ASIGNATURA: Mecánica de suelos TEMA: Muros De Contención De Gravedad - Diseño y verificación por volteo y deslizamientos de los muros. - Factores de seguridad drenaje de muros de sostenimiento DOCENTE: ING. LENIN, RAMIREZ RODRIGUEZ INTEGRANTES: CASTERNOQUE ZUTA, MAX HAIVER GALVEZ VILLANUEVA, JHON WALKER GARCIA ISHUIZA, PERCY JAIR HUAMAN SANCHEZ, SEGUNDO GILBERTO SANGAMA CAHUAZA, FRANK JILTON. PIZANGO TORRES, NICKSON HUATSON VAZQUES CORRALES, EINER 1. Muros De Contención De Gravedad Introducción Los muros de contención de gravedad son estructuras que dependen solamente de su propio peso para funcionar. Estos muros son utilizados como soporte de rellenos, productos mineros y agua. En esta clase, se explicará cómo se construyen y diseñan estos muros. Diseño de Muros de Contención de Gravedad Antes de diseñar cualquier muro de contención, es importante tener una idea exacta de las condiciones del lugar de trabajo. Todos los muros de contención tienen que ser diseñados para resistir las presiones que ejercen los suelos y otras cargas, detrás y encima de los mismos. Peso del suelo Geometría del muro Tenemos en cuenta el peso del suelo El ángulo de inclinación y la altura del que el muro debe contener para muro son factores cruciales en su determinar su capacidad estructural. estabilidad y resistencia. Materiales de construcción Drenaje Seleccionamos los materiales Consideramos el sistema de drenaje adecuados para garantizar la para evitar la acumulación de agua durabilidad y seguridad del muro. detrás del muro y prevenir daños. Análisis de estabilidad El análisis y cálculo de estabilidad de los muros de gravedad es fundamental para su diseño. La estabilidad de estos muros depende de su propio peso, por lo que su geometría y el material que los constituye son especialmente importantes. Las principales acciones que intervienen en la estabilidad de los muros de gravedad son: Peso propio del muro Fuerza estabilizante, que es una cuestión más bien geométrica y de peso específico de los materiales constituyentes. Construcción de Muros de Contención de Gravedad La construcción de los muros de contención de gravedad se realiza en los siguientes pasos: 1. Preparación de la ubicación y excavación 2. Colocación del material de cimentación 3. Colocación de la hilada de base 4. Colocación de grava de muro y materiales de relleno 5. Colocación de la última capa de suelo impermeable Es importante que el ingeniero geotécnico de planta compruebe que la base está correcta. Además, se debe colocar un mínimo de 15 cm de grava de muro en la zanja de cimentación y compactar y nivelar el material de cimentación. Tipos de Muros de Contención de Gravedad Existen diferentes tipos de muros de contención de gravedad, entre ellos se encuentran: 1. 2. Muro de gravedad: Son muros de contención bastante robustos que trabajan por su propio peso y el del suelo para generar mayor estabilidad. Es por esto que son menos propensos a sufrir esfuerzos de flexión y no requieren ser reforzados con acero. Los muros de gravedad suelen construirse en concreto u hormigón simple o en mampostería de piedras. Muro de semi gravedad: Similar al muro de contención de gravedad, pero se disminuyen las dimensiones de la sección y se somete a esfuerzos de flexión. Es por esto que sí se debe añadir refuerzo de acero. Usos: A continuación, se presentan algunos ejemplos de usos de los muros de contención de gravedad: 1. Sostenimiento del terreno natural o rellenos controlados 2. Protección contra la erosión 3. Control de inundaciones 4. Creación de terrazas 5. Soporte de carreteras y ferrocarriles Conclusiones Los muros de contención de gravedad son estructuras que dependen solamente de su propio peso para funcionar. Su diseño y construcción deben ser cuidadosamente planificados para garantizar su estabilidad y resistencia a las cargas que soportarán. OBJETIVOS Los muros de contención de gravedad tienen varios objetivos, entre los que destacan: 1. Estabilizar terrenos: Los muros de contención de gravedad se utilizan para evitar el deslizamiento de terrenos inclinados y para prevenir la erosión del suelo. 2. Retener masas de tierra o agua: Estos muros son utilizados para contener grandes cantidades de tierra o agua en embalses, canales y otras estructuras hidráulicas. 3. Proteger infraestructuras: Los muros de contención de gravedad se utilizan para proteger carreteras, edificios y otras infraestructuras de los efectos de la erosión y los deslizamientos de tierra. 4. Crear espacios habitables: Los muros de contención de gravedad pueden ser utilizados para crear terrazas en terrenos inclinados, permitiendo la construcción de viviendas y otros edificios en áreas que de otra manera serían inaccesibles. 2. Diseño y verificación por volteo y deslizamientos de los muros. En la ingeniería civil, el diseño y la construcción de muros es una tarea importante y crítica. Los muros son estructuras que se utilizan para soportar cargas laterales, como la presión del suelo, el agua o el viento. Por lo tanto, es importante diseñar y verificar los muros para asegurarse de que sean estables y seguros. Volteo de muros El volteo de muros es un modo de falla común en los muros de retención. El volteo ocurre cuando el muro se inclina y se vuelca debido a la presión del suelo detrás del muro. Para evitar el volteo, es necesario diseñar el muro para que tenga suficiente resistencia y rigidez para soportar la presión del suelo. Factor de seguridad contra el volteo El factor de seguridad contra el volteo es una medida de la capacidad del muro para resistir el volteo. El factor de seguridad se calcula dividiendo la resistencia al volteo del muro por la fuerza de volteo. La resistencia al volteo depende de la geometría del muro, la resistencia del suelo y la carga del muro. La fuerza de volteo se calcula como el producto de la altura del muro y la presión del suelo detrás del muro. Mecanismo de Volteo en Muros de Contención 1 Fuerzas laterales Las fuerzas horizontales actúan sobre el muro, lo que puede provocar su volcamiento si no se contrarrestan adecuadamente. 2 Efecto de la base La estabilidad del muro también depende de la rigidez de la base sobre la que se construye. 3 Contrapeso Para evitar el volteo, a menudo se utilizan contrapesos, como bloques de concreto en la parte superior del muro. Deslizamiento de muros El deslizamiento de muros es otro modo de falla común en los muros de retención. El deslizamiento ocurre cuando el muro se desplaza horizontalmente debido a la falta de fricción entre el muro y el suelo. Para evitar el deslizamiento, es necesario diseñar el muro para que tenga suficiente fricción con el suelo. Factor de seguridad contra el deslizamiento El factor de seguridad contra el deslizamiento es una medida de la capacidad del muro para resistir el deslizamiento. El factor de seguridad se calcula dividiendo la resistencia al deslizamiento del muro por la fuerza de deslizamiento. La resistencia al deslizamiento depende de la fricción entre el muro y el suelo. La fuerza de deslizamiento se calcula como el producto de la carga del muro y el coeficiente de fricción entre el muro y el suelo. Diseño y verificación de muros El diseño y la verificación de muros se realizan mediante el uso de métodos analíticos y numéricos. Los métodos analíticos se basan en la teoría de la elasticidad y la mecánica de suelos para calcular las fuerzas y las deformaciones en el muro y en el suelo. Los métodos numéricos se basan en el uso de modelos matemáticos para simular el comportamiento del muro y del suelo. Diseño del muro El diseño del muro se realiza mediante el uso de factores de seguridad contra el volteo y el deslizamiento. El factor de seguridad mínimo recomendado es de 1.5 para el volteo y de 1.2 para el deslizamiento. El diseño del muro también debe tener en cuenta la geometría del muro, la resistencia del suelo y la carga del muro. Verificación del muro La verificación del muro se realiza mediante el uso de pruebas de carga y de inspecciones visuales. Las pruebas de carga se utilizan para medir la resistencia del muro y del suelo. Las inspecciones visuales se utilizan para detectar cualquier deformación o daño en el muro. 1. Factores de seguridad drenaje de muros de sostenimiento. Los muros de sostenimiento son estructuras que se utilizan para contener terrenos y evitar deslizamientos o desprendimientos de tierra. Es importante que estos muros estén diseñados y construidos adecuadamente para garantizar su estabilidad y seguridad. Uno de los aspectos clave en el diseño de muros de sostenimiento es el drenaje, ya que el agua puede acumularse detrás del muro y ejercer presión sobre él, lo que puede provocar su falla. ¿Qué es el drenaje de muros de sostenimiento? El drenaje de muros de sostenimiento se refiere al sistema de drenaje que se instala detrás del muro para evitar la acumulación de agua. Este sistema puede incluir tuberías perforadas, geotextiles, grava y otros materiales que permiten que el agua fluya libremente hacia el exterior del muro. ¿Por qué es importante el drenaje en los muros de sostenimiento? El agua es uno de los principales factores que pueden afectar la estabilidad de un muro de sostenimiento. Si el agua se acumula detrás del muro, puede ejercer una presión hidrostática sobre él, lo que puede provocar su falla. Además, el agua puede debilitar el suelo detrás del muro, lo que también puede afectar su estabilidad. Por lo tanto, es importante que los muros de sostenimiento estén diseñados y construidos con un sistema de drenaje adecuado para garantizar su estabilidad y seguridad. Factores de seguridad en el drenaje de muros de sostenimiento Los factores de seguridad son una medida de la capacidad de una estructura para resistir las cargas a las que está sometida. En el caso de los muros de sostenimiento, los factores de seguridad se refieren a la relación entre las fuerzas que actúan sobre el muro y la capacidad del muro para resistirlas. 1. 2. 3. Permeabilidad del suelo: La permeabilidad del suelo detrás del muro es un factor importante en el diseño del sistema de drenaje. Si el suelo es muy permeable, el agua puede fluir fácilmente hacia el exterior del muro, lo que reduce la presión hidrostática sobre él. Si el suelo es poco permeable, el agua puede acumularse detrás del muro y ejercer una mayor presión hidrostática. Carga hidrostática: La carga hidrostática es la presión que ejerce el agua sobre el muro. Es importante que el sistema de drenaje sea capaz de manejar la carga hidrostática para evitar que el agua se acumule detrás del muro. Factor de seguridad global: El factor de seguridad global es una medida de la capacidad del muro para resistir las cargas a las que está sometido, incluyendo la presión hidrostática. Es importante que el factor de seguridad global sea adecuado para garantizar la estabilidad y seguridad del muro. Consideraciones en drenajes de muros de sostenimiento. 1. 2. 3. 4. Drenaje del agua subterránea: Es esencial contar con un sistema de drenaje adecuado para controlar el nivel de agua subterránea detrás del muro. El agua acumulada puede ejercer presión sobre el muro, lo que podría comprometer su estabilidad. Se deben instalar drenajes horizontales y verticales para captar y desviar el agua hacia sistemas de evacuación. Drenaje superficial: El drenaje de agua superficial es igualmente importante para evitar la acumulación de agua en la parte superior del muro. Esto se logra mediante la instalación de canales de drenaje, sumideros y sistemas de recolección de aguas pluviales. El agua acumulada en la parte superior del muro puede aumentar la carga y afectar su estabilidad. Filtración y erosión: Se deben tomar medidas para prevenir la filtración de partículas finas a través del muro, ya que esto puede provocar la erosión interna y debilitar su estructura. Esto se logra mediante el uso de materiales adecuados y la implementación de geotextiles o geomembranas para controlar la filtración. Inspección y mantenimiento: Es importante realizar inspecciones periódicas del sistema de drenaje para identificar posibles obstrucciones o daños. El mantenimiento regular, como la limpieza de los drenajes y la reparación de posibles fugas, es esencial para garantizar su correcto funcionamiento. En resumen, los factores de seguridad relacionados con el drenaje de los muros de sostenimiento incluyen el control del agua subterránea y superficial, la prevención de filtraciones y erosiones, así como la realización de inspecciones y mantenimiento regulares. Estas medidas son fundamentales para garantizar la estabilidad y la vida útil de los muros de sostenimiento. Conclusión En conclusión, los muros de contención de gravedad y los muros de sostenimiento son estructuras fundamentales en la construcción de infraestructuras seguras y estables. Estos muros tienen como objetivo principal estabilizar terrenos, retener masas de tierra o agua, proteger infraestructuras y crear espacios habitables. Para garantizar la seguridad y la durabilidad de estas estructuras, es fundamental llevar a cabo un diseño y una verificación adecuados, teniendo en cuenta factores como la altura del muro, el tipo de suelo, las cargas esperadas y las condiciones climáticas. Además, el drenaje es un aspecto crucial que debe ser considerado para evitar la acumulación de agua y prevenir la erosión y la filtración. En resumen, la construcción de muros de contención de gravedad y muros de sostenimiento debe ser llevada a cabo por profesionales capacitados y utilizando herramientas y técnicas adecuadas para garantizar la seguridad y la estabilidad de estas estructuras. Recomendación 1. 2. 3. 4. 5. Consulta con un ingeniero especializado: Antes de construir cualquier tipo de muro de contención, es recomendable buscar el asesoramiento de un ingeniero especializado en estructuras de este tipo. Ellos podrán evaluar las condiciones específicas del sitio y proporcionar recomendaciones personalizadas. Realiza estudios geotécnicos: Realizar estudios geotécnicos exhaustivos es fundamental para comprender las características del suelo y los posibles riesgos geológicos presentes en el área. Esto permitirá diseñar y construir el muro de contención adecuado para las condiciones específicas del sitio. Diseña considerando las cargas y fuerzas esperadas: Asegúrate de tener en cuenta las cargas y fuerzas que actuarán sobre el muro, como la presión del suelo, la presión hidrostática del agua y las cargas sísmicas. Diseña el muro para resistir estas fuerzas y garantizar su estabilidad a largo plazo. Implementa un sistema de drenaje efectivo: Asegúrate de contar con un sistema de drenaje adecuado para controlar el agua subterránea y superficial. Esto ayudará a prevenir la acumulación de presión hidrostática y minimizará el riesgo de erosión o filtración que pueda afectar la estabilidad del muro. Realiza inspecciones y mantenimiento periódicos: Programa inspecciones regulares del muro para detectar cualquier signo de deterioro o daño. Realiza el mantenimiento necesario, como limpieza de drenajes, reparación de grietas o reemplazo de materiales desgastados, para garantizar la integridad y la funcionalidad del muro.
