FUNCIÓN Y TIPOLOGIAS DE CIMETACIÓN - ocw-camins.upc.edu

INGENIERHA GEOTЙCNICA – GICO UPC Tema 7. Muros UNIVERSIDAD POLITЙCNICA DE CATALUCA GRADO EN INGENIERHA DE LA CONSTRUCCIYN ___________________________________________________ INGENIERHA GEOTЙCNICA APUNTES TEMA 7 ____________________________________________________ TEMA 7. MUROS 7.1 INTRODUCCIYN ................................................................................................................................ 2 7.2 EMPUJE ACTIVO. TEORHA DE COULOMB................................................................................. 2 7.2.1 Planteamiento del caso bбsico. Efecto de la cohesiyn ...............................................................

2 7.2.2 Efecto de cargas en superficie del terreno ................................................................................. 6 . Ingenierнa Geotecnica. Ingenierнa del Terreno. UPC. 7.2.3 Acciyn del agua ............................................................................................................................ 9 7.2.4 Otros casos .................................................................................................................................. 10 7.3 EMPUJE ACTIVO. TEORHA DE RANKINE .................................................................................

14 7.4 EMPUJE ACTIVO SOBRE TIPOS DE MUROS ESPECHFICOS ................................................ 18 7.4.1 Muros en L ................................................................................................................................. 18 7.4.2 Otros tipos de muros especнficos ............................................................................................... 22 7.5 OTROS MЙTODOS PARA LA ESTIMACIYN DE EMPUJES ACTIVOS ................................ 24 7.5.1 Mйtodo elбstico ...........................................................................................................................

24 7.5.2 Distribuciones semiempнricas ................................................................................................... 26 7.6 EMPUJE PASIVO.............................................................................................................................. 27 7.6.1 Introducciyn. Teorнas de Coulomb, Rankine, y mйtodos basados en soluciones estбticas... 27 7.6.2 Modificaciones de K p . Reducciyn parabylica ........................................................................... 31 7.7 PROYECTO DE MUROS ................................................................................................................ 32 7.7.1 Predimensionado.

Acciones a considerar ................................................................................. 32 7.7.2 Procedimiento de comprobaciyn .............................................................................................. 35 7.7.3 Sistemas de drenaje ................................................................................................................... 43 7.7.4 Otros tipos de muros. Estructuras de suelo reforzado ...........................................................

45 7.7.4.1 Introducciyn 45 7.7.4.2 Componentes estructurales de la estructuras de suelo reforzado 48 7.7.4.3 Comportamiento interno del relleno reforzado 51 7.7.4.4 Comportamiento global de la estructura de suelo reforzado 55 7.7.5 Aspectos constructivos generales de las estructuras de contenciyn ....................................... 57 1 Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)

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INGENIERHA GEOTЙCNICA – GICO UPC Tema 7. Muros Tema 7. Muros 7.1 Introducciyn Un aspecto esencial para la comprobaciyn de un muro, con sus condiciones de contorno, es la estimaciyn de los empujes (activos y pasivos) en funciyn de la configuraciyn del propio muro, de las caracterнsticas y condiciones del terreno y de las acciones que le afecten segъn el caso. En los apartados siguientes se explicarбn las diferentes teorнas de obtenciyn de empujes (activos y pasivos) con distintas posibilidades en cuanto a condiciones de contorno asн como planteamientos especнficos segъn tipologнas estructurales varias.

Al final del tema se harб especial йnfasis en la vertiente mбs prбctica del diseco y construcciyn . Ingenierнa Geotecnica. Ingenierнa del Terreno. UPC. de estructuras de contenciyn. 7.2 Empuje activo. Teorнa de Coulomb 7.2.1 Planteamiento del caso bбsico. Efecto de la cohesiyn Hacia 1776, el ingeniero militar francйs Charles-Augustin de Coulomb observy que en los muros reventados por la artillerнa, el trasdys se derrumbaba siguiendo siempre una forma inclinada mбs bien plana (Figura 7.2.1); en base a esto propuso un modelo de estimaciyn de los empujes del terreno ( empujes activos ) planteando el equilibrio de la masa del mismo derramado en el trasdys ( cuca de rotura ).

Dicho modelo supone que los movimientos del muro son suficientes como para que se forme en el terreno una cuca de empuje (Figura 7.2.2) que estб limitada por una superficie de deslizamiento plana (la curvatura real es despreciable). Por su parte, la direcciyn del empuje depende del movimiento relativo entre el terreno y el trasdys del muro durante el proceso de colapso (ascenso o descenso relativo de una parte respecto a la otra, segъn el caso). En la figura 7.2.2 (y una vez definida la cuca de rotura): El lado BC corresponde a la superficie de rotura. Se conoce el peso (W) en magnitud, posiciyn (centro de gravedad de la cuca) y direcciyn (vertical). 2 Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)

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INGENIERHA GEOTЙCNICA – GICO UPC Tema 7. Muros A C plano de rotura B Figura 7.2.1 Plano de rotura . Ingenierнa Geotecnica. Ingenierнa del Terreno. UPC. A C h W R E a B Figura 7.2.2 Cuca de rotura. Acciones sobre la cuca Dado que en el caso de colapso la cuca se mueve (desliza sobre el segmento BC ) y que ademбs existe rozamiento en la superficie de rotura, R no puede ser ortogonal a la misma. Aplicando el criterio de rotura de Mohr-Coulomb ( tan h c ) y si se supone por el momento nula la cohesiyn (que nos deja del lado de la seguridad), R resulta tener una direcciyn que forma un бngulo respecto al plano de rotura.

Si suponemos el caso de un muro bien cimentado (asientos mнnimos), el muro tenderб a subir, volcando, al girar en el colapso respecto al punto B . La orientaciyn que define la direcciyn del empuje activo E a dependerб del movimiento que tenga el muro en el proceso de colapso. Dicha 3 Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)

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INGENIERHA GEOTЙCNICA – GICO UPC Tema 7. Muros orientaciyn, definida segъn δ (siendo δ el бngulo de contacto tierras-muro), se opondrб al movimiento del muro mejorando en este caso el equilibrio (reduciendo el momento de vuelco). Lo contrario ocurre en muros cimentados sobre terrenos mбs blandos que puedan asentar. En este caso el muro desciende respecto a la cuca de rotura, δ va en sentido contrario al caso anterior (se considera en este caso negativo) y el momento de vuelco aumenta. δ nunca va a ser mayor que el бngulo de rozamiento interno del terreno; tнpicamente adoptarб 3 y 2 .

En casos extremos tenemos que en terrenos muy hъmedos y superficies valores entre 3 de muro muy lisas δ tenderб a valores casi nulos ( δ =0), mientras que en condiciones bien drenadas y superficies de muro muy rugosas δ resultarб igual a , que serб su valor mбximo posible. Sin embargo, en situaciones especiales como por ejemplo el caso de que el terreno de apoyo del muro sea muy blando o en presencia de empujes muy fuertes δ puede llegar a ser . Ingenierнa Geotecnica. Ingenierнa del Terreno. UPC. negativo, como se ha indicado anteriormente (hasta - ).

E a se puede obtener por equilibrio de fuerzas en la cuca de rotura al conocer completamente el vector peso ( W ) y la direcciyn de la reacciyn en el segmento BC (al ser plano) y de E a . Sin embargo se desconoce todavнa cuбl es la cuca de rotura que se produce. Cucas de rotura pequecas (segmento BC muy vertical) darбn lugar a empujes bajos (poco peso de terreno) mientras que cucas de rotura grandes (segmento BC muy horizontal) darбn lugar tambiйn a empujes bajos ya que casi todo el peso lo absorbe la reacciyn en el segmento BC . En consecuencia, habrб una cuca intermedia que produzca un empuje mбximo y que es la que deberemos considerar.

Esta cuca puede obtenerse grбficamente (antiguamente se hacнa asн de manera habitual) o analнticamente. En este ъltimo caso se obtienen las siguientes expresiones para el caso bбsico planteado: E K h 1 2 ( ) 1 ( ) 2 ( ) 1 2 2 a a e z K z a a ( , , , , ...) a E f h : E K h e z K z a a a a 2 h h h h e z K z E K h v v 2 v v a a a a con: a K sin ( ') 2 h 2 sin( ' )sin( ' ) sin 1 sin( )sin( ) 2 4 Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)

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