la cimentación

f. Si los factores de seguridad no satisfacen los requerimientos deben variarse las
dimensiones supuestas y repetir los pasos de a hasta e. Si son satisfactorios se
procederá con el diseño.

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. Diseñar los sistemas de protección contra:- Socavación o erosión en el pie.-
Presencia de presiones de agua detrás del muro.

j. Finalmente deben calcularse los valores de los esfuerzos y momentos internos
para proceder a reforzar o ampliar las secciones del muro, de acuerdo a los
procedimientos estandarizados de la Ingeniería estructural.

Recomendaciones para el diseño de muros

Deseablemente la carga en la base debe estar concentrada dentro del tercio
medio para evitar esfuerzos de tracción

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 análisis estructural es similar al de una viga con cargas repartidas. Debe
conocerse previamente al diseño, el tipo de suelo que se empleará en el relleno
detrás del muro. En ningún caso se deben emplear suelos expansivos


CLASIFICACION ESTRUCTURAS DE CONTENCION

Las estructuras de contención pueden ser:


ESTRUCTURAS RIGIDAS

Son estructuras rígidas, generalmente de concreto, las cuales no permiten
deformaciones importantes sin romperse. Se apoyan sobre suelos competentes
para transmitir fuerzas de su cimentación al cuerpo del muro y de esta forma
generar fuerzas de contención.

Las estructuras de contención rígidas son aquellas estructuras de contención
cuyos movimientos son de sólido rígido, 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 utilización de muros rígidos es una de las formas más simples de
manejar cortes y terraplenes. Los muros rígidos actúan como una masa
relativamente concentrada que sirve de elemento contenedor a la masa inestable.
El empleo de muros de contención rígidos para estabilizar deslizamientos es una
práctica común en todo el mundo, pero su éxito ha sido limitado por la dificultad
que existe en el análisis de cada caso en particular y por las diferencias que
existen entre las fuerzas reales que actúan sobre el muro, en un caso de
deslizamiento y los procedimientos de análisis basados en criterios de presiones
activas, utilizando las teorías de presión de tierras de Rankine o Coulomb. Ocurre
con frecuencia que un deslizamiento de rotación, en donde la fuerza actuante en
el pie tiene una componente vertical importante hacia arriba, levante el muro y son
muchos los casos conocidos de fracasos en el empleo de muros para controlar
deslizamientos rotacionales.
Entre estos tenemos:
CONCRETO REFORZADO
Una estructura de concreto reforzado resiste movimientos debidos a la presión de
la tierra sobre el muro. El muro a su vez se apoya en una cimentación por fuera de
la masa inestable.
Existen los siguientes tipos de muro reforzado:
1. Muros empotrados o en cantiliber, en forma de L o T invertida, los cuales tienen
una placa semivertical o inclinada monolítica con otra placa en la base.2. Muros
con contrafuertes, en los cuales la placa vertical o inclinada está soportada por
contrafuertes monolíticos que le dan rigidez y ayudan a transmitir la carga a la
placa decimentación.3. Muros con estribos, en los cuales adicionalmente a la
placa vertical y la placa de cimentación y los contrafuertes, se construye una placa
superior sub-horizontal que aumentan la rigidez y capacidad para soportar
momentos. En la mayoría de los casos se colocan llaves o espolones de concreto

debajo de la placa de cimentación para mejorar la resistencia al deslizamiento.
Una pared en concreto reforzado es generalmente, económica y viable para
alturas hasta de 8 metros. Para alturas mayores el espesor de la placa semi-
vertical aumenta en forma considerable y el muro se vuelve muy costoso. Debe
tenerse en cuenta que, la utilización de contrafuertes o estribos generalmente
disminuye el costo comparativamente con un muro empotrado en L o T invertida.
La pendiente de la pared de fachada debe dársele una inclinación ligera para
evitar la sensación visual de que el muro se encuentra inclinado. Generalmente,
se recomienda una pendiente de 1 en 50.El diseño de un muro en concreto
armado incluye los siguientes aspectos:1. Diseño de la estabilidad intrínseca del
muro para evitar volcamiento o deslizamiento sobre el suelo de cimentación.2.
Diseño de la estabilidad general del talud o cálculo del factor de seguridad
incluyendo la posibilidad de fallas por debajo de la cimentación del muro.3. Diseño
de las secciones y refuerzos internos para resistir momentos y cortantes.4. Cálculo
de capacidad de soporte de la cimentación. Para el diseño estructural se supone
que la placa vertical del muro se encuentra totalmente empotrada en la placa de
cimentación. La Oficina de Control Geotécnico de Hong Kong recomienda que en
todos los casos de muro de concreto armado se utilicen presiones de reposo para
el cálculo de las fuerzas sobre las paredes del muro.


CARACTERISTICAS
Resiste muy bien los esfuerzos de compresión, pero no tiene buen
comportamiento frente a otros tipos de esfuerzos (tracción, flexión, cortante, etc.),
por este motivo es habitual usarlo asociado al acero, recibiendo el nombre
de hormigón armado.
CARACTERISTICAS FISICAS
 Densidad: en torno a 2.350 kg/m3
 Resistencia a compresión: de 150 a 500 kg/cm2 (15 a 50 Mapa) para el
hormigón ordinario. Existen hormigones especiales de alta resistencia que
alcanzan hasta 2.000 kg/cm2 (200 Mapa).
 Resistencia a tracción: proporcionalmente baja, es del orden de un décimo
de la resistencia a compresión y, generalmente, poco significativa en el
cálculo global.


MAQUINARIA
 Equipo de Cerrilladlo:
 1 Grúa pequeña (si fuese necesario)
 Equipo de Hormigonado:
 1 Camión Hormigonera.
 1 Grúa con cubilote.
 1 Bomba de hormigón (si fuese necesario)
 Vibradores con cantidad en reserva
Este tipo de muro resiste el empuje lateral de la presión del terreno, por medio del
voladizo de un muro vertical y una base horizontal. El muro se proyecta para
resistir los momentos de momentos de flexión y el cortante debidos al empuje del
terreno. Primero se predimensiona el muro en su totalidad, luego se establece las
características geométricas 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 la sección adoptada, logre satisfacer el esfuerzo cortante y el
diseño balanceado. El Talón y la punta dela base se proyectan como voladizos
soportados por el muro, el peso del suelo tiende a doblar el Talón hacia abajo en
sentido contrario de una "resistencia pequeña" de la presión del suelo bajo la base
, por contraste la presión ascendente del suelo tiende a doblar la punta hacia
arriba , por ello para el Talón el acero principal se coloca cerca de la parte superior
y para la punta, cerca de la parte inferior. El muro se construye después de la
base, por lo general se forma una cuña en la parte superior de la base para evitar
que el muro se deslice, además se dejan espigas salientes en la base para
amarrar el muro a ellas (a razón de una espiga por varilla del muro) ; las espigas
pueden prolongarse para que sirvan también como refuerzo del muro.

Recomendaciones para muros de concreto armado
El diseño de muros en voladizo difiere del de muros de gravedad en los siguientes
factores:


a. La fricción suelo - muro en su parte posterior no se tiene en cuenta por no existir
desplazamiento a lo largo de este plano. Se considera que el suelo se desplaza
solidariamente con el muro.
b. El peso del suelo sobre el cimiento se considera como parte integral de la masa
del muro en el cálculo de fuerzas.
c. Se supone que el plano de aplicación de las presiones activas es el plano
vertical tomado en el extremo posterior del cimiento del muro.
d. El diseño estructural interno requiere de especial cuidado. En ocasiones en
necesario colocar un dentellón para mejorar la resistencia al deslizamiento. En los
demás aspectos el diseño debe realizarse en la misma forma que el de un muro
de gravedad
CONCRETO CICLÓPEO
Se llama construcción ciclópea a la realizada con grandes piedras sin argamasa.
Aunque algunos arqueólogos, las denominan también construcciones megalíticas,
las construcciones ciclópeas se distinguen de aquéllas en que tienen algún
aparejo que puede ser más o menos poligonal y semi escuadrado o bien ciclópeo
propiamente dicho; no así las megalíticas.


Los muros de concreto ciclópeo requieren un terreno de apoyo firme y no
susceptible a sufrir asentamientos por consolidación de las capas del suelo, esto
es una condición indispensable

Los muros de contención de hormigón ciclópeo son aquellos elementos
estructurales que se sitúan para retener cargas de empujes laterales del terreno
hacia un posible espacio, evitando deslizamientos al interior del mismo.

Estos muros tienen una buena reacción ante esfuerzos de compresión que ejerce
el empuje lateral sobre la superficie excavada, sin embargo el desempeño del
muro de contención a esfuerzos de pandeo por sub momentos de tracción
ocasionados por curvas laterales, niveles freáticos, por lo cual se debe
incrementar el espesor del muro de contención para retener estas cargas.

Los muros de ciclópeo más frecuentes que se utilizan son: la Trunco Piramidal
(1), la Trunco Piramidal Media (2) y la Escalonada (3):

Procedimiento para la ejecución:

Una vez realizada la excavación para el muro de contención, se procede a realizar
el encofrado de acuerdo al diseño propuesto en los planos de construcción
arquitectónicos y civiles.

La base de la excavación que va a portar el elemento estructural, deberá estar
nivelada y compactada, para lo cual se recomienda colocar una carpeta de


hormigón pobre de dosificación H-18 (180 kg cemento/m3) en proporciones 1:4 en
cemento y arena corriente de construcción para optimizar la nivelación de las
primeras capas.

Se recomienda que el encofrado no tenga una altura mayor a 1 metro, ya que
siendo así, podría dificultarse el colocado de piedras. Una vez terminado el
encofrado se utilizara una mezcla estructural de dosificación media H-25 (250kg
cemento/m3) en proporciones 1:2:2 entre cemento, arena corriente y grava de
granulometría mayor a 3/8”, la misma que se vaciara sobre la carpeta o base con
un espesor mínimo de 15 centímetros para adherir la primera hilera de piedra. La
piedra que se utiliza para estos muros debe ser un de diámetro entre 20 y 30
cm.

CARACTERISTICAS DEL HORMIGON CICLOPEO

El hormigón ciclópeo deberá tener las siguientes características principales según
lo especificado.

• Resistencia mínima a la compresión de probetas a los 28 días de 130 kg./cm2
• Cantidad mínima de cemento utilizada será de 220 kg/m3 de hormigón colocado.
• La relación máxima de agua - cemento deberá ser 0.70.
• Revenimiento de 5 a 7.5 cm, vibrado y sin vibrar respectivamente.
• Tamaño máximo del agregado grueso de 2".
• El hormigón ciclópeo estará constituido por un 40% de piedra desplazada en un
60% de hormigón.


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 se rompa su estructura
Las estructuras de contención flexibles son aquellas en las que los movimientos
de sólido rígido y los movimientos debidos a la flexión de la propia estructura, se
producen en porcentajes similares. Esta deformación 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 más flexibles que las pantallas.
Los muros pantalla son elementos estructurales de contención de tierras,
empleados tanto para sistemas de retención y contención temporal como paredes
permanentes, solución muy utilizada en sótanos y aparcamientos subterráneos.

Un muro pantalla o pantalla de hormigón in situ es una estructura de contención
flexible muy empleado en ingeniería civil y que se realiza en la propia obra, lo que
les diferencia de las pantallas de paneles prefabricados de hormigón.

Diferencia entre muros y pantallas
La diferencia constitutiva entre muros y pantallas es que los muros se realizan, o
bien una vez realizada la excavación, o bien antes de realizar el relleno. Sin
embargo, las pantallas se construyen siempre antes de realizar la excavación, o a
lo sumo, durante la excavación.

MUROS CRIBA
Los muros criba, o también denominados muros jaula, están formados por dos
clases de vigas cortas, que pueden ser de hormigón prefabricado o madera y que
se entrecruzan entre sí, formando un armazón que es rellenado posteriormente
con material granular drenante. Generalmente son instalados con su intradós en
pendiente, aunque puede ser vertical para aplicaciones de escasa altura. El muro
criba es básicamente una estructura parecida a una caja formada por
prefabricados de concreto entrelazados. El espacio interior de las cajas se rellena
con suelo granular permeable o roca para darle resistencia y peso, conformando
un muro de gravedad. Generalmente existen dos tipos de prefabricados que se

colocan en forma paralela a la superficie del talud o normal a este. Los travesaños
son prefabricados normales al eje del muro en forma de I horizontal. En ocasiones,
los travesaños son de una longitud tal que obliga a la construcción de un elemento
intermedio similar a sus puntas. Los largueros son prefabricados largos que se
apoyan sobre los travesaños y que tienen como objeto contener el material
colocado dentro de las cajas o Cribas. Las fuerzas son transferidas entre los
prefabricados en los puntos de unión. Adicionalmente, se pueden colocar
pequeños bloques que se les llaman “Almohadas” en localizaciones críticas entre
los prefabricados para soportar algunos esfuerzos, tales como torsiones y reducir
la flexión. Algunos diseños de muros criba incluyen uniones metálicas o de
madera entre los prefabricados para ayudar a transmitir las fuerzas. El muro criba
tiene la ventaja de permitir asentamientos diferenciales importantes (Brandl,
1985).El diseño de los muros criba consiste en diseñar el muro de gravedad y las
secciones refuerzo de los prefabricados de concreto. Debe tenerse en cuenta que
algunos sistemas son objeto de patentes. El ancho del muro criba depende de la
longitud de travesaños disponibles. El ancho mínimo generalmente, es de 1.2
metros. Los muros de baja altura puede construirse verticales pero, para alturas
superiores a 2 metros generalmente, se construyen inclinados para mejorar su
estabilidad. La inclinación del muro depende de las características de estabilidad y
es común encontrar taludes inclinados de 1 a 4 hasta 1 a 10.En ocasiones se han
utilizado muros criba, conformados por travesaños de madera. La cara exterior del
muro criba generalmente, tiene una pendiente no superior a 0.25H: 1V El diseño
del muro criba incluye la estabilidad intrínseca de la masa total y el chequeo de la
estabilidad interna a diversos niveles de altura del muro. Se sugiere realizar
análisis de estabilidad a cada metro de altura del muro. El muro Criba
teóricamente se comporta como un muro de gravedad, pero presenta el problema
de que no es masivo y se debe analizar la posibilidad de que ocurran superficies
de falla por encima del pie del muro. Los travesaños y los largueros deben
diseñarse para resistir flexiones debidas a la presión horizontal del relleno sobre
los prefabricados. Las cabezas de los travesaños deben ser diseñadas para
resistir el cortante generado y deben ser capaces de transferir las fuerzas de
tensión inducidas. Los muros criba son más sensitivos a los asentamientos
diferenciales que otros tipos de muros flexibles. La altura máxima a la cual puede
construirse una pared criba de celda simple es aproximadamente 5 metros y la
altura máxima generalmente utilizada es de 7 metros, utilizando celdas dobles o
triples. Los muros criba se construyen generalmente en alineamientos rectos, pero

con el manejo adecuado de elementos especiales pueden construirse en forma
curva en radios mínimos hasta de 25 metros. Para el diseño del muro se pueden
utilizar teorías de presión de tierras desarrolladas para silos de granos. Sin
embargo, algunos autores recomiendan diseñar las unidades para el doble de la
presión calculada para este método.


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 más de 2000
años, y estaban fabricados con caña y rellenos de piedra; eran usado para sus
fortificaciones y para el control de erosión. En nuestros días, 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 retención
monolítica y que trabaja por gravedad. Se fabrican con mallas (de triple torsión 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 ó 1,0 metros. Los alambres que forman las mallas de los gaviones, siempre
que necesario, además del revestimiento con recubrimiento zinc aluminio, también
pueden ser recubiertos por una vaina continua de PVC (clorito de polivinilo). Esto


confiere una mejora a la protección contra la corrosión y los torna eficientes para
el uso en marinas, ambientes contaminados y/o químicamente agresivos.

Cuando los gaviones son instalados y rellenados con piedras, se convierten en
elementos flexibles, armados, drenantes y aptos a ser utilizados en la construcción
de las estructuras más diversas (muros de contención, diques, canalizaciones,
etc.).
Se acostumbra a emplear una profundidad de 50 cm, sin embargo en algunos
casos es aconsejable aumentarla un metro o más dependiendo de la garantía que
ofrezca el suelo de fundación en lo referente a erosión por acción del agua u otro
agente mecánico; para esto se debe realizar un estudio de suelos para determinar
parámetros de resistencia peso unitario compresibilidad; capacidades del suelo y
los asentamientos.

Usos
 Muros de contención: los muros de gaviones están diseñados para
mantener una diferencia en los niveles de suelo en sus dos lados constituyendo un
grupo importante de elementos de soporte y protección cuando se localiza en
lechos deríos.
 Conservación de suelos: la erosión hídrica acelerada es considerada
sumamente perjudicial para los suelos, pues debido a este fenómeno, grandes
superficies de suelos fértiles se pierden; ya que el material sólido que se
desprende en las partes media y alta de la cuenca provoca el azolvamiento de la
infraestructura hidráulica, eléctrica, agrícola y de comunicaciones que existe en la
parte baja.
 Control de ríos: en ríos, el gavión acelera el estado de equilibrio del cauce.
Evita erosiones, transporte de materiales y derrumbamientos de márgenes,
además el gavión 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

Gavión Caja

Los gaviones tipo caja son estructuras en forma de prisma rectangular fabricadas
con malla hexagonal de doble torsión producidas con alambres de bajo contenido
de carbono revestidos.


Los gaviones son subdivididos en células por diafragmas cuya función es reforzar
la estructura. Todas la red, con excepción la de los diafragmas, es reforzada en
sus extremidades por alambres de diámetro mayor que el de la malla, para
fortalecer los gaviones y facilitar su montaje e instalación.

Gavión Saco

Estos gaviones están formados a partir de un único panel de malla hexagonal a
doble torsión producida con alambres de bajo tenor de carbono revestidos y
adicionalmente protegidos por una camada continua de material plástico (aplicada
por extrusión).

Para el cierre de las extremidades del gavión tipo saco, cada unidad es provista
con alambres de acero insertados alternadamente entre las penúltimas mallas de
los bordes libres. Tales alambres refuerzan cada elemento y le confieren mayor
rapidez durante su instalación. Debido al contacto constante con aguas de calidad
en general desconocida, los gaviones tipo saco son producidos en malla
hexagonal a doble torsión fabricada con alambres protejidos con aleación
Zinc/Aluminio y revestidos con material plástico, tornándolos eficientes para uso
en marinas, ambientes polidos y/o químicamente agresivos.

El relleno de los gaviones tipo saco puede ser realizado por sus extremidades o
por el lateral, luego de esta operación, ellos son aplicados utilizando equipamentos
mecánicos (lingas, grúas, etc.).
Los gaviones tipo saco son usados principalmente en obras emergenciales, en
obras hidráulicas donde las condiciones locales requieren una rápida intervención
o cuando el agua no permite un fácil acceso al lugar (instalaciones subacuáticas) o
cuando el suelo de apoyo presenta baja capacidad soporte

Las ventajas y características son:
Flexibilidad
Permeabilidad
Durabilidad
Resistencia
Versatilidad
Integración paisajística
Competitivos
No necesitan cimentación

CAJA
GAVION


IMPORTANTES CONSIDERACIONES
DE LOS GAVIONES

Recubrimiento del alambre y
durabilidad
Fuerza de la conexión
Asentamientos diferenciales
Piezas pre-ensambladas
Fuerzas puntuales
Ensamble
Bioingeniería de suelo

Fuerzas puntuales

Una estructura de gaviones alta estará
expuesta a cargas internas de compresión 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


doble torsión puede repartir cargas puntuales altas gracias a las características de
la malla y a la fuerza de las uniones

Ventajas
 La construcción de este tipo de estructuras es muy sencilla.
 Por lo general es mas económica que las obras realizadas en hormigón.
 Este tipo de estructuras soportan movimientos diferenciales sin perder la
eficiencia.
 Posee una 39imentación flexible la cual le permite adaptarse a las condiciones
cambiante del terreno.

En la práctica de la construcción de carreteras son muy utilizados tres tipos, que
se distinguen entre sí más por su tamaño que por su comportamiento.

3. Gaviones de Base
Son gaviones de poco espesor (por lo general 0.50 m) y se emplean como
fundación 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, también denominados colchonetas
Son de gran área, se emplean en el recubrimiento taludes y canales como
protección contra la erosión 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 según el requerimiento para hacer solidarias las caras
opuestas de la estructura, y así evitar las deformaciones acosionadas por el peso
del material de relleno. Además 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 últimos años se ha incrementado del desarrollo de gaviones plásticos
utilizando productos plásticos, tales como el polietileno de alta densidad (HDEP) y
el polipropileno biaxial. Estas mallas utilizan un sistema de estabilización contra
los rayos UV del sol con el 2% de carbón negro.


Estos gaviones son canastas de forma muy similar a los gaviones metálicos, las
cuales se elaboran con mallas plásticas de alta resistencia. La flexibilidad de los
gaviones plásticos permite que estas estructuras se acomoden fácilmente a los
asentamientos diferenciales, pero su principal propiedad es su resistencia a la
corrosión química del agua salada en los ambientes marinos, donde los gaviones
metálicos no son viables por el problema de su alta susceptibilidad a la corrosión.

Diseño estructural

PROCESO CONTRUCTIVO

Se prepara la cimentación hasta la profundidad ya preestablecida.

Se coloca el filtro de geotextil de tal forma que cubra el piso y los lados de la
excavación.


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 gavión, 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 así, 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 fabricación 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
gavión este lleno y se procede a cerrar la tapa de la canasta.


 Una vez cerrada la tapa de la canasta, se cosen todas las aristas superiores
incluyendo las aristas de los diafragmas.

MURO VENTAJAS DESVENTAJAS
Fácil alivio de presiones de agua. Las mallas de acero
Soportan movimientos sin pérdida galvanizado se corroen
de eficiencia. Es de construcción fácilmente en ambientes ácidos,
sencilla y económica por ejemplo, en suelos
residuales de granitos se
Gran flexibilidad y tolerancia ya que requiere cantos o bloque de
GAVIONES las estructuras de la tierra reforzada roca, los cuales no
con geotextil se ajustan fácilmente a necesariamente están
los pequeños asentamientos y los disponibles en todos los sitios.


movimientos diferentes Al amarre de la malla y las
unidades generalmente no se le
hace un buen control de calidad

FLEXIBLE
Permiten la adaptación de las estructuras a las
deformaciones y movimientos del terreno, sin perder su
estabilidad y eficiencia. Debido a su flexibilidad es el
único tipo de estructura que no requiere fundaciones
profundas, aun cuando son construidas sobresuelos
con baja capacidad de soporte. Esa característica
también permite, en la mayor ía de los casos, que la
estructura se deforme mucho antes del colapso
permitiendo la detección anticipada del problema y
dando oportunidad de realizar intervenciones de
recuperación, minimizando gastos y evitando
accidentes de proporciones trágicas

DETERMINACIÓN DEL EMPUJE

Conceptos básicos
Empuje de tierra es la resultante de las presiones laterales ejercidas por el suelo
sobre una estructura de contención o de fundación. Estas presiones pueden ser
debido al peso propio del suelo o a sobrecargas aplicadas sobre él. El valor del
empuje sobre una estructura depende fundamentalmente de la deformación que
esta sufre debido a la acción de este empuje. Se puede visualizar esta interacción
efectuándose un experimento que utiliza un paramento vertical móvil, como el
mostrado en la figura 3.4.1, soportando un desnivel de suelo. Se verifica que la
presión ejercida por el suelo el paramento varia con el desplazamiento de este
ultimo

Análisis de estabilidad de la estructura de contención

TIPOS DE ROTURA
Es necesario la verificación de seguridad de la estructura de contención a los
diversos tipos de rotura. En el caso de muros de contención de gaviones, los tipos
principales de rotura que pueden ocurrir están mostrados en la figura

Deslizamiento sobre la base:


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.

Teoría y cálculos de estabilidad

Vuelco:
Ocurre cuando el momento estabilizante del peso propio del muro en relación al
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
fundación 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 contención.

Rotura interna de la estructura:
Rotura de las secciones intermedias entre gaviones, que puede ocurrir tanto por
deslizamiento como por exceso de presión normal. Rotura de la fundación


MUROS EN PIEDRA (MURO DE CONTENCION EN ESCOLLERA)

El elemento principal que interviene en la ejecución de la tipología de muro es el
bloque de escollera, unidad básica a partir de la cual, por agregación 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
obtendrán mediante voladura.


Cimiento

La cota de cimentación será de acuerdo con los criterios establecidos en el
análisis del estudio de suelos, siendo recomendable en todo caso, una
profundidad mínima de un metro. El fondo de la excavación de la cimentación se
ejecutara normalmente con una contra inclinación respecto a la horizontal de valor
aproximado de 3H:1V.

En general la escollera del cimiento se debe hormigonar pudiendo en ocasiones
utilizar recebo pétreo con material de las mismas características de la escollera.
El hormigonado del cimiento del muro de escollera es necesario para poder
considerar que trabaja como elemento rígido.


La cota a alcanzar con el hormigón y las pendientes a dar con su superficie para
evitar a comulaciones de agua enrazando normalmente con los bordes de la
excavación o los elementos de drenaje.


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 inclinación media hacia el
trasdós entorno al 3H:1V y presentar una superficie final dentada e irregular que
garantiza la Trabazón entre el cuerpo del muro y la cimentación.


Trasdós

En general se deberá disponer un relleno de material granular en el trasdós del
muro con un espesor mínimo de un metro. Con este relleno de material granular
se pretende las siguientes funciones.

Materializar una transición granulo métrica 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 características drenantes entre
el terreno natural o relleno y el muro
Dificultar la salida de material del terreno natural o relleno, a través de los
huecos entre bloques de escollera.

Elementos de drenaje

Drenaje superficial: se debe proyectar medidas oportunas para evitar que el
agua de escorrentía desagüe al relleno granular del trasdós del propio muro
de escollera.


Drenaje subterráneo: debe evitarse la comulación de aguas en el trasdós y el
cimiento del muro.

Particularidades de los muros de contención

El principal condicionante que suele presentar los muros de contención es
que se deben ejecutar sobre una ladera natural o talud en desmonte en la
que únicamente se podrán emprender determinadas actividades puntuales
en el motivo de la ejecución del muro es que dichas laderas o taludes
presentan problemas de estabilidad pretendiéndose con el mismo bien de
forma aislada o conjuntamente con otras actuaciones proporcionar un nivel
de contención adecuado.

MUROS EN LLANTAS USADAS

Los muros en llantas usadas conocidos como Pneusol o Tiresoil consisten en
rellenos de suelo con llantas de caucho usadas embebidas. Las llantas son unidas
entre sí por soga de refuerzo. Generalmente, se utilizan sogas de polipropileno y
se conoce de la utilización de elementos metálicos (Abramson 1996).La
resistencia a la extracción (pull out) es relativamente alta para los gruposde llantas
y el peso unitario del relleno es relativamente bajo. La de formabilidad del
terraplén es alta pero su resistencia al cortante también aumenta. Generalmente,
el análisis interno de los muros con llantas es el de un muro armado. Tanto los

elementos de anclaje como los de retención superficial del suelo son construidos
con llantas. Varias de las llantas en la superficie del talud son conectadas por
medio de sogas de acuerdo a una determinada distribución. Como las llantas en la
superficie están conectadas a las llantas de anclaje, se generan una fuerza de
acción en la soga que las conecta. Si este refuerzo es lo suficientemente fuerte
para no fallar la tensión y la resistencia de la extracción de la llanta es mayor que
la fuerza de fricción, entonces la estructura permanecerá estable. Los muros de
llantas usadas son muy flexibles y se acomodan fácilmente a los asentamientos
referenciales. Cada llanta se conecta a su vecina con soga de polipropileno o
nylon. Generalmente, se utilizan tendones de 8 a 10 mm. De diámetro.
Sumanarathna, (1997), reporta muros hasta de 20 metros de altura utilizando
llantas usadas. El muro de llantas puede ser integral en tal forma, que todo el
volumen de terraplén esté entrelazado con llantas, las cuales ocupan buena parte
de su volumen total, o puede utilizarse el sistema de muro de llantas en el cual se
colocan llantas en la parte posterior del terraplén como anclaje de sogas de
polipropileno, las cuales amarran las llantas internas con las llantas en la pared
exterior del muro.


TIERRA REFORZADA

El sistema más popular de muros de tierra reforzada es el refuerzo de terraplenes
con geotextiles, en el cual el mecanismo de transmisión de esfuerzos es
predominantemente de fricción. Existe una gran cantidad de geotextiles de
diferentes propiedades mecánicas, tejidos y no tejidos. Los rellenos utilizados son
generalmente materiales granulares que van desde arenas limosas hasta gravas.
Un problema importante de los geotextiles es su deterioro con la luz ultravioleta
del sol y por esto se requiere que este material permanezca cubierto, con concreto
emulsión asfáltica o suelo con vegetación. Recientemente se han introducido en el
mercado las geomallas que son mallas poliméricas o metálicas con una forma
determinada, en dos direcciones, en el cualse incluye el efecto de fricción y
además, el efecto de agarre dentro del suelo. En ocasiones la geomallas lleva
varillas para ayudar a la resistencia de arrancamiento de la malla. Generalmente,
las geomallas tienen mayor resistencia al arrancamiento que los geotextiles.

Relleno

El material de relleno debe ser un material capaz de desarrollar fricción y no
debe contener materiales orgánicos o perecederos como vegetación o residuos
indeseados. Comúnmente se utiliza relleno granular pero cuando no se
dispone de materiales de grava o arena se utiliza arcilla o suelos residuales, en
estos casos se debe tener especial cuidado, teniendo en cuenta, la importante

reducción de capacidad al arrancamiento en los suelos arcillosos, cuando son
saturados (Elias y Swanson, 1983).En ocasiones se utiliza piedra triturada. En
este caso debe tenerse cuidado de que el refuerzo sea de un grosor suficiente
que impida su rotura, causada por los bordes angulosos del triturado

Pared exterior del Muro

En la parte exterior del muro se pueden colocar elementos prefabricados de
concreto reforzado en láminas de acero, o geotextiles recubiertos con concreto
lanzado o protecciones vegetales.

Conectores

El material utilizado para conectar las paredes del muro con los anclajes y las
paredes entre sí debe ser de material electrolíticamente compatible, en tal
forma que no promueva la corrosión por el uso de metales disímiles. Las
tuercas que se utilicen deben ser de acero grado 8. Los conectores deben
diseñarse en tal forma que la resistencia total del conector no sea inferior a la
resistencia total del refuerzo.


El PH del relleno en el caso de tierra armada con refuerzo metálico debe ser
superior a seis para impedir la corrosión acelerada del acero. El material debe
compactarse a una densidad tal que garantice la estabilidad del relleno en
cuanto a resistencia y compresibilidad. Comúnmente se exigen densidades
superiores al 95% de la densidad máxima Proctor modificado. El proceso de
compactación debe realizarse teniendo cuidado de no romper o deteriorarlos
elementos de refuerzo. Debe impedirse que los vehículos tales como volquetas
pasen por encima del refuerzo, antes de colocar el relleno. El relleno cerca de
la pared debe compactarse utilizando un equipo liviano, bien sea un rodillo
pequeño vibratorio, una placa vibratoria de peso no mayor a mil kilos o un vibro
tamper. A distancias superiores a 1.5 metros de la pared puede utilizarse
equipo pesado

Diseño

Los rellenos o muros de tierra armada deben diseñarse para estabilidad interna
y externa. La estabilidad interna requiere que el refuerzo proporcione suficiente
resistencia al cortante para garantizar la estabilidad de la masa de relleno. El
refuerzo debe tener un tamaño, espaciamiento y longitud tales que no falle a


tensión bajo los esfuerzos a los que son sometidos y no se salga (pull out) de
la masa de suelos. En lo referente a estabilidad externa, el muro de tierra
armada debe satisfacer los mismos requisitos de capacidad de soporte,
deslizamiento y volcamiento de un muro convencional.

El método más utilizado de diseño de muro de tierra armada es calcular el
refuerzo horizontal suficiente para resistir las presiones activas del suelo de
relleno de la estructura armada. El diseño incluye varias etapas así:

1. Cálculo de las fuerzas o presiones activas.

2. Distribución de estas presiones o fuerzas entre los diversos elementos de
refuerzo.Estas presiones se distribuyen en forma gráfica de acuerdo a la
localización de cadaelemento. La fuerza total corresponde al área aferente del
diagrama de presiones.

3. Cálculo de la resistencia a tensión del elemento de refuerzo.

4. Análisis de la longitud requerida para evitar arrancamiento de los refuerzos.

5. Diseño de la pared exterior.

6. Diseño del sistema de subdrenaje


ESTRUCTURAS ANCLADAS

El concepto básico de los muros anclados es el de resistir y reforzar las presiones
de tierra mediante la instalación 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 excavación a los espaciamientos y según las
longitudes dictados por el diseño

El procedimiento constructivo típico consiste en la construcción desde la cima al
pie del corte, realizando la excavación a medida se va profundizando el corte.

ESPECIFICACIONES ESTRUCTURALES

 los clavos de estabilización indicados en el detalle, será de varilla corrugada
#6, grado 60 que deberá instalarse en la posición y a las longitudes
requeridas según la altura del diseño del muro y a un ángulo de 5 grados
con respecto a la horizontal tal y como se muestra en los planos
constructivos del sistema
 el agujero para la instalación del clavo será de 4.5 pulgadas, una vez que el
clavo este instalado deberá rellenarse con lechada fabricada con cemento
 la proporción requerida para la fabricación 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 perforación con unos
centralizadores o separadores de seguridad a intervalos irregulares, estos
separadores serán fabricados de PVC
 la pantalla del muro consistirá en una pantalla de 15cm de espesor,
utilizando un hormigón con resistencia f´c=210 kg/cm2, reforzado con una
malla electrosoldada
 la malla electrosoldada utilizada para la pantalla del muro deberá cumplir
con la especificación de una electromalla 6x6 pulgadas
 la placa de metal a utilizarse deberá tener un espesor e=3/8pulgadas,
sujetando a 4 varillas de 3/8”y a la malla electrosoldada, a esta se le
aplicara soldadura para sujetarla al clavo


ESPECIFICACIONES DE DRENAJE

 para este sistema consistirá en un tubería de PVC de 2 pulgadas de
diámetro y con una longitud que deberá sobre pasar la longitud máxima
de los clavos de anclaje a un angulo inverso de 15 grados
 el procedimiento de perforación para instalar la tubería de drenaje será
el mismo que el descrito en las especificaciones estructurales, con la
excepción de que el diámetro de perforación deberá 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 comúnmente varillas de acero
colocadas en huecos preperforados, inyectando una resina epóxica o cemento,
las varillas generalmente, no son tensionadas debido a que la roca puede
moverse al colocar la tensión, se utiliza hierro de alta resistencia en diámetros
que varían 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 caída 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 estratificación 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
características 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 penetración para
impedir la presión de agua. Estos muros anclados pueden ser pasivos o
activos dependiendo de si son pretensionados o no.


La perforación debe realizarse en tal forma que se garantice una superficie
rugosa entre el suelo y el cementante a todo lo largo del bulbo. Es importante
garantizar que no haya colapso de las paredes de la excavación para
garantizar quela adherencia de la mezcla se haga con el suelo natural intacto.
La perforación debe limpiarse adecuadamente. El alineamiento de la
perforación no debe permitir desviaciones mayores de 1 en 20. La desviación
de la línea recta no debe exceder 20mm. en 3 metros de longitud. El anclaje
debe colocarse lo más rápidamente posible después de terminada la
perforación y en ningún caso la demora debe ser superior a 24 horas.

El diámetro del hueco de perforación generalmente es determinado por el tipo
de equipo disponible. El diámetro debe ser de tal tamaño que permita la
inserción del perno sin necesidad de forzarlo. Un hueco de gran tamaño no
mejora el diseño y puede resultar en costos innecesarios de perforación.
Generalmente la resistencia en el contacto perno-lechada es muy alta y el
diseño se realiza sobre la base del contacto lechada – roca. Comúnmente el
ancla es fijada utilizando cemento Portland ordinario y agua. La mezcla
consiste generalmente, de cemento sin contracción y agua en una relación
agua cemento que varía de 0.4 a 0.45. Esta relación produce una lechada que
puede ser bombeada por el orificio del perno y al mismo tiempo producir una
alta resistencia, con un mínimo de exudación de agua de la mezcla. Se pueden
agregar productos químicos especiales para reducir la contracción y exudación
y para incrementar la viscosidad.

No se debe utilizar cemento con altos contenidos de alúmina. No se
recomienda la utilización de arena mezclada con el cemento. Las cantidades
de sulfatos, cloruros y nitratos de la mezcla no deben exceder los porcentajes
de 4%,0.1% y 0.1% respectivamente. La expansión libre de la mezcla a
temperatura ambiente no debe exceder del10%.

La preparación de la mezcla de inyección debe realizarse utilizando
unamezcladora que le dé una consistencia uniforme en un tiempo menor de
5minutos. Después de mezclado, la mezcla preparada debe ser
continuamenteagitada. Previamente al proceso de inyección se debe pasar la
mezcla por un tamiznominal de 1.2 mm. El tiempo máximo permitido entre la
adición del cemento a lamezcla y la inyección es de 30 minutos. La bomba de
inyección debe serdesplazamiento positivo (pistón o tornillo).La inyección debe

realizarse lo más rápidamente posible después de colocadoel anclaje dentro de
la perforación. El procedimiento de inyección debe garantizar que no quede
aire o agua dentro de la zona inyectada. La inyección debe colocarse en forma
lenta y permanente y debe continuar hasta la terminación del trabajo que es el
momento en el cual ha salido mezcla continua por el tubo de salida durante por
lo menos 1 minuto. El tensionado del ancla no debe realizarse hasta que se
haya obtenido una resistencia mínima de 25 MP a en la mezcla. El gato o
equipo de tensionamiento debe tener capacidad para por lo menos 1.8 veces la
carga de diseño (Geotechnical Control Office, 1989). La tensión máxima que se
coloque al tendón debe ser menor del 80% de la carga de falla nominal última.
Cuando se tensiona un anclaje es importante chequear que la carga de diseño
realmente fue colocada, utilizando el procedimiento del Post Tensioning
Institute (1985). El procedimiento consiste en un cargue secuencial cíclico
hasta una carga máxima del 150% de la carga de diseño, midiendo la deflexión
de la cabeza del anclaje, a medida que es tensionado. El método común de
tensionamiento es utilizando un gato hidráulico con un hueco cilíndrico central
que permite aplicar la carga en forma precisa y axial. Las zonas de roca
fracturada o degradada pueden ser protegidos colocando una capa de
concreto lanzado. El concreto lanzado rellena los espacios entre la roca y
produce una estructura de retención superficial. Sin embargo, este concreto no
impide totalmente el deslizamiento y se requiere en muchos casos que vaya
acompañado en muchos casos de pernos o anclajes. El concreto lanzado debe
reforzarse superficialmente utilizando una malla metálica. Las áreas cubiertas
con concreto lanzado deben drenarse utilizando drenes de penetración o
lloraderos a través del concreto lanzado.

MICROPILOTES (SOIL NAILING)

El Soil Nailing es un método de refuerzo in situ utilizando micropilotes vacíos
capaces de movilizar resistencia a tensión en el caso de ocurrencia de un
movimiento. Se diferencian de los pilotes en cuanto los micropilotes no resisten
cargas laterales a flexión. Los micropilotes pueden ser varillas de acero, tubos
o cables que se introducen dentro del suelo natural o la roca blanda y son
inyectados dentro de huecos preperforados. Generalmente son espaciados a
distancias relativamente pequeñas. Los micropilotes pueden ser hincados o
inyectados en perforaciones previamente realizadas. Junto con el suelo estos


alfileres o nail forman una estructura de suelo reforzado. Los nail o alfileres se
diferencian de los anclajes en el sentido de que son pasivos, o sea, que no son
postensionados. Adicionalmente los Nails están mucho más cercanamente
espaciados que los anclajes.

Comúnmente se utiliza un alfiler por cada uno o seis metros cuadrados desuelo
de superficie. La estabilidad de la superficie del terreno es controlada por una
capa delgada de concreto lanzado, de espesor de 12 a 18 centímetros con una
malla de refuerzo. Estas estructuradas se les utilizan tanto en suelos
granulares como cohesivos.

Existen dos sistemas de funcionamiento de los micropilotes:

Micropilotes que transfieren las cargas a través de suelos sueltos o blandos a un
material mucho más competente. En este caso los micropilotes se diseñan
anclados o como si conformaran una estructura aporticada.

Micropilotes que refuerzan el suelo (Juran, 1996).La estabilidad del Soil nailing se
basa en dos factores así:

a. Desarrollo de fricción o adhesión en la inter fase suelo alfiler.

b. Resistencia pasiva desarrollada a lo largo de la superficie perpendicular a la
dirección del soil nailing. Este sistema es mucho más efectivo en suelos
granulares duros y en arcillas limosas competentes. El suelo debe tener suficiente
resistencia para resistir un talud vertical de aproximadamente dos metros de altura
sin deformación. El sistema de Soil nailing no es muy efectivo en suelos
granulares sueltos o en arcillas blandas. La presencia de niveles freáticos altos
también puede representar dificultades de construcción.


Etapa constructiva de Soil Nailing:

Pernos Individuales no tensionados

Los pernos son elementos estructurales generalmente constituidos por varillas de
acero, las cuales se colocan dentro de una perforación, 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 caídos de roca y en ocasiones los deslizamientos de
macizos de roca fracturada con discontinuidades muy espaciadas. El diseño de los
pernos, generalmente, es empírico basado en un análisis de las discontinuidades
en el macizo y de la estabilidad de los bloques. La parte más importante del
diseño es determinar la localización, ángulo de inclinación y longitud de cada
perno.

Es importante que el diámetro del hueco y el tamaño de la varilla estén 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, haciéndola
rotar.


La principal ventaja de los anclajes con resina es la simplicidad y velocidad de
instalación 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
rígidas. Además, la resina no es tan efectiva para controlar la corrosión como el
cemento.

ANCLAJES INDIVIDUALES TENSIONADOS (ANCLAS ACTIVAS)

Este método consiste en la colocación 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 compresión que aumentan la fricción y / o contrarrestan la acción de las
fuerzas desestabilizadoras.

Los anclajes pretensionados se colocan atravesando posibles superficies de falla,
anclando los bloques a roca sana, detrás de esta superficie. El tensionamiento del
perno, transmite una fuerza a la roca, produciendo una compresión y modificando
los esfuerzos normales sobre la superficie de falla. Si las fuerzas de anclaje se
instalan a un ángulo 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 ángulo de buzamiento
del ancla y el de la fractura es igual al ángulo de fricción. Se ahorra gran cantidad
de pernos, instalándolos al ángulo óptimo, en lugar de colocarlos normales a la
falla.


Concreto lanzado

Las zonas de roca fracturada o degradada pueden ser protegidos colocando una
capa de concreto lanzado. El concreto lanzado rellena los espacios entre la roca y
produce una estructura de retención superficial. Sin embargo, este concreto no
impide totalmente el deslizamiento y se requiere en muchos casos que vaya
acompañado en muchos casos de pernos o anclajes. El concreto lanzado debe
reforzarse superficialmente utilizando una malla metálica. Las áreas cubiertas con
concreto lanzado deben drenarse utilizando drenes de penetración o lloraderos a
través del concreto lanzado.

Muros anclados

El diseño de muros anclados puede realizarse utilizando varios procedimientos.
Los más comunes son el método de la cuña anclada y la utilización de análisis de
estabilidad de taludes por los procedimientos de Bishop o de Janbu. Algunos
diseñadores utilizan la teoría de presión de tierra de Rankine o Coulomb para
calcular las presiones sobre los muros anclados, sin embargo, estas teorías dan
resultados totalmente aislados de la realidad porque no tienen en cuenta los
elementos geotécnicos en los suelos residuales.


Micropilotes (Soil nailing)

El Soil Nailing es un método de refuerzo in situ utilizando micropilotes vacíos
capaces de movilizar resistencia a tensión en el caso de ocurrencia de un
movimiento. Se diferencian de los pilotes en cuanto los micropilotes no resisten
cargas laterales a flexión. Los micropilotes pueden ser varillas de acero, tubos o
cables que se introducen dentro del suelo natural o la roca blanda y son
inyectados dentro de huecos preperforados. Generalmente son espaciados a
distancias relativamente pequeñas. Los micropilotes pueden ser hincados o
inyectados en perforaciones previamente realizadas. Junto con el suelo estos
alfileres o nail forman una estructura de suelo reforzado. Los nail o alfileres se
diferencian de los anclajes en el sentido de que son pasivos, o sea, que no son
postensionados. Adicionalmente los Nails están mucho más cercanamente
espaciados que los anclajes.


ESTRUCTURAS ENTERRADAS

Las estructuras enterradas son elementos capaces de resistir esfuerzos a flexión
que se colocan dentro del suelo atravezando la posible superficie de falla. Estas
estructuras trabajan enpotradas en el suelo por debajo de la falla. Se conocen
varios tipos de estructura enterrada así:
1. Tablestacas
2. Pilotes
3. Pilas o Caissons

Tablestacas

Las tablestacas son estructuras de contención hincadas, delgadas y esbeltas las
cuales trabajan generalmente a flexión enpotradas o ancladas. Pueden ser de
acero, de concreto o de madera siendo las de acero las más utilizadas. El muro de
tablestaca está conformado por una serie de pilotes unidos entre sí para formar
una pared continua. La integridad del muro depende de las uniones entre pilotes
individuales.

Las tablestacas son utilizadas con relativa frecuencia como estructura de
contención para la conformación de muelles en ríos o mares. Para su hincado se
requiere que el suelo permita la penetración del pilote y no existan bloques o
cantos grandes de roca. La sección de la tablestaca depende de la altura de la
tierra a retenerse y de las condiciones del suelo y agua, así como del sistema de
anclaje de los pilotes.

L
a altura de los muros de tablestacas
varían generalmente entre 4.5 y 12
metros.

Pilotes

Los pilotes hincados han sido utilizados en ocasiones para la estabilización de
deslizamientos activos. Este método sólo es apropiado para deslizamientos poco
profundos y suelos que no fluyan entre los pilotes.

Los deslizamientos profundos generalmente producen fuerzas laterales muy
grandes que no pueden ser resistidas fácilmente por los pilotes.

Los pilotes deben enterrarse en suelo firme y competente para evitar su
arrancamiento o inclinación. Es común la utilización de estructuras de concreto
armado, uniendo las cabezas de los pilotes para mejorar su rigidez y
comportamiento en general. La resistencia o capacidad de un pilote y su efecto de
factor de seguridad depende de la profundidad a la cual se encuentra hincado el
pilote por debajo de las superficies de falla. El diseño de los pilotes supone la
ocurrencia de presiones de tierra sobre el pilote arriba de la superficie de falla y de
reacción de subrasante por debajo de esta. Internamente los pilotes se diseñan a
flexión y a cortante, como se indica en la figura (Roman, 1996).

Para determinar el espaciamiento entre pilotes y su longitud de empotramiento
dentro del suelo quieto se deben cumplir las siguientes condiciones:

a. La presión lateral sobre el pilote debe ser menor que su capacidad de soporte
bajo cargas horizontales.

b. El suelo entre pilotes no debe ser extruido.


Muros de pilas de gran diámetro

En ocasiones se construyen grandes muros a profundidades importantes
construyendo pilas de gran diámetro unidas entre sí, conformando una estructura
o muro de gravedad. Estos muros o pilas generalmente son de concreto armado y
se excavan utilizando procedimientos similares a los de las pilas para cimentación
de edificios. Generalmente se construye una sola hilera de pilas o pilotes, pero en
algunos casos se utilizan dos hileras. La construcción de pilas de gran diámetro
para la estabilización de deslizamientos fue descrita por Pachakis y otros (1997)
para la estabilización de un talud en Grecia. El sistema consiste en la construcción
de filas de pilas fundidas en sitio de más de un metro de diámetro a un
espaciamiento similar a su diámetro. Las pilas se excavan en el suelo o roca y se
unen entre sí por medio de vigas formando una estructura reticular. Se pueden
construir en el pie, en la parte media o en la parte alta de los deslizamientos.

En muchas ocasiones la construcción de muros es difícil debido a la imposibilidad
de realizar excavaciones previamente a la construcción del muro. En estos casos
la construcción de pilas perforadas de 1 a 2 metros de diámetro unidas entre sí
para conformar un muro puede resultar una solución muy efectiva. Las pilas deben
enterrarse a una profundidad suficiente dentro de un estrato competente para
producir fuerzas laterales que permitan la estabilidad de los muros. En todos los
casos la profundidad de las pilas debe sobrepasar la superficie de falla crítica.

Para utilizar el efecto de arco entre las pilas éstas generalmente, se colocan a una
distancia de hasta 3 diámetros entre sí.

Brandl, (1996) reporta la utilización de caissons de 6 m x 4 m y profundidad de 25
m para estabilizar un deslizamiento en un esquisto meteorizado con zonas
miloníticas. Estos caissons fueron construidos en etapas ayudados por concreto
lanzado para permitir su hincado. Los caissons de concreto armado se diseñaron
como una pared utilizando la teoría de presión de tierras y la teoría de reacción de
la subrasante. Dentro de los caissons se construyeron anclajes profundos.

La resistencia de las pilas puede aumentarse construyéndole anclajes en su parte
posterior bien sea perforados o como cables unidos a muertos de concreto.


VOCABULARIO

Ductilidad
La ductilidad es una propiedad que presentan algunos materiales, como
las aleaciones metálicas o materiales asfálticos, los cuales bajo la acción de una
fuerza, pueden deformarse sosteniblemente sin romperse, 1 permitiendo
obtener alambres o hilos de dicho material. A los materiales que presentan esta
propiedad se les denomina dúctiles. Los materiales no dúctiles se clasifican
de frágiles. Aunque los materiales dúctiles también pueden llegar a romperse bajo
el esfuerzo adecuado, esta rotura sólo se produce tras producirse grandes
deformaciones.


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