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TEMA 3 MECÁNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - E.T.S.A. SEVILLA 2.011/2.012 TEMA 3: ESTRUCTURAS DE CONTENCIÓN RÍGIDAS

TEMA 03 - ESTRUCTURAS DE CONTENCIÓN RÍGIDAS

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Mecanica del suelo

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Page 1: TEMA 03 - ESTRUCTURAS DE CONTENCIÓN RÍGIDAS

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TEMA 3 ESTRUCTURAS DE CONTENCIOacuteN RIacuteGIDAS

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

IacuteNDICE

TIPOS DE ESTRUCTURAS DE CONTENCIOacuteN

TIPOS DE ESTRUCTURAS DE CONTENCIOacuteN RIacuteGIDAS

TIPO DE EMPUJES A CONSIDERAR

COMPROBACIONES A REALIZAR EN UN MURO

MEacuteTODO DE PREDIMENSIONADO DE HAIRSINE

OTROS CRITERIOS

MUROS EN L

MUROS DE CONTRAFUERTES

MUROS DE SOacuteTANO

ASPECTOS CONSTRUCTIVOS

RELLENO DEL TRASDOacuteS

DRENAJE DEL TRASDOacuteS

CONSTRUCCIOacuteN

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ESTRUCTURAS DE CONTENCIOacuteN

Cuando el talud que se quiere dar a un terreno no se sostiene debidamente por siacute mismo hay que construir una ldquoESTRUCTURA DE CONTENCIOacuteNrdquo

Evita que el suelo se deforme excesivamente

Soporta los empujes del terreno

Seguacuten su COMPORTAMIENTO las estructuras de contencioacuten pueden clasificarse en

Riacutegidas (muros)

bull Se ejecutan en el exterior del terreno

bull No cambian de forma bajo la accioacuten de los empujes

Flexibles (pantallas tablestacas etc)

bull Se ejecutan en el interior del terreno previamente a la excavacioacuten

bull Se deforman por los empujes (relativamente)

bull La deformacioacuten que se produce puede llegar a influir en la distribucioacuten del empuje de las tierras

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ESTRUCTURAS RIacuteGIDAS

Los MUROS son elementos de contencioacuten destinados aestablecer y mantener una diferencia de niveles en el terrenocon una pendiente superior a la que permitiriacutea el mismotransmitiendo a su base y resistiendo con deformacionesadmisibles los empujes laterales

TRASDOacuteSINTRADOacuteS

ZAPATA o LOSA

ALZ

AD

O

TALOacuteN

PUNTERA

CONTRAFUERTECORONACIOacuteN

(IMPOSTA)

GOTEROacuteN

TACOacuteN

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ESTRUCTURAS RIacuteGIDAS

Seguacuten su FUNCIOacuteN se clasifican en

Muros de sostenimiento Se construyen separados del terreno ydespueacutes se rellena su trasdoacutes

Muros de contencioacuten Se construyen para mantener taludesinestables por excavacioacuten o ldquodesmonterdquo

Muros de revestimiento Protegen un terreno de la erosioacuten(atmosfeacuterica escorrentiacutea hellip) o meteorizacioacuten

REVESTIMIENTOSOSTENIMIENTO

RELLENO

CONTENCIOacuteN

VACIADO

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ESTRUCTURAS RIacuteGIDAS

Seguacuten el MATERIAL del que estaacuten construidos

Piedra natural

bull Piedra en seco

bull Mamposteriacutea (arrejuntada con mortero)

De ladrillo (o piezas prefabricadas)

De hormigoacuten

bull En masa (muros de gravedad)

bull Armado (muros aligerados)

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ESTRUCTURAS RIacuteGIDAS

Seguacuten su CONCEPTO ESTRUCTURAL se clasifican en

De gravedad El momento volcador del empuje es contrarrestado por el momento estabilizador del peso propio del muro

Aligerados Su forma o disposicioacuten le permiten aprovechar tambieacuten el peso de las tierras como estabilizador

bull Muros en L Trabajan como viga en voladizo

bull Muros con contrafuertes

Muros anclados en el terreno que sostienen y muros arriostrados

GRAVEDAD EN ldquoLrdquo(CON CONTRAFUERTES)

ANCLADOS

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ESTRUCTURAS RIacuteGIDAS

MUROS DE GRAVEDAD

Es el muro maacutes antiguo

No provocan tracciones de importancia en el material

Las acciones actuantes son

bull Peso propio (W)

bull Empujes (E)

ndash Del terreno oacute el agua

ndash De acciones exteriores

Para que el muro sea estable la resultante (R) de ambos debe caer dentro de la base

Trasdoacutes en talud Trasdoacutes en desplome

EW

R

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ESTRUCTURAS RIacuteGIDAS

MUROS ALIGERADOS

Se elimina material donde contribuye poco a la estabilidad

El peso de las tierras contribuye a la estabilidad

Se aumenta la inercia sin incrementar el material

Soportan importantes tracciones por lo que necesitan estar armados

Los contrafuertes en el intradoacutes pueden ser antiesteacuteticos o antifuncionales

Los contrafuertes en el trasdoacutes trabajan a traccioacuten

E

Wm

Wt

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ESTRUCTURAS RIacuteGIDAS

MUROS ANCLADOS POR BATACHES

Para terrenos sin agua

Se excava progresivamente y se hormigonan paneles de 33 m solapando entre siacute las armaduras

Se anclan una vez endurecido el hormigoacuten

bull Se ejecuta un taladro entubado con una sonda

bull Se colocan armaduras

bull Se inyecta el extremo creando un ldquobulbordquo

bull Se tesan las armaduras

bull Se rellena el taladro

BulboCuntildea Perforacioacuten

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ESTRUCTURAS RIacuteGIDAS

MUROS ARRIOSTRADOS

Los muros de soacutetano se arriostran con los forjados con frecuencia antes de trasdosar el muro

No tienen problema de vuelco ni deslizamiento

Generalmente tienen forma de cajones cerrados

Estaacuten sometidos tambieacuten a acciones de la estructura

bull Cargas procedentes de forjados

bull Cargas de los soportes o muros que nacen de su cuacutespide

bull Fuerzas de arriostramiento transversal

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SUELO REFORZADO

SUELO REFORZADO Consiste en reforzar un terrapleacuten con un conjunto de

bull Placas que actuacutean de panel de muro o revestimiento (ldquopielrdquo)

bull Bandas fijadas a las placas que se imbrican con el relleno (ldquoarmadurasrdquo) pueden ser metaacutelicas de fibra textiles etc

bull Un relleno que contribuye a la estabilidad

La primera fue ldquoTIERRA ARMADArdquo (patentada) compuesta por

bull Placas de hormigoacuten armado de unos 75 cm de altura

bull Eslingas metaacutelicas de ancho 4-12 cm y espesor 2-4 mm

La resistencia se basa en el rozamiento terreno-banda

Hay que evitar la corrosioacuten y alteracioacuten de las bandas

El relleno debe ser de calidad para asegurarlo (lt 15 finos)

Las placas son prefabricadas y pueden tener formas diversas

El espesor es pequentildeo (salvo elementos decorativos)

Trasmite muy pocas cargas en cimentacioacuten

Aunque por construirse en el exterior del terreno son muros en realidad son estructuras FLEXIBLES que se pueden deformar de modo importante

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SUELO REFORZADO ndash ldquoTIERRA ARMADArdquo

TERRAPLEacuteN COMPACTADO POR

TONGADAS

BANDAS O ESLINGAS

PLACAS O ldquoESCAMASrdquo

SUELO REFORZADO

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SUELO REFORZADO ndash ldquoTIERRA ARMADArdquo

SUELO REFORZADO

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El proyecto de un muro es un proceso iterativo Partiendo de su dimensionado se comprueba si la seguridad es suficiente

Las acciones principales a considerar son Peso propio del elemento de contencioacuten

Empuje y peso del terreno considerando el nivel freaacutetico

Empujes del agua Presioacuten intersticial subpresioacuten o de filtracioacuten

Sobrecargas sobre la estructura o sobre el terreno del trasdoacutes

Otros Siacutesmicos expansividad congelacioacuten compactacioacuten

Los movimientos del muro influyen en las construcciones o servicios de su entorno

Los estados de empuje dependen del desplazamiento EMPUJE ACTIVO El elemento de contencioacuten gira o se desplaza

hacia el exterior hasta alcanzar unas condiciones de empuje miacutenimo

EMPUJE PASIVO El elemento de contencioacuten es comprimido contra el terreno hasta alcanzar unas condiciones de maacuteximo empuje

EMPUJE EN REPOSO El elemento de contencioacuten no sufre desplazamiento ni giro

COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

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TIPOS DE EMPUJE A CONSIDERAR

EMPUJE ACTIVO

Muros de contencioacuten con cimentacioacuten superficial sobre suelos (padmlt 500 kPa)

Muros en ldquoLrdquo cimentados sobre pilotes verticales resistentes por la punta

Empuje en general superior al activo (media entre reposo y activo)

Muros en ldquoLrdquo sobre roca si el muro es suficientemente flexible puede utilizarse el empuje activo

Cualquier muro sobre pilotes flotantes o cualquier muro excepto en ldquoLrdquo sobre pilotes resistentes por la punta

EMPUJE EN REPOSO

Muros de gravedad sobre roca o sobre pilotes inclinados y verticales

Muros de soacutetano

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SE BASA EN EL MEacuteTODO DE LOS ESTADOS LIacuteMITES

ESTADOS LIacuteMITE UacuteLTIMOS

bull Estabilidad al deslizamiento

bull Estabilidad al vuelco

ndash Paso de la resultante por el nuacutecleo central de la base

bull Hundimiento de la cimentacioacuten (tema 8)

bull Caacutelculo estructural

bull Estabilidad general del conjunto (no lo veremos este curso)

ESTADOS LIacuteMITE DE SERVICIO

bull Movimientos o deformaciones que puedan causar el colapso o afectar a la apariencia o al uso eficiente de la estructura de las estructuras cercanas o de los servicios proacuteximos

bull Infiltracioacuten de agua no admisible a traveacutes o por debajo del elemento de contencioacuten

bull Afeccioacuten a la situacioacuten del agua freaacutetica en el entorno con repercusioacuten sobre edificios proacuteximos o sobre la propia obra

COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

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ESTABILIDAD AL DESLIZAMIENTO

No es preciso comprobar si los empujes horizontalesson lt 10 de la carga vertical total

Efectos desestabilizadores Empujes horizontales

Efectos estabilizadores Reaccioacuten del terreno

bull Adhesioacuten (c= 05crsquoKle005 MPa)

bull Rozamiento (f=23frsquo)

No debe considerarse el efecto favorable del Ep

Coeficiente de seguridad gR (Fd)

Se mejora

Disponiendo material granular en la base

Aumentando el empuje pasivo Ep con zarpas o inclinando la base

51

RREE

tg)REW(Bc

F

Btgc

F

FF

3w1wph

2wv

des

des

estdR

f

fg

r tgc f

e1

Ea

Eh

Ev

wRw1Ep

Rw3

Rw2

Oe3

ew2

B

e2 ew3 ew1

COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

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ESTABILIDAD AL VUELCO

En relacioacuten a un punto de giro O

Efectos estabilizadores

bull Peso W

bull Empuje pasivo pie (en muros no debe considerarse)

bull Presioacuten agua intradoacutes Rw3

Efectos desestabilizadores

bull Empuje trasdoacutes Eahellip (Eh(+) y Ev(-))

bull Empuje agua trasdoacutes Rw1

bull Subpresiones Rw2

Coeficiente de seguridad (Fv)

0290

81

M

M

M

M81901CTE

02eReRBEeE

eReEeW

M

MF

v

eR

vdstE

estbEdstEstbER

2w2w1w1wv1h

3w3w2p3

v

ev

gg

gggg

e1

Ea

Eh

Ev

wRw1Ep

Rw3

Rw2

Oe3

ew2

B

e2 ew3 ew1

COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

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PASO DE LA RESULTANTE POR EL NUacuteCLEO CENTRAL

La resultante de las acciones provoca unas presiones y deformaciones en el terreno

Se aplica la ldquoTeoriacutea del COEFICIENTE DE BALASTOrdquo

bull La presioacuten en la base de un elemento es proporcional a su asiento

p = ks s

bull Es una ley lineal

Si la cimentacioacuten es riacutegida la ley de presiones seraacute tambieacuten lineal

Bd3B

R2p

2

Vmiacuten

d3B2

B

R2p

2

Vmaacutex

B2

ppR miacutenmaacutex

V

miacutenmaacutex2

miacuten2

V ppB6

1pB

2

1dR

v

ve

R

MMd

RV

pmaacutex

pmiacuten

B RH

d

pmaacutex

pmiacuten

B

R

RH

RV

COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

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COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

PASO DE LA RESULTANTEPOR EL NUacuteCLEO CENTRAL

B3 lt d lt 2middotB3 pmiacuten gt 0

Distribucioacuten

trapezoidal

d = B3 pmiacuten = 0

Distribucioacuten triangular pmax=2 middotRvB

d lt B3 pmiacuten lt 0

Distribucioacuten triangular parcial

ldquoTracciones en la baserdquo

)Bd3(B

R2p

2

vmin

d3

R2p V

maacutex

)d3B2(B

R2p

2

vmax

d

RV

pmaacutex

pmiacuten

B3 B3 B3

B3

RV

pmaacutex pmiacuten=0

d

RV

pmaacutexldquopmiacutenlt0rdquo

v

ve

R

MMd

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COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

SEGURIDAD FRENTE AL HUNDIMIENTO

Se considera una zapata ficticia de anchura eficaz Brsquo de manera que la carga quede centrada en la misma

lsaquo rsaquo

Se tiene que cumplir que

3

qqq

B

R hund

R

hundadm

v g

d

Rv

pmaacutex pmiacuten

B2 B2

e d

Rv

B2 B2

e

Brsquo=2middotd=B-2middote

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COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

SEGURIDAD FRENTE A LA ROTURA ESTRUCTURAL

El muro como elemento estructural debe ser lo suficientemente resistente como para soportar las tensiones a las que va a estar sometido con las garantiacuteas necesarias (Instruccioacuten de Hormigoacuten Estructural EHE)

Deformacioacuten

excesiva del

alzado

Rotura por

fisuracioacuten

excesiva

Rotura por

fallo

de solape

Rotura por

esfuerzo

cortante

Rotura por

esfuerzo

rasante

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COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

ESTABILIDAD GENERAL

El conjunto del muro incluida su cimentacioacuten puede fallar mediante un mecanismo de rotura auacuten maacutes profundo que eacutestos o que no siendo tan profundo pudiera cortarlos que habraacute que comprobar

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COacuteDIGO TEacuteCNICO DE LA EDIFICACIOacuteN

COEFICIENTES DE SEGURIDAD PARCIALES

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CRITERIOS DE PREDIMENSIONADO (Jimeacutenez Salas et al 1981)

ge 20 cm

gt25 m

H3 ndash 2H3

ltH2 si Hgt10 m

H12ge30 cm

025 H le B le 04 H

(Si existen sobrecargas importantes aumentar B

hasta un 50)

H

H8-H6

c=020-030 m

025-125 m

05-125 m

H16 ndash H12

H32-H8

04 - 09 H

008-04 H

gt060 m

(CTE miacuten 08m)

Espesor de solera y alzado H12

Ancho de solera 04 - 07 H

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MEacuteTODO DE HAIRSINE

Meacutetodo para predimensionamiento

Para muros en ldquoLrdquo

Desprecia la diferencia entre el peso propio del muro y del terreno

Se obtienen ldquomrdquo y ldquobrdquo a partir de

bull ldquoFvrdquo coeficiente de seguridad al vuelco (gt2)

bull ldquojrdquo funcioacuten de la presioacuten admisible

bull

Que depende de

ldquoFdrdquo al deslizamiento (gt15)

ldquoKrdquo coeficiente de empuje

= tg base

base rozamiento tierras-muro

base = f = 23frsquo base

KFd

H

pj adm

g

mbH

bH

H

K g H

padm=j g H

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MEacuteTODO DE HAIRSINE

Procedimiento

Cada variable define una curva un graacutefico m ndash bk

La zona comuacuten sobre dichas curvas es la vaacutelida

Si se elige un punto en esa zona se asegura

bull La estabilidad al vuelco a traveacutes de Fv

bull La estabilidad al deslizamiento mediante

bull La carga admisible del cimiento por j

Mientras maacutes bajo esteacute el punto maacutes econoacutemico es el muro (menores dimensiones)

Es posible imponer distribucioacuten triangular de presiones en el terreno (resultante en nuacutecleo central)

El manejo se simplifica mediante un nomograma en el que se recogen familias de curvas para distintos valores de cada variable

KFd

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000

020

040

060

080

100

120

140

160

180

200

0 02 04 06 08 1

a

(bK

)12

2

v

m13

F

K

b

2m3m41j

1

K

b

m12

KF

K

b d

ZONA DE

VALIDEZ

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MEacuteTODO DE HAIRSINE(Jimeacutenez Salas et al 1981)

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MEacuteTODO DE HAIRSINE

CONSTRUCCIOacuteN DE LAS CURVAS DE HAIRSINE (I) Para mayor precisioacuten es posible construir las tres curvas de cada problema

Estabilidad al vuelco

Presiones en la base seguacuten la distribucioacuten sea

bull Trapezoidal

bull Triangular

bull Triangular parcial

2

v

m13

F

K

b

2m3m41j

1

K

b

2m3m2j

1

K

b

2m314j3

1

K

b

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MEacuteTODO DE HAIRSINE

CONSTRUCCIOacuteN DE LAS CURVAS DE HAIRSINE (II)

Estabilidad al deslizamiento

Friccioacuten = tg base con base = f = 23frsquo base

Adhesioacuten a = c= 05c

bull En terreno sin cohesioacuten soacutelo FRICCIOacuteN

bull En terrenos sin friccioacuten soacutelo ADHESIOacuteN

bull En terrenos con ADHESIOacuteN Y FRICCIOacuteN

m12

KF

K

b d

Ha2

KF

K

b d g

g

H

am12

KF

K

b d

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MEacuteTODO DE HAIRSINE

Permite incorporar SOBRECARGA UNIFORME (q)

Meacutetodo 1 Vaacutelido solamente si la sobrecarga es pequentildea tal que H0=q lt02 H Se adopta una altura ficticia H=H+H0

Meacutetodo 2 Vaacutelido para cualquier sobrecarga se emplean los siguientes paraacutemetros

bull En terrenos con ADHESIOacuteN Y FRICCIOacuteN

bull En terrenos soacutelo con ADHESIOacuteN

Hq1

Hq31

KK

g

g

Hq31

Hq21

FF dd

g

g

Hq

pj a

g

d KF

KFHq

aa

d

g

am12

1

K

b

gg

H

q1H

a2

KF

K

b d

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MEacuteTODO DE HAIRSINE

EJEMPLO

Datos H = 3 m

g = 18 kNm3

K = 13

= 060

Fd gt 15

Fv gt 20

Pmaacutex = 27 kpa

Variables del meacutetodo

Resultados Base b = bh = 067 30 = 20 m

Puntera mbh = 048 20 = 096 m

8403151

60

KFd

50318

27H

pj adm

g 67031171b171

K

b

480m

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MUROS EN L

Las tres meacutensulas en alzado puntera y taloacuten se calcularaacuten como empotradas en su arranque

El alzado se comprueba con el empuje de Rankine

La puntera y taloacuten bajo las cargas gravitatorias la reaccioacuten del terreno y la subpresioacuten del agua

Se suelen mantener las armaduras de las secciones criacuteticas (salvo muros muy altos)

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MUROS DE CONTRAFUERTES

Las placas verticales entre contrafuertes o las horizontales en el taloacuten pueden calcularse como placas empotradas en tres lados

Los contrafuertes en trasdoacutes se dimensionan para las tracciones correspondientes a los empujes sobre la placa vertical

La puntera se calcula como un voladizo

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MUROS DE SOacuteTANO

Estaacuten arriostrados por los forjados y trabajan como placas apoyadas o empotradas

Se suelen calcular para el empuje en reposo

Hay que antildeadir como acciones la solicitacioacuten de los forjados intermedios y la compresioacuten de los soportes

Una parte importante de los empujes horizontales se equilibran contra los forjados y solera

La reaccioacuten de los forjados sobre el muro es una variable maacutes en los caacutelculos

Suele hacerse la hipoacutetesis simplificada de considerar un reparto uniforme de presiones bajo el cimiento

El caacutelculo estructural para dos o maacutes niveles de forjado se puede asimilar a una viga continua

Se suele considerar el muro indefinido en direccioacuten longitudinal

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MUROS DE SOacuteTANO Acciones

Empujes

Sobrecarga E1 = Ko∙q∙H a frac12 H

Peso tierras E2 = frac12 Ko∙g∙H2 a 13 H

Cargas verticales

Axil de pilares N

Pesos Nm Nt Nc

Empujes de forjados o suelo T1 T2

Ecuaciones (Incoacutegnitas Rv T1 T2) Equilibrio de fuerzas

Rv = N

T1+ T2 = E1+ E2

Momentos sobre centro de la base

T1 ∙ H = Ei ∙ei+ Nj ∙ ej

Los ej son positivos si estaacuten a la

derecha de la vertical que pasa por Rv

Comprobaciones Hundimiento Rv B lt padm

Deslizamiento T2 lt (Rv ∙ tg+c ∙B) Fd

qN

T1

E1

E2

Nm

Nc

H

B

Nt

T2

Rv

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RELLENO DEL TRASDOacuteS

La seleccioacuten del relleno en trasdoacutes

Debe considerar la influencia del agua hinchamiento

Dentro de los muros que han experimentado este movimiento haytres veces maacutes con relleno arcilloso que con relleno arenoso

Los rellenos arcillosos provocan movimientos progresivos del muro

bull Originan empujes principalmente por las variaciones estacionales de volumen con el grado de humedad

bull En la estacioacuten seca retraen y aparecen grietas de traccioacuten por las que penetra el agua en la estacioacuten huacutemeda

bull El aumento de volumen va provocandoun movimiento progresivo hacia delante

Lo ideal son suelos GP GW SP SW (lt 5 limos o arcillas)

Bastariacutea con una cuntildea en el trasdoacutes (60ordm inclinacioacuten)

Los rellenos deben ser compactados pero no en exceso

RELLENO GRANULAR

60ordm

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DRENAJE DEL TRASDOacuteS

Los empujes pueden triplicarse si no hay un sistema de drenaje o eacuteste no funciona bien Un 33 de los accidentes ocurridos en muros riacutegidos han sido por ausencia o fallo del sistema de drenaje

El control de las presiones del agua en el trasdoacutes se consigue con sistemas adecuados de drenaje Drenes verticales (material granular hormigoacuten poroso)

en toda la altura del muro o parte de ella

Laacuteminas drenantes

Drenes inclinados

Tapices drenantes horizontales a uno o varios niveles

Drenes horizontales a traveacutes del relleno

Drenes longitudinales en la base o talud del relleno

Mechinales en contacto directo con el relleno

Consideraciones generales El mejor sistema consiste en una cuntildea de relleno

granular filtrante

Todos los sistemas deben tener faacutecil evacuacioacuten del agua evitando su acumulacioacuten en el trasdoacutes

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DRENAJE DEL TRASDOacuteS

ESQUEMAS DE DRENAJE

40-50 litros de grava gruesa

15 m

Cuneta para evacuacioacuten de vertidos

Material granular de

relleno

Material arcilloso de impermeabilizacioacuten

Cuneta

60ordm

Dren de grava de

20-30 cm o panel de hormigoacuten sin finos

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CONSTRUCCIOacuteN

Seguacuten del Documento Baacutesico HS Salubridad del Coacutedigo Teacutecnico de la Edificacioacuten el grado de impermeabilidad exigible a los muros en contacto depende de

La presencia de agua Seguacuten la posicioacuten relativa de la cara del suelo en contacto con el terreno y el nivel freaacutetico

bull Baja La cara inferior del suelo estaacute sobre el nivel freaacutetico

bull Media La cara inferior del suelo estaacute a la misma profundidad que el nivel freaacutetico o a menos de dos metros por debajo

bull Alta La cara inferior del suelo estaacute ge 2 m bajo el nivel freaacutetico

El coeficiente de permeabilidad del terreno

El grado de impermeabilidad seraacute entonces

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CONSTRUCCIOacuteN

Soluciones constructivas para muros (CTE DB S)

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CONSTRUCCIOacuteN

C) CONSTITUCIOacuteN DEL MURO

C1 Hormigoacuten hidroacutefugo

C2 Hormigoacuten de consistencia fluida

C3 Muro de faacutebrica Bloquesladrillos hidrofugados y mortero hidroacutefugo

I) IMPERMEABILIZACIOacuteN

I1 Laacutemina impermeabilizante o aplicacioacuten de productos liacutequidos (poliacutemeros acriacutelicos caucho acriacutelico resinas o polieacutester)

bull En los muros pantalla basta con los lodos bentoniacuteticos

bull Con laacutemina interior debe ser adherida

bull Si es exterior capa antipunzonamiento en caras no adheridas

bull Con laacutemina drenante no precisa antipunzonamiento exterior

bull Con aplicaciones liacutequidas colocar una capa protectora exterior (geotextil o mortero reforzado) salvo que haya capa drenante

I2 Pintura impermeabilizante

I3 Muros de faacutebrica Recubrir interiormente con revestimiento hidroacutefugo (mortero hidroacutefugo cartoacuten-yeso sin yeso higroscoacutepico)

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CONSTRUCCIOacuteN

D) DRENAJE Y EVACUACIOacuteN

D1 Capa drenante y capa filtrante entre el muro y el terreno

bull La capa drenante puede ser una laacutemina grava bloques de arcilla porosos etc

bull Si es una laacutemina debe cerrarse el remate superior de la laacutemina

D2 Pozo drenante de al menos 070 m de diaacutemetro cada 50 m como maacuteximo con capa filtrante y dos bombas de achique para evacuacioacuten

D3 Tubo drenante en el arranque del muro conectado a un sistema de evacuacioacuten

D4 Canaletas de recogida de agua en la caacutemara del muro conectadas a una red de evacuacioacuten

D5 Red de evacuacioacuten del agua de lluvia en la cubierta y del terreno conectada a sistema de evacuacioacuten

V) VENTILACIOacuteN DE LA CAacuteMARA

V1 Aberturas de ventilacioacuten en el arranque y la coronacioacuten de la hoja interior y ventilarse el local al que se abren dichas aberturas

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CONSTRUCCIOacuteN

La excavacioacuten del cimiento debe efectuarse con cuidado para no alterar las caracteriacutesticas geoteacutecnicas del suelo

Las excavaciones provisionales o definitivas deben hacerse de modo que se eviten movimientos en las tierras especialmente en el caso de muros por bataches

En el caso de suelos permeables que requieran agotamiento del agua para realizar las excavaciones eacuteste se mantendraacute durante toda la duracioacuten de los trabajos

El agotamiento debe realizarse de tal forma que no comprometa la estabilidad de los taludes o de las obras vecinas

Las juntas de hormigonado y los procesos de hormigonado vibrado y curado se efectuaraacuten con los criterios definidos en la Instruccioacuten EHE

Page 2: TEMA 03 - ESTRUCTURAS DE CONTENCIÓN RÍGIDAS

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IacuteNDICE

TIPOS DE ESTRUCTURAS DE CONTENCIOacuteN

TIPOS DE ESTRUCTURAS DE CONTENCIOacuteN RIacuteGIDAS

TIPO DE EMPUJES A CONSIDERAR

COMPROBACIONES A REALIZAR EN UN MURO

MEacuteTODO DE PREDIMENSIONADO DE HAIRSINE

OTROS CRITERIOS

MUROS EN L

MUROS DE CONTRAFUERTES

MUROS DE SOacuteTANO

ASPECTOS CONSTRUCTIVOS

RELLENO DEL TRASDOacuteS

DRENAJE DEL TRASDOacuteS

CONSTRUCCIOacuteN

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ESTRUCTURAS DE CONTENCIOacuteN

Cuando el talud que se quiere dar a un terreno no se sostiene debidamente por siacute mismo hay que construir una ldquoESTRUCTURA DE CONTENCIOacuteNrdquo

Evita que el suelo se deforme excesivamente

Soporta los empujes del terreno

Seguacuten su COMPORTAMIENTO las estructuras de contencioacuten pueden clasificarse en

Riacutegidas (muros)

bull Se ejecutan en el exterior del terreno

bull No cambian de forma bajo la accioacuten de los empujes

Flexibles (pantallas tablestacas etc)

bull Se ejecutan en el interior del terreno previamente a la excavacioacuten

bull Se deforman por los empujes (relativamente)

bull La deformacioacuten que se produce puede llegar a influir en la distribucioacuten del empuje de las tierras

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ESTRUCTURAS RIacuteGIDAS

Los MUROS son elementos de contencioacuten destinados aestablecer y mantener una diferencia de niveles en el terrenocon una pendiente superior a la que permitiriacutea el mismotransmitiendo a su base y resistiendo con deformacionesadmisibles los empujes laterales

TRASDOacuteSINTRADOacuteS

ZAPATA o LOSA

ALZ

AD

O

TALOacuteN

PUNTERA

CONTRAFUERTECORONACIOacuteN

(IMPOSTA)

GOTEROacuteN

TACOacuteN

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ESTRUCTURAS RIacuteGIDAS

Seguacuten su FUNCIOacuteN se clasifican en

Muros de sostenimiento Se construyen separados del terreno ydespueacutes se rellena su trasdoacutes

Muros de contencioacuten Se construyen para mantener taludesinestables por excavacioacuten o ldquodesmonterdquo

Muros de revestimiento Protegen un terreno de la erosioacuten(atmosfeacuterica escorrentiacutea hellip) o meteorizacioacuten

REVESTIMIENTOSOSTENIMIENTO

RELLENO

CONTENCIOacuteN

VACIADO

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ESTRUCTURAS RIacuteGIDAS

Seguacuten el MATERIAL del que estaacuten construidos

Piedra natural

bull Piedra en seco

bull Mamposteriacutea (arrejuntada con mortero)

De ladrillo (o piezas prefabricadas)

De hormigoacuten

bull En masa (muros de gravedad)

bull Armado (muros aligerados)

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ESTRUCTURAS RIacuteGIDAS

Seguacuten su CONCEPTO ESTRUCTURAL se clasifican en

De gravedad El momento volcador del empuje es contrarrestado por el momento estabilizador del peso propio del muro

Aligerados Su forma o disposicioacuten le permiten aprovechar tambieacuten el peso de las tierras como estabilizador

bull Muros en L Trabajan como viga en voladizo

bull Muros con contrafuertes

Muros anclados en el terreno que sostienen y muros arriostrados

GRAVEDAD EN ldquoLrdquo(CON CONTRAFUERTES)

ANCLADOS

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ESTRUCTURAS RIacuteGIDAS

MUROS DE GRAVEDAD

Es el muro maacutes antiguo

No provocan tracciones de importancia en el material

Las acciones actuantes son

bull Peso propio (W)

bull Empujes (E)

ndash Del terreno oacute el agua

ndash De acciones exteriores

Para que el muro sea estable la resultante (R) de ambos debe caer dentro de la base

Trasdoacutes en talud Trasdoacutes en desplome

EW

R

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ESTRUCTURAS RIacuteGIDAS

MUROS ALIGERADOS

Se elimina material donde contribuye poco a la estabilidad

El peso de las tierras contribuye a la estabilidad

Se aumenta la inercia sin incrementar el material

Soportan importantes tracciones por lo que necesitan estar armados

Los contrafuertes en el intradoacutes pueden ser antiesteacuteticos o antifuncionales

Los contrafuertes en el trasdoacutes trabajan a traccioacuten

E

Wm

Wt

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ESTRUCTURAS RIacuteGIDAS

MUROS ANCLADOS POR BATACHES

Para terrenos sin agua

Se excava progresivamente y se hormigonan paneles de 33 m solapando entre siacute las armaduras

Se anclan una vez endurecido el hormigoacuten

bull Se ejecuta un taladro entubado con una sonda

bull Se colocan armaduras

bull Se inyecta el extremo creando un ldquobulbordquo

bull Se tesan las armaduras

bull Se rellena el taladro

BulboCuntildea Perforacioacuten

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ESTRUCTURAS RIacuteGIDAS

MUROS ARRIOSTRADOS

Los muros de soacutetano se arriostran con los forjados con frecuencia antes de trasdosar el muro

No tienen problema de vuelco ni deslizamiento

Generalmente tienen forma de cajones cerrados

Estaacuten sometidos tambieacuten a acciones de la estructura

bull Cargas procedentes de forjados

bull Cargas de los soportes o muros que nacen de su cuacutespide

bull Fuerzas de arriostramiento transversal

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SUELO REFORZADO

SUELO REFORZADO Consiste en reforzar un terrapleacuten con un conjunto de

bull Placas que actuacutean de panel de muro o revestimiento (ldquopielrdquo)

bull Bandas fijadas a las placas que se imbrican con el relleno (ldquoarmadurasrdquo) pueden ser metaacutelicas de fibra textiles etc

bull Un relleno que contribuye a la estabilidad

La primera fue ldquoTIERRA ARMADArdquo (patentada) compuesta por

bull Placas de hormigoacuten armado de unos 75 cm de altura

bull Eslingas metaacutelicas de ancho 4-12 cm y espesor 2-4 mm

La resistencia se basa en el rozamiento terreno-banda

Hay que evitar la corrosioacuten y alteracioacuten de las bandas

El relleno debe ser de calidad para asegurarlo (lt 15 finos)

Las placas son prefabricadas y pueden tener formas diversas

El espesor es pequentildeo (salvo elementos decorativos)

Trasmite muy pocas cargas en cimentacioacuten

Aunque por construirse en el exterior del terreno son muros en realidad son estructuras FLEXIBLES que se pueden deformar de modo importante

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SUELO REFORZADO ndash ldquoTIERRA ARMADArdquo

TERRAPLEacuteN COMPACTADO POR

TONGADAS

BANDAS O ESLINGAS

PLACAS O ldquoESCAMASrdquo

SUELO REFORZADO

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SUELO REFORZADO ndash ldquoTIERRA ARMADArdquo

SUELO REFORZADO

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El proyecto de un muro es un proceso iterativo Partiendo de su dimensionado se comprueba si la seguridad es suficiente

Las acciones principales a considerar son Peso propio del elemento de contencioacuten

Empuje y peso del terreno considerando el nivel freaacutetico

Empujes del agua Presioacuten intersticial subpresioacuten o de filtracioacuten

Sobrecargas sobre la estructura o sobre el terreno del trasdoacutes

Otros Siacutesmicos expansividad congelacioacuten compactacioacuten

Los movimientos del muro influyen en las construcciones o servicios de su entorno

Los estados de empuje dependen del desplazamiento EMPUJE ACTIVO El elemento de contencioacuten gira o se desplaza

hacia el exterior hasta alcanzar unas condiciones de empuje miacutenimo

EMPUJE PASIVO El elemento de contencioacuten es comprimido contra el terreno hasta alcanzar unas condiciones de maacuteximo empuje

EMPUJE EN REPOSO El elemento de contencioacuten no sufre desplazamiento ni giro

COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

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TIPOS DE EMPUJE A CONSIDERAR

EMPUJE ACTIVO

Muros de contencioacuten con cimentacioacuten superficial sobre suelos (padmlt 500 kPa)

Muros en ldquoLrdquo cimentados sobre pilotes verticales resistentes por la punta

Empuje en general superior al activo (media entre reposo y activo)

Muros en ldquoLrdquo sobre roca si el muro es suficientemente flexible puede utilizarse el empuje activo

Cualquier muro sobre pilotes flotantes o cualquier muro excepto en ldquoLrdquo sobre pilotes resistentes por la punta

EMPUJE EN REPOSO

Muros de gravedad sobre roca o sobre pilotes inclinados y verticales

Muros de soacutetano

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SE BASA EN EL MEacuteTODO DE LOS ESTADOS LIacuteMITES

ESTADOS LIacuteMITE UacuteLTIMOS

bull Estabilidad al deslizamiento

bull Estabilidad al vuelco

ndash Paso de la resultante por el nuacutecleo central de la base

bull Hundimiento de la cimentacioacuten (tema 8)

bull Caacutelculo estructural

bull Estabilidad general del conjunto (no lo veremos este curso)

ESTADOS LIacuteMITE DE SERVICIO

bull Movimientos o deformaciones que puedan causar el colapso o afectar a la apariencia o al uso eficiente de la estructura de las estructuras cercanas o de los servicios proacuteximos

bull Infiltracioacuten de agua no admisible a traveacutes o por debajo del elemento de contencioacuten

bull Afeccioacuten a la situacioacuten del agua freaacutetica en el entorno con repercusioacuten sobre edificios proacuteximos o sobre la propia obra

COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

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ESTABILIDAD AL DESLIZAMIENTO

No es preciso comprobar si los empujes horizontalesson lt 10 de la carga vertical total

Efectos desestabilizadores Empujes horizontales

Efectos estabilizadores Reaccioacuten del terreno

bull Adhesioacuten (c= 05crsquoKle005 MPa)

bull Rozamiento (f=23frsquo)

No debe considerarse el efecto favorable del Ep

Coeficiente de seguridad gR (Fd)

Se mejora

Disponiendo material granular en la base

Aumentando el empuje pasivo Ep con zarpas o inclinando la base

51

RREE

tg)REW(Bc

F

Btgc

F

FF

3w1wph

2wv

des

des

estdR

f

fg

r tgc f

e1

Ea

Eh

Ev

wRw1Ep

Rw3

Rw2

Oe3

ew2

B

e2 ew3 ew1

COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

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ESTABILIDAD AL VUELCO

En relacioacuten a un punto de giro O

Efectos estabilizadores

bull Peso W

bull Empuje pasivo pie (en muros no debe considerarse)

bull Presioacuten agua intradoacutes Rw3

Efectos desestabilizadores

bull Empuje trasdoacutes Eahellip (Eh(+) y Ev(-))

bull Empuje agua trasdoacutes Rw1

bull Subpresiones Rw2

Coeficiente de seguridad (Fv)

0290

81

M

M

M

M81901CTE

02eReRBEeE

eReEeW

M

MF

v

eR

vdstE

estbEdstEstbER

2w2w1w1wv1h

3w3w2p3

v

ev

gg

gggg

e1

Ea

Eh

Ev

wRw1Ep

Rw3

Rw2

Oe3

ew2

B

e2 ew3 ew1

COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

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PASO DE LA RESULTANTE POR EL NUacuteCLEO CENTRAL

La resultante de las acciones provoca unas presiones y deformaciones en el terreno

Se aplica la ldquoTeoriacutea del COEFICIENTE DE BALASTOrdquo

bull La presioacuten en la base de un elemento es proporcional a su asiento

p = ks s

bull Es una ley lineal

Si la cimentacioacuten es riacutegida la ley de presiones seraacute tambieacuten lineal

Bd3B

R2p

2

Vmiacuten

d3B2

B

R2p

2

Vmaacutex

B2

ppR miacutenmaacutex

V

miacutenmaacutex2

miacuten2

V ppB6

1pB

2

1dR

v

ve

R

MMd

RV

pmaacutex

pmiacuten

B RH

d

pmaacutex

pmiacuten

B

R

RH

RV

COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

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COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

PASO DE LA RESULTANTEPOR EL NUacuteCLEO CENTRAL

B3 lt d lt 2middotB3 pmiacuten gt 0

Distribucioacuten

trapezoidal

d = B3 pmiacuten = 0

Distribucioacuten triangular pmax=2 middotRvB

d lt B3 pmiacuten lt 0

Distribucioacuten triangular parcial

ldquoTracciones en la baserdquo

)Bd3(B

R2p

2

vmin

d3

R2p V

maacutex

)d3B2(B

R2p

2

vmax

d

RV

pmaacutex

pmiacuten

B3 B3 B3

B3

RV

pmaacutex pmiacuten=0

d

RV

pmaacutexldquopmiacutenlt0rdquo

v

ve

R

MMd

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COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

SEGURIDAD FRENTE AL HUNDIMIENTO

Se considera una zapata ficticia de anchura eficaz Brsquo de manera que la carga quede centrada en la misma

lsaquo rsaquo

Se tiene que cumplir que

3

qqq

B

R hund

R

hundadm

v g

d

Rv

pmaacutex pmiacuten

B2 B2

e d

Rv

B2 B2

e

Brsquo=2middotd=B-2middote

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COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

SEGURIDAD FRENTE A LA ROTURA ESTRUCTURAL

El muro como elemento estructural debe ser lo suficientemente resistente como para soportar las tensiones a las que va a estar sometido con las garantiacuteas necesarias (Instruccioacuten de Hormigoacuten Estructural EHE)

Deformacioacuten

excesiva del

alzado

Rotura por

fisuracioacuten

excesiva

Rotura por

fallo

de solape

Rotura por

esfuerzo

cortante

Rotura por

esfuerzo

rasante

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COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

ESTABILIDAD GENERAL

El conjunto del muro incluida su cimentacioacuten puede fallar mediante un mecanismo de rotura auacuten maacutes profundo que eacutestos o que no siendo tan profundo pudiera cortarlos que habraacute que comprobar

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COacuteDIGO TEacuteCNICO DE LA EDIFICACIOacuteN

COEFICIENTES DE SEGURIDAD PARCIALES

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CRITERIOS DE PREDIMENSIONADO (Jimeacutenez Salas et al 1981)

ge 20 cm

gt25 m

H3 ndash 2H3

ltH2 si Hgt10 m

H12ge30 cm

025 H le B le 04 H

(Si existen sobrecargas importantes aumentar B

hasta un 50)

H

H8-H6

c=020-030 m

025-125 m

05-125 m

H16 ndash H12

H32-H8

04 - 09 H

008-04 H

gt060 m

(CTE miacuten 08m)

Espesor de solera y alzado H12

Ancho de solera 04 - 07 H

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MEacuteTODO DE HAIRSINE

Meacutetodo para predimensionamiento

Para muros en ldquoLrdquo

Desprecia la diferencia entre el peso propio del muro y del terreno

Se obtienen ldquomrdquo y ldquobrdquo a partir de

bull ldquoFvrdquo coeficiente de seguridad al vuelco (gt2)

bull ldquojrdquo funcioacuten de la presioacuten admisible

bull

Que depende de

ldquoFdrdquo al deslizamiento (gt15)

ldquoKrdquo coeficiente de empuje

= tg base

base rozamiento tierras-muro

base = f = 23frsquo base

KFd

H

pj adm

g

mbH

bH

H

K g H

padm=j g H

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MEacuteTODO DE HAIRSINE

Procedimiento

Cada variable define una curva un graacutefico m ndash bk

La zona comuacuten sobre dichas curvas es la vaacutelida

Si se elige un punto en esa zona se asegura

bull La estabilidad al vuelco a traveacutes de Fv

bull La estabilidad al deslizamiento mediante

bull La carga admisible del cimiento por j

Mientras maacutes bajo esteacute el punto maacutes econoacutemico es el muro (menores dimensiones)

Es posible imponer distribucioacuten triangular de presiones en el terreno (resultante en nuacutecleo central)

El manejo se simplifica mediante un nomograma en el que se recogen familias de curvas para distintos valores de cada variable

KFd

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

000

020

040

060

080

100

120

140

160

180

200

0 02 04 06 08 1

a

(bK

)12

2

v

m13

F

K

b

2m3m41j

1

K

b

m12

KF

K

b d

ZONA DE

VALIDEZ

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

MEacuteTODO DE HAIRSINE(Jimeacutenez Salas et al 1981)

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

MEacuteTODO DE HAIRSINE

CONSTRUCCIOacuteN DE LAS CURVAS DE HAIRSINE (I) Para mayor precisioacuten es posible construir las tres curvas de cada problema

Estabilidad al vuelco

Presiones en la base seguacuten la distribucioacuten sea

bull Trapezoidal

bull Triangular

bull Triangular parcial

2

v

m13

F

K

b

2m3m41j

1

K

b

2m3m2j

1

K

b

2m314j3

1

K

b

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MEacuteTODO DE HAIRSINE

CONSTRUCCIOacuteN DE LAS CURVAS DE HAIRSINE (II)

Estabilidad al deslizamiento

Friccioacuten = tg base con base = f = 23frsquo base

Adhesioacuten a = c= 05c

bull En terreno sin cohesioacuten soacutelo FRICCIOacuteN

bull En terrenos sin friccioacuten soacutelo ADHESIOacuteN

bull En terrenos con ADHESIOacuteN Y FRICCIOacuteN

m12

KF

K

b d

Ha2

KF

K

b d g

g

H

am12

KF

K

b d

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MEacuteTODO DE HAIRSINE

Permite incorporar SOBRECARGA UNIFORME (q)

Meacutetodo 1 Vaacutelido solamente si la sobrecarga es pequentildea tal que H0=q lt02 H Se adopta una altura ficticia H=H+H0

Meacutetodo 2 Vaacutelido para cualquier sobrecarga se emplean los siguientes paraacutemetros

bull En terrenos con ADHESIOacuteN Y FRICCIOacuteN

bull En terrenos soacutelo con ADHESIOacuteN

Hq1

Hq31

KK

g

g

Hq31

Hq21

FF dd

g

g

Hq

pj a

g

d KF

KFHq

aa

d

g

am12

1

K

b

gg

H

q1H

a2

KF

K

b d

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MEacuteTODO DE HAIRSINE

EJEMPLO

Datos H = 3 m

g = 18 kNm3

K = 13

= 060

Fd gt 15

Fv gt 20

Pmaacutex = 27 kpa

Variables del meacutetodo

Resultados Base b = bh = 067 30 = 20 m

Puntera mbh = 048 20 = 096 m

8403151

60

KFd

50318

27H

pj adm

g 67031171b171

K

b

480m

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

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MUROS EN L

Las tres meacutensulas en alzado puntera y taloacuten se calcularaacuten como empotradas en su arranque

El alzado se comprueba con el empuje de Rankine

La puntera y taloacuten bajo las cargas gravitatorias la reaccioacuten del terreno y la subpresioacuten del agua

Se suelen mantener las armaduras de las secciones criacuteticas (salvo muros muy altos)

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MUROS DE CONTRAFUERTES

Las placas verticales entre contrafuertes o las horizontales en el taloacuten pueden calcularse como placas empotradas en tres lados

Los contrafuertes en trasdoacutes se dimensionan para las tracciones correspondientes a los empujes sobre la placa vertical

La puntera se calcula como un voladizo

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MUROS DE SOacuteTANO

Estaacuten arriostrados por los forjados y trabajan como placas apoyadas o empotradas

Se suelen calcular para el empuje en reposo

Hay que antildeadir como acciones la solicitacioacuten de los forjados intermedios y la compresioacuten de los soportes

Una parte importante de los empujes horizontales se equilibran contra los forjados y solera

La reaccioacuten de los forjados sobre el muro es una variable maacutes en los caacutelculos

Suele hacerse la hipoacutetesis simplificada de considerar un reparto uniforme de presiones bajo el cimiento

El caacutelculo estructural para dos o maacutes niveles de forjado se puede asimilar a una viga continua

Se suele considerar el muro indefinido en direccioacuten longitudinal

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MUROS DE SOacuteTANO Acciones

Empujes

Sobrecarga E1 = Ko∙q∙H a frac12 H

Peso tierras E2 = frac12 Ko∙g∙H2 a 13 H

Cargas verticales

Axil de pilares N

Pesos Nm Nt Nc

Empujes de forjados o suelo T1 T2

Ecuaciones (Incoacutegnitas Rv T1 T2) Equilibrio de fuerzas

Rv = N

T1+ T2 = E1+ E2

Momentos sobre centro de la base

T1 ∙ H = Ei ∙ei+ Nj ∙ ej

Los ej son positivos si estaacuten a la

derecha de la vertical que pasa por Rv

Comprobaciones Hundimiento Rv B lt padm

Deslizamiento T2 lt (Rv ∙ tg+c ∙B) Fd

qN

T1

E1

E2

Nm

Nc

H

B

Nt

T2

Rv

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RELLENO DEL TRASDOacuteS

La seleccioacuten del relleno en trasdoacutes

Debe considerar la influencia del agua hinchamiento

Dentro de los muros que han experimentado este movimiento haytres veces maacutes con relleno arcilloso que con relleno arenoso

Los rellenos arcillosos provocan movimientos progresivos del muro

bull Originan empujes principalmente por las variaciones estacionales de volumen con el grado de humedad

bull En la estacioacuten seca retraen y aparecen grietas de traccioacuten por las que penetra el agua en la estacioacuten huacutemeda

bull El aumento de volumen va provocandoun movimiento progresivo hacia delante

Lo ideal son suelos GP GW SP SW (lt 5 limos o arcillas)

Bastariacutea con una cuntildea en el trasdoacutes (60ordm inclinacioacuten)

Los rellenos deben ser compactados pero no en exceso

RELLENO GRANULAR

60ordm

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DRENAJE DEL TRASDOacuteS

Los empujes pueden triplicarse si no hay un sistema de drenaje o eacuteste no funciona bien Un 33 de los accidentes ocurridos en muros riacutegidos han sido por ausencia o fallo del sistema de drenaje

El control de las presiones del agua en el trasdoacutes se consigue con sistemas adecuados de drenaje Drenes verticales (material granular hormigoacuten poroso)

en toda la altura del muro o parte de ella

Laacuteminas drenantes

Drenes inclinados

Tapices drenantes horizontales a uno o varios niveles

Drenes horizontales a traveacutes del relleno

Drenes longitudinales en la base o talud del relleno

Mechinales en contacto directo con el relleno

Consideraciones generales El mejor sistema consiste en una cuntildea de relleno

granular filtrante

Todos los sistemas deben tener faacutecil evacuacioacuten del agua evitando su acumulacioacuten en el trasdoacutes

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DRENAJE DEL TRASDOacuteS

ESQUEMAS DE DRENAJE

40-50 litros de grava gruesa

15 m

Cuneta para evacuacioacuten de vertidos

Material granular de

relleno

Material arcilloso de impermeabilizacioacuten

Cuneta

60ordm

Dren de grava de

20-30 cm o panel de hormigoacuten sin finos

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CONSTRUCCIOacuteN

Seguacuten del Documento Baacutesico HS Salubridad del Coacutedigo Teacutecnico de la Edificacioacuten el grado de impermeabilidad exigible a los muros en contacto depende de

La presencia de agua Seguacuten la posicioacuten relativa de la cara del suelo en contacto con el terreno y el nivel freaacutetico

bull Baja La cara inferior del suelo estaacute sobre el nivel freaacutetico

bull Media La cara inferior del suelo estaacute a la misma profundidad que el nivel freaacutetico o a menos de dos metros por debajo

bull Alta La cara inferior del suelo estaacute ge 2 m bajo el nivel freaacutetico

El coeficiente de permeabilidad del terreno

El grado de impermeabilidad seraacute entonces

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CONSTRUCCIOacuteN

Soluciones constructivas para muros (CTE DB S)

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CONSTRUCCIOacuteN

C) CONSTITUCIOacuteN DEL MURO

C1 Hormigoacuten hidroacutefugo

C2 Hormigoacuten de consistencia fluida

C3 Muro de faacutebrica Bloquesladrillos hidrofugados y mortero hidroacutefugo

I) IMPERMEABILIZACIOacuteN

I1 Laacutemina impermeabilizante o aplicacioacuten de productos liacutequidos (poliacutemeros acriacutelicos caucho acriacutelico resinas o polieacutester)

bull En los muros pantalla basta con los lodos bentoniacuteticos

bull Con laacutemina interior debe ser adherida

bull Si es exterior capa antipunzonamiento en caras no adheridas

bull Con laacutemina drenante no precisa antipunzonamiento exterior

bull Con aplicaciones liacutequidas colocar una capa protectora exterior (geotextil o mortero reforzado) salvo que haya capa drenante

I2 Pintura impermeabilizante

I3 Muros de faacutebrica Recubrir interiormente con revestimiento hidroacutefugo (mortero hidroacutefugo cartoacuten-yeso sin yeso higroscoacutepico)

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CONSTRUCCIOacuteN

D) DRENAJE Y EVACUACIOacuteN

D1 Capa drenante y capa filtrante entre el muro y el terreno

bull La capa drenante puede ser una laacutemina grava bloques de arcilla porosos etc

bull Si es una laacutemina debe cerrarse el remate superior de la laacutemina

D2 Pozo drenante de al menos 070 m de diaacutemetro cada 50 m como maacuteximo con capa filtrante y dos bombas de achique para evacuacioacuten

D3 Tubo drenante en el arranque del muro conectado a un sistema de evacuacioacuten

D4 Canaletas de recogida de agua en la caacutemara del muro conectadas a una red de evacuacioacuten

D5 Red de evacuacioacuten del agua de lluvia en la cubierta y del terreno conectada a sistema de evacuacioacuten

V) VENTILACIOacuteN DE LA CAacuteMARA

V1 Aberturas de ventilacioacuten en el arranque y la coronacioacuten de la hoja interior y ventilarse el local al que se abren dichas aberturas

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CONSTRUCCIOacuteN

La excavacioacuten del cimiento debe efectuarse con cuidado para no alterar las caracteriacutesticas geoteacutecnicas del suelo

Las excavaciones provisionales o definitivas deben hacerse de modo que se eviten movimientos en las tierras especialmente en el caso de muros por bataches

En el caso de suelos permeables que requieran agotamiento del agua para realizar las excavaciones eacuteste se mantendraacute durante toda la duracioacuten de los trabajos

El agotamiento debe realizarse de tal forma que no comprometa la estabilidad de los taludes o de las obras vecinas

Las juntas de hormigonado y los procesos de hormigonado vibrado y curado se efectuaraacuten con los criterios definidos en la Instruccioacuten EHE

Page 3: TEMA 03 - ESTRUCTURAS DE CONTENCIÓN RÍGIDAS

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ESTRUCTURAS DE CONTENCIOacuteN

Cuando el talud que se quiere dar a un terreno no se sostiene debidamente por siacute mismo hay que construir una ldquoESTRUCTURA DE CONTENCIOacuteNrdquo

Evita que el suelo se deforme excesivamente

Soporta los empujes del terreno

Seguacuten su COMPORTAMIENTO las estructuras de contencioacuten pueden clasificarse en

Riacutegidas (muros)

bull Se ejecutan en el exterior del terreno

bull No cambian de forma bajo la accioacuten de los empujes

Flexibles (pantallas tablestacas etc)

bull Se ejecutan en el interior del terreno previamente a la excavacioacuten

bull Se deforman por los empujes (relativamente)

bull La deformacioacuten que se produce puede llegar a influir en la distribucioacuten del empuje de las tierras

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ESTRUCTURAS RIacuteGIDAS

Los MUROS son elementos de contencioacuten destinados aestablecer y mantener una diferencia de niveles en el terrenocon una pendiente superior a la que permitiriacutea el mismotransmitiendo a su base y resistiendo con deformacionesadmisibles los empujes laterales

TRASDOacuteSINTRADOacuteS

ZAPATA o LOSA

ALZ

AD

O

TALOacuteN

PUNTERA

CONTRAFUERTECORONACIOacuteN

(IMPOSTA)

GOTEROacuteN

TACOacuteN

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ESTRUCTURAS RIacuteGIDAS

Seguacuten su FUNCIOacuteN se clasifican en

Muros de sostenimiento Se construyen separados del terreno ydespueacutes se rellena su trasdoacutes

Muros de contencioacuten Se construyen para mantener taludesinestables por excavacioacuten o ldquodesmonterdquo

Muros de revestimiento Protegen un terreno de la erosioacuten(atmosfeacuterica escorrentiacutea hellip) o meteorizacioacuten

REVESTIMIENTOSOSTENIMIENTO

RELLENO

CONTENCIOacuteN

VACIADO

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ESTRUCTURAS RIacuteGIDAS

Seguacuten el MATERIAL del que estaacuten construidos

Piedra natural

bull Piedra en seco

bull Mamposteriacutea (arrejuntada con mortero)

De ladrillo (o piezas prefabricadas)

De hormigoacuten

bull En masa (muros de gravedad)

bull Armado (muros aligerados)

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ESTRUCTURAS RIacuteGIDAS

Seguacuten su CONCEPTO ESTRUCTURAL se clasifican en

De gravedad El momento volcador del empuje es contrarrestado por el momento estabilizador del peso propio del muro

Aligerados Su forma o disposicioacuten le permiten aprovechar tambieacuten el peso de las tierras como estabilizador

bull Muros en L Trabajan como viga en voladizo

bull Muros con contrafuertes

Muros anclados en el terreno que sostienen y muros arriostrados

GRAVEDAD EN ldquoLrdquo(CON CONTRAFUERTES)

ANCLADOS

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ESTRUCTURAS RIacuteGIDAS

MUROS DE GRAVEDAD

Es el muro maacutes antiguo

No provocan tracciones de importancia en el material

Las acciones actuantes son

bull Peso propio (W)

bull Empujes (E)

ndash Del terreno oacute el agua

ndash De acciones exteriores

Para que el muro sea estable la resultante (R) de ambos debe caer dentro de la base

Trasdoacutes en talud Trasdoacutes en desplome

EW

R

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ESTRUCTURAS RIacuteGIDAS

MUROS ALIGERADOS

Se elimina material donde contribuye poco a la estabilidad

El peso de las tierras contribuye a la estabilidad

Se aumenta la inercia sin incrementar el material

Soportan importantes tracciones por lo que necesitan estar armados

Los contrafuertes en el intradoacutes pueden ser antiesteacuteticos o antifuncionales

Los contrafuertes en el trasdoacutes trabajan a traccioacuten

E

Wm

Wt

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ESTRUCTURAS RIacuteGIDAS

MUROS ANCLADOS POR BATACHES

Para terrenos sin agua

Se excava progresivamente y se hormigonan paneles de 33 m solapando entre siacute las armaduras

Se anclan una vez endurecido el hormigoacuten

bull Se ejecuta un taladro entubado con una sonda

bull Se colocan armaduras

bull Se inyecta el extremo creando un ldquobulbordquo

bull Se tesan las armaduras

bull Se rellena el taladro

BulboCuntildea Perforacioacuten

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ESTRUCTURAS RIacuteGIDAS

MUROS ARRIOSTRADOS

Los muros de soacutetano se arriostran con los forjados con frecuencia antes de trasdosar el muro

No tienen problema de vuelco ni deslizamiento

Generalmente tienen forma de cajones cerrados

Estaacuten sometidos tambieacuten a acciones de la estructura

bull Cargas procedentes de forjados

bull Cargas de los soportes o muros que nacen de su cuacutespide

bull Fuerzas de arriostramiento transversal

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SUELO REFORZADO

SUELO REFORZADO Consiste en reforzar un terrapleacuten con un conjunto de

bull Placas que actuacutean de panel de muro o revestimiento (ldquopielrdquo)

bull Bandas fijadas a las placas que se imbrican con el relleno (ldquoarmadurasrdquo) pueden ser metaacutelicas de fibra textiles etc

bull Un relleno que contribuye a la estabilidad

La primera fue ldquoTIERRA ARMADArdquo (patentada) compuesta por

bull Placas de hormigoacuten armado de unos 75 cm de altura

bull Eslingas metaacutelicas de ancho 4-12 cm y espesor 2-4 mm

La resistencia se basa en el rozamiento terreno-banda

Hay que evitar la corrosioacuten y alteracioacuten de las bandas

El relleno debe ser de calidad para asegurarlo (lt 15 finos)

Las placas son prefabricadas y pueden tener formas diversas

El espesor es pequentildeo (salvo elementos decorativos)

Trasmite muy pocas cargas en cimentacioacuten

Aunque por construirse en el exterior del terreno son muros en realidad son estructuras FLEXIBLES que se pueden deformar de modo importante

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SUELO REFORZADO ndash ldquoTIERRA ARMADArdquo

TERRAPLEacuteN COMPACTADO POR

TONGADAS

BANDAS O ESLINGAS

PLACAS O ldquoESCAMASrdquo

SUELO REFORZADO

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SUELO REFORZADO ndash ldquoTIERRA ARMADArdquo

SUELO REFORZADO

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El proyecto de un muro es un proceso iterativo Partiendo de su dimensionado se comprueba si la seguridad es suficiente

Las acciones principales a considerar son Peso propio del elemento de contencioacuten

Empuje y peso del terreno considerando el nivel freaacutetico

Empujes del agua Presioacuten intersticial subpresioacuten o de filtracioacuten

Sobrecargas sobre la estructura o sobre el terreno del trasdoacutes

Otros Siacutesmicos expansividad congelacioacuten compactacioacuten

Los movimientos del muro influyen en las construcciones o servicios de su entorno

Los estados de empuje dependen del desplazamiento EMPUJE ACTIVO El elemento de contencioacuten gira o se desplaza

hacia el exterior hasta alcanzar unas condiciones de empuje miacutenimo

EMPUJE PASIVO El elemento de contencioacuten es comprimido contra el terreno hasta alcanzar unas condiciones de maacuteximo empuje

EMPUJE EN REPOSO El elemento de contencioacuten no sufre desplazamiento ni giro

COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

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TIPOS DE EMPUJE A CONSIDERAR

EMPUJE ACTIVO

Muros de contencioacuten con cimentacioacuten superficial sobre suelos (padmlt 500 kPa)

Muros en ldquoLrdquo cimentados sobre pilotes verticales resistentes por la punta

Empuje en general superior al activo (media entre reposo y activo)

Muros en ldquoLrdquo sobre roca si el muro es suficientemente flexible puede utilizarse el empuje activo

Cualquier muro sobre pilotes flotantes o cualquier muro excepto en ldquoLrdquo sobre pilotes resistentes por la punta

EMPUJE EN REPOSO

Muros de gravedad sobre roca o sobre pilotes inclinados y verticales

Muros de soacutetano

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SE BASA EN EL MEacuteTODO DE LOS ESTADOS LIacuteMITES

ESTADOS LIacuteMITE UacuteLTIMOS

bull Estabilidad al deslizamiento

bull Estabilidad al vuelco

ndash Paso de la resultante por el nuacutecleo central de la base

bull Hundimiento de la cimentacioacuten (tema 8)

bull Caacutelculo estructural

bull Estabilidad general del conjunto (no lo veremos este curso)

ESTADOS LIacuteMITE DE SERVICIO

bull Movimientos o deformaciones que puedan causar el colapso o afectar a la apariencia o al uso eficiente de la estructura de las estructuras cercanas o de los servicios proacuteximos

bull Infiltracioacuten de agua no admisible a traveacutes o por debajo del elemento de contencioacuten

bull Afeccioacuten a la situacioacuten del agua freaacutetica en el entorno con repercusioacuten sobre edificios proacuteximos o sobre la propia obra

COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

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ESTABILIDAD AL DESLIZAMIENTO

No es preciso comprobar si los empujes horizontalesson lt 10 de la carga vertical total

Efectos desestabilizadores Empujes horizontales

Efectos estabilizadores Reaccioacuten del terreno

bull Adhesioacuten (c= 05crsquoKle005 MPa)

bull Rozamiento (f=23frsquo)

No debe considerarse el efecto favorable del Ep

Coeficiente de seguridad gR (Fd)

Se mejora

Disponiendo material granular en la base

Aumentando el empuje pasivo Ep con zarpas o inclinando la base

51

RREE

tg)REW(Bc

F

Btgc

F

FF

3w1wph

2wv

des

des

estdR

f

fg

r tgc f

e1

Ea

Eh

Ev

wRw1Ep

Rw3

Rw2

Oe3

ew2

B

e2 ew3 ew1

COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

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ESTABILIDAD AL VUELCO

En relacioacuten a un punto de giro O

Efectos estabilizadores

bull Peso W

bull Empuje pasivo pie (en muros no debe considerarse)

bull Presioacuten agua intradoacutes Rw3

Efectos desestabilizadores

bull Empuje trasdoacutes Eahellip (Eh(+) y Ev(-))

bull Empuje agua trasdoacutes Rw1

bull Subpresiones Rw2

Coeficiente de seguridad (Fv)

0290

81

M

M

M

M81901CTE

02eReRBEeE

eReEeW

M

MF

v

eR

vdstE

estbEdstEstbER

2w2w1w1wv1h

3w3w2p3

v

ev

gg

gggg

e1

Ea

Eh

Ev

wRw1Ep

Rw3

Rw2

Oe3

ew2

B

e2 ew3 ew1

COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

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PASO DE LA RESULTANTE POR EL NUacuteCLEO CENTRAL

La resultante de las acciones provoca unas presiones y deformaciones en el terreno

Se aplica la ldquoTeoriacutea del COEFICIENTE DE BALASTOrdquo

bull La presioacuten en la base de un elemento es proporcional a su asiento

p = ks s

bull Es una ley lineal

Si la cimentacioacuten es riacutegida la ley de presiones seraacute tambieacuten lineal

Bd3B

R2p

2

Vmiacuten

d3B2

B

R2p

2

Vmaacutex

B2

ppR miacutenmaacutex

V

miacutenmaacutex2

miacuten2

V ppB6

1pB

2

1dR

v

ve

R

MMd

RV

pmaacutex

pmiacuten

B RH

d

pmaacutex

pmiacuten

B

R

RH

RV

COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

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COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

PASO DE LA RESULTANTEPOR EL NUacuteCLEO CENTRAL

B3 lt d lt 2middotB3 pmiacuten gt 0

Distribucioacuten

trapezoidal

d = B3 pmiacuten = 0

Distribucioacuten triangular pmax=2 middotRvB

d lt B3 pmiacuten lt 0

Distribucioacuten triangular parcial

ldquoTracciones en la baserdquo

)Bd3(B

R2p

2

vmin

d3

R2p V

maacutex

)d3B2(B

R2p

2

vmax

d

RV

pmaacutex

pmiacuten

B3 B3 B3

B3

RV

pmaacutex pmiacuten=0

d

RV

pmaacutexldquopmiacutenlt0rdquo

v

ve

R

MMd

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COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

SEGURIDAD FRENTE AL HUNDIMIENTO

Se considera una zapata ficticia de anchura eficaz Brsquo de manera que la carga quede centrada en la misma

lsaquo rsaquo

Se tiene que cumplir que

3

qqq

B

R hund

R

hundadm

v g

d

Rv

pmaacutex pmiacuten

B2 B2

e d

Rv

B2 B2

e

Brsquo=2middotd=B-2middote

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COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

SEGURIDAD FRENTE A LA ROTURA ESTRUCTURAL

El muro como elemento estructural debe ser lo suficientemente resistente como para soportar las tensiones a las que va a estar sometido con las garantiacuteas necesarias (Instruccioacuten de Hormigoacuten Estructural EHE)

Deformacioacuten

excesiva del

alzado

Rotura por

fisuracioacuten

excesiva

Rotura por

fallo

de solape

Rotura por

esfuerzo

cortante

Rotura por

esfuerzo

rasante

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COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

ESTABILIDAD GENERAL

El conjunto del muro incluida su cimentacioacuten puede fallar mediante un mecanismo de rotura auacuten maacutes profundo que eacutestos o que no siendo tan profundo pudiera cortarlos que habraacute que comprobar

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COacuteDIGO TEacuteCNICO DE LA EDIFICACIOacuteN

COEFICIENTES DE SEGURIDAD PARCIALES

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CRITERIOS DE PREDIMENSIONADO (Jimeacutenez Salas et al 1981)

ge 20 cm

gt25 m

H3 ndash 2H3

ltH2 si Hgt10 m

H12ge30 cm

025 H le B le 04 H

(Si existen sobrecargas importantes aumentar B

hasta un 50)

H

H8-H6

c=020-030 m

025-125 m

05-125 m

H16 ndash H12

H32-H8

04 - 09 H

008-04 H

gt060 m

(CTE miacuten 08m)

Espesor de solera y alzado H12

Ancho de solera 04 - 07 H

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MEacuteTODO DE HAIRSINE

Meacutetodo para predimensionamiento

Para muros en ldquoLrdquo

Desprecia la diferencia entre el peso propio del muro y del terreno

Se obtienen ldquomrdquo y ldquobrdquo a partir de

bull ldquoFvrdquo coeficiente de seguridad al vuelco (gt2)

bull ldquojrdquo funcioacuten de la presioacuten admisible

bull

Que depende de

ldquoFdrdquo al deslizamiento (gt15)

ldquoKrdquo coeficiente de empuje

= tg base

base rozamiento tierras-muro

base = f = 23frsquo base

KFd

H

pj adm

g

mbH

bH

H

K g H

padm=j g H

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MEacuteTODO DE HAIRSINE

Procedimiento

Cada variable define una curva un graacutefico m ndash bk

La zona comuacuten sobre dichas curvas es la vaacutelida

Si se elige un punto en esa zona se asegura

bull La estabilidad al vuelco a traveacutes de Fv

bull La estabilidad al deslizamiento mediante

bull La carga admisible del cimiento por j

Mientras maacutes bajo esteacute el punto maacutes econoacutemico es el muro (menores dimensiones)

Es posible imponer distribucioacuten triangular de presiones en el terreno (resultante en nuacutecleo central)

El manejo se simplifica mediante un nomograma en el que se recogen familias de curvas para distintos valores de cada variable

KFd

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

000

020

040

060

080

100

120

140

160

180

200

0 02 04 06 08 1

a

(bK

)12

2

v

m13

F

K

b

2m3m41j

1

K

b

m12

KF

K

b d

ZONA DE

VALIDEZ

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MEacuteTODO DE HAIRSINE(Jimeacutenez Salas et al 1981)

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

MEacuteTODO DE HAIRSINE

CONSTRUCCIOacuteN DE LAS CURVAS DE HAIRSINE (I) Para mayor precisioacuten es posible construir las tres curvas de cada problema

Estabilidad al vuelco

Presiones en la base seguacuten la distribucioacuten sea

bull Trapezoidal

bull Triangular

bull Triangular parcial

2

v

m13

F

K

b

2m3m41j

1

K

b

2m3m2j

1

K

b

2m314j3

1

K

b

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MEacuteTODO DE HAIRSINE

CONSTRUCCIOacuteN DE LAS CURVAS DE HAIRSINE (II)

Estabilidad al deslizamiento

Friccioacuten = tg base con base = f = 23frsquo base

Adhesioacuten a = c= 05c

bull En terreno sin cohesioacuten soacutelo FRICCIOacuteN

bull En terrenos sin friccioacuten soacutelo ADHESIOacuteN

bull En terrenos con ADHESIOacuteN Y FRICCIOacuteN

m12

KF

K

b d

Ha2

KF

K

b d g

g

H

am12

KF

K

b d

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MEacuteTODO DE HAIRSINE

Permite incorporar SOBRECARGA UNIFORME (q)

Meacutetodo 1 Vaacutelido solamente si la sobrecarga es pequentildea tal que H0=q lt02 H Se adopta una altura ficticia H=H+H0

Meacutetodo 2 Vaacutelido para cualquier sobrecarga se emplean los siguientes paraacutemetros

bull En terrenos con ADHESIOacuteN Y FRICCIOacuteN

bull En terrenos soacutelo con ADHESIOacuteN

Hq1

Hq31

KK

g

g

Hq31

Hq21

FF dd

g

g

Hq

pj a

g

d KF

KFHq

aa

d

g

am12

1

K

b

gg

H

q1H

a2

KF

K

b d

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MEacuteTODO DE HAIRSINE

EJEMPLO

Datos H = 3 m

g = 18 kNm3

K = 13

= 060

Fd gt 15

Fv gt 20

Pmaacutex = 27 kpa

Variables del meacutetodo

Resultados Base b = bh = 067 30 = 20 m

Puntera mbh = 048 20 = 096 m

8403151

60

KFd

50318

27H

pj adm

g 67031171b171

K

b

480m

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MUROS EN L

Las tres meacutensulas en alzado puntera y taloacuten se calcularaacuten como empotradas en su arranque

El alzado se comprueba con el empuje de Rankine

La puntera y taloacuten bajo las cargas gravitatorias la reaccioacuten del terreno y la subpresioacuten del agua

Se suelen mantener las armaduras de las secciones criacuteticas (salvo muros muy altos)

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MUROS DE CONTRAFUERTES

Las placas verticales entre contrafuertes o las horizontales en el taloacuten pueden calcularse como placas empotradas en tres lados

Los contrafuertes en trasdoacutes se dimensionan para las tracciones correspondientes a los empujes sobre la placa vertical

La puntera se calcula como un voladizo

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MUROS DE SOacuteTANO

Estaacuten arriostrados por los forjados y trabajan como placas apoyadas o empotradas

Se suelen calcular para el empuje en reposo

Hay que antildeadir como acciones la solicitacioacuten de los forjados intermedios y la compresioacuten de los soportes

Una parte importante de los empujes horizontales se equilibran contra los forjados y solera

La reaccioacuten de los forjados sobre el muro es una variable maacutes en los caacutelculos

Suele hacerse la hipoacutetesis simplificada de considerar un reparto uniforme de presiones bajo el cimiento

El caacutelculo estructural para dos o maacutes niveles de forjado se puede asimilar a una viga continua

Se suele considerar el muro indefinido en direccioacuten longitudinal

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MUROS DE SOacuteTANO Acciones

Empujes

Sobrecarga E1 = Ko∙q∙H a frac12 H

Peso tierras E2 = frac12 Ko∙g∙H2 a 13 H

Cargas verticales

Axil de pilares N

Pesos Nm Nt Nc

Empujes de forjados o suelo T1 T2

Ecuaciones (Incoacutegnitas Rv T1 T2) Equilibrio de fuerzas

Rv = N

T1+ T2 = E1+ E2

Momentos sobre centro de la base

T1 ∙ H = Ei ∙ei+ Nj ∙ ej

Los ej son positivos si estaacuten a la

derecha de la vertical que pasa por Rv

Comprobaciones Hundimiento Rv B lt padm

Deslizamiento T2 lt (Rv ∙ tg+c ∙B) Fd

qN

T1

E1

E2

Nm

Nc

H

B

Nt

T2

Rv

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RELLENO DEL TRASDOacuteS

La seleccioacuten del relleno en trasdoacutes

Debe considerar la influencia del agua hinchamiento

Dentro de los muros que han experimentado este movimiento haytres veces maacutes con relleno arcilloso que con relleno arenoso

Los rellenos arcillosos provocan movimientos progresivos del muro

bull Originan empujes principalmente por las variaciones estacionales de volumen con el grado de humedad

bull En la estacioacuten seca retraen y aparecen grietas de traccioacuten por las que penetra el agua en la estacioacuten huacutemeda

bull El aumento de volumen va provocandoun movimiento progresivo hacia delante

Lo ideal son suelos GP GW SP SW (lt 5 limos o arcillas)

Bastariacutea con una cuntildea en el trasdoacutes (60ordm inclinacioacuten)

Los rellenos deben ser compactados pero no en exceso

RELLENO GRANULAR

60ordm

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DRENAJE DEL TRASDOacuteS

Los empujes pueden triplicarse si no hay un sistema de drenaje o eacuteste no funciona bien Un 33 de los accidentes ocurridos en muros riacutegidos han sido por ausencia o fallo del sistema de drenaje

El control de las presiones del agua en el trasdoacutes se consigue con sistemas adecuados de drenaje Drenes verticales (material granular hormigoacuten poroso)

en toda la altura del muro o parte de ella

Laacuteminas drenantes

Drenes inclinados

Tapices drenantes horizontales a uno o varios niveles

Drenes horizontales a traveacutes del relleno

Drenes longitudinales en la base o talud del relleno

Mechinales en contacto directo con el relleno

Consideraciones generales El mejor sistema consiste en una cuntildea de relleno

granular filtrante

Todos los sistemas deben tener faacutecil evacuacioacuten del agua evitando su acumulacioacuten en el trasdoacutes

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DRENAJE DEL TRASDOacuteS

ESQUEMAS DE DRENAJE

40-50 litros de grava gruesa

15 m

Cuneta para evacuacioacuten de vertidos

Material granular de

relleno

Material arcilloso de impermeabilizacioacuten

Cuneta

60ordm

Dren de grava de

20-30 cm o panel de hormigoacuten sin finos

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CONSTRUCCIOacuteN

Seguacuten del Documento Baacutesico HS Salubridad del Coacutedigo Teacutecnico de la Edificacioacuten el grado de impermeabilidad exigible a los muros en contacto depende de

La presencia de agua Seguacuten la posicioacuten relativa de la cara del suelo en contacto con el terreno y el nivel freaacutetico

bull Baja La cara inferior del suelo estaacute sobre el nivel freaacutetico

bull Media La cara inferior del suelo estaacute a la misma profundidad que el nivel freaacutetico o a menos de dos metros por debajo

bull Alta La cara inferior del suelo estaacute ge 2 m bajo el nivel freaacutetico

El coeficiente de permeabilidad del terreno

El grado de impermeabilidad seraacute entonces

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CONSTRUCCIOacuteN

Soluciones constructivas para muros (CTE DB S)

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CONSTRUCCIOacuteN

C) CONSTITUCIOacuteN DEL MURO

C1 Hormigoacuten hidroacutefugo

C2 Hormigoacuten de consistencia fluida

C3 Muro de faacutebrica Bloquesladrillos hidrofugados y mortero hidroacutefugo

I) IMPERMEABILIZACIOacuteN

I1 Laacutemina impermeabilizante o aplicacioacuten de productos liacutequidos (poliacutemeros acriacutelicos caucho acriacutelico resinas o polieacutester)

bull En los muros pantalla basta con los lodos bentoniacuteticos

bull Con laacutemina interior debe ser adherida

bull Si es exterior capa antipunzonamiento en caras no adheridas

bull Con laacutemina drenante no precisa antipunzonamiento exterior

bull Con aplicaciones liacutequidas colocar una capa protectora exterior (geotextil o mortero reforzado) salvo que haya capa drenante

I2 Pintura impermeabilizante

I3 Muros de faacutebrica Recubrir interiormente con revestimiento hidroacutefugo (mortero hidroacutefugo cartoacuten-yeso sin yeso higroscoacutepico)

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CONSTRUCCIOacuteN

D) DRENAJE Y EVACUACIOacuteN

D1 Capa drenante y capa filtrante entre el muro y el terreno

bull La capa drenante puede ser una laacutemina grava bloques de arcilla porosos etc

bull Si es una laacutemina debe cerrarse el remate superior de la laacutemina

D2 Pozo drenante de al menos 070 m de diaacutemetro cada 50 m como maacuteximo con capa filtrante y dos bombas de achique para evacuacioacuten

D3 Tubo drenante en el arranque del muro conectado a un sistema de evacuacioacuten

D4 Canaletas de recogida de agua en la caacutemara del muro conectadas a una red de evacuacioacuten

D5 Red de evacuacioacuten del agua de lluvia en la cubierta y del terreno conectada a sistema de evacuacioacuten

V) VENTILACIOacuteN DE LA CAacuteMARA

V1 Aberturas de ventilacioacuten en el arranque y la coronacioacuten de la hoja interior y ventilarse el local al que se abren dichas aberturas

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CONSTRUCCIOacuteN

La excavacioacuten del cimiento debe efectuarse con cuidado para no alterar las caracteriacutesticas geoteacutecnicas del suelo

Las excavaciones provisionales o definitivas deben hacerse de modo que se eviten movimientos en las tierras especialmente en el caso de muros por bataches

En el caso de suelos permeables que requieran agotamiento del agua para realizar las excavaciones eacuteste se mantendraacute durante toda la duracioacuten de los trabajos

El agotamiento debe realizarse de tal forma que no comprometa la estabilidad de los taludes o de las obras vecinas

Las juntas de hormigonado y los procesos de hormigonado vibrado y curado se efectuaraacuten con los criterios definidos en la Instruccioacuten EHE

Page 4: TEMA 03 - ESTRUCTURAS DE CONTENCIÓN RÍGIDAS

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ESTRUCTURAS RIacuteGIDAS

Los MUROS son elementos de contencioacuten destinados aestablecer y mantener una diferencia de niveles en el terrenocon una pendiente superior a la que permitiriacutea el mismotransmitiendo a su base y resistiendo con deformacionesadmisibles los empujes laterales

TRASDOacuteSINTRADOacuteS

ZAPATA o LOSA

ALZ

AD

O

TALOacuteN

PUNTERA

CONTRAFUERTECORONACIOacuteN

(IMPOSTA)

GOTEROacuteN

TACOacuteN

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ESTRUCTURAS RIacuteGIDAS

Seguacuten su FUNCIOacuteN se clasifican en

Muros de sostenimiento Se construyen separados del terreno ydespueacutes se rellena su trasdoacutes

Muros de contencioacuten Se construyen para mantener taludesinestables por excavacioacuten o ldquodesmonterdquo

Muros de revestimiento Protegen un terreno de la erosioacuten(atmosfeacuterica escorrentiacutea hellip) o meteorizacioacuten

REVESTIMIENTOSOSTENIMIENTO

RELLENO

CONTENCIOacuteN

VACIADO

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ESTRUCTURAS RIacuteGIDAS

Seguacuten el MATERIAL del que estaacuten construidos

Piedra natural

bull Piedra en seco

bull Mamposteriacutea (arrejuntada con mortero)

De ladrillo (o piezas prefabricadas)

De hormigoacuten

bull En masa (muros de gravedad)

bull Armado (muros aligerados)

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ESTRUCTURAS RIacuteGIDAS

Seguacuten su CONCEPTO ESTRUCTURAL se clasifican en

De gravedad El momento volcador del empuje es contrarrestado por el momento estabilizador del peso propio del muro

Aligerados Su forma o disposicioacuten le permiten aprovechar tambieacuten el peso de las tierras como estabilizador

bull Muros en L Trabajan como viga en voladizo

bull Muros con contrafuertes

Muros anclados en el terreno que sostienen y muros arriostrados

GRAVEDAD EN ldquoLrdquo(CON CONTRAFUERTES)

ANCLADOS

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ESTRUCTURAS RIacuteGIDAS

MUROS DE GRAVEDAD

Es el muro maacutes antiguo

No provocan tracciones de importancia en el material

Las acciones actuantes son

bull Peso propio (W)

bull Empujes (E)

ndash Del terreno oacute el agua

ndash De acciones exteriores

Para que el muro sea estable la resultante (R) de ambos debe caer dentro de la base

Trasdoacutes en talud Trasdoacutes en desplome

EW

R

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ESTRUCTURAS RIacuteGIDAS

MUROS ALIGERADOS

Se elimina material donde contribuye poco a la estabilidad

El peso de las tierras contribuye a la estabilidad

Se aumenta la inercia sin incrementar el material

Soportan importantes tracciones por lo que necesitan estar armados

Los contrafuertes en el intradoacutes pueden ser antiesteacuteticos o antifuncionales

Los contrafuertes en el trasdoacutes trabajan a traccioacuten

E

Wm

Wt

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ESTRUCTURAS RIacuteGIDAS

MUROS ANCLADOS POR BATACHES

Para terrenos sin agua

Se excava progresivamente y se hormigonan paneles de 33 m solapando entre siacute las armaduras

Se anclan una vez endurecido el hormigoacuten

bull Se ejecuta un taladro entubado con una sonda

bull Se colocan armaduras

bull Se inyecta el extremo creando un ldquobulbordquo

bull Se tesan las armaduras

bull Se rellena el taladro

BulboCuntildea Perforacioacuten

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ESTRUCTURAS RIacuteGIDAS

MUROS ARRIOSTRADOS

Los muros de soacutetano se arriostran con los forjados con frecuencia antes de trasdosar el muro

No tienen problema de vuelco ni deslizamiento

Generalmente tienen forma de cajones cerrados

Estaacuten sometidos tambieacuten a acciones de la estructura

bull Cargas procedentes de forjados

bull Cargas de los soportes o muros que nacen de su cuacutespide

bull Fuerzas de arriostramiento transversal

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SUELO REFORZADO

SUELO REFORZADO Consiste en reforzar un terrapleacuten con un conjunto de

bull Placas que actuacutean de panel de muro o revestimiento (ldquopielrdquo)

bull Bandas fijadas a las placas que se imbrican con el relleno (ldquoarmadurasrdquo) pueden ser metaacutelicas de fibra textiles etc

bull Un relleno que contribuye a la estabilidad

La primera fue ldquoTIERRA ARMADArdquo (patentada) compuesta por

bull Placas de hormigoacuten armado de unos 75 cm de altura

bull Eslingas metaacutelicas de ancho 4-12 cm y espesor 2-4 mm

La resistencia se basa en el rozamiento terreno-banda

Hay que evitar la corrosioacuten y alteracioacuten de las bandas

El relleno debe ser de calidad para asegurarlo (lt 15 finos)

Las placas son prefabricadas y pueden tener formas diversas

El espesor es pequentildeo (salvo elementos decorativos)

Trasmite muy pocas cargas en cimentacioacuten

Aunque por construirse en el exterior del terreno son muros en realidad son estructuras FLEXIBLES que se pueden deformar de modo importante

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SUELO REFORZADO ndash ldquoTIERRA ARMADArdquo

TERRAPLEacuteN COMPACTADO POR

TONGADAS

BANDAS O ESLINGAS

PLACAS O ldquoESCAMASrdquo

SUELO REFORZADO

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SUELO REFORZADO ndash ldquoTIERRA ARMADArdquo

SUELO REFORZADO

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El proyecto de un muro es un proceso iterativo Partiendo de su dimensionado se comprueba si la seguridad es suficiente

Las acciones principales a considerar son Peso propio del elemento de contencioacuten

Empuje y peso del terreno considerando el nivel freaacutetico

Empujes del agua Presioacuten intersticial subpresioacuten o de filtracioacuten

Sobrecargas sobre la estructura o sobre el terreno del trasdoacutes

Otros Siacutesmicos expansividad congelacioacuten compactacioacuten

Los movimientos del muro influyen en las construcciones o servicios de su entorno

Los estados de empuje dependen del desplazamiento EMPUJE ACTIVO El elemento de contencioacuten gira o se desplaza

hacia el exterior hasta alcanzar unas condiciones de empuje miacutenimo

EMPUJE PASIVO El elemento de contencioacuten es comprimido contra el terreno hasta alcanzar unas condiciones de maacuteximo empuje

EMPUJE EN REPOSO El elemento de contencioacuten no sufre desplazamiento ni giro

COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

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TIPOS DE EMPUJE A CONSIDERAR

EMPUJE ACTIVO

Muros de contencioacuten con cimentacioacuten superficial sobre suelos (padmlt 500 kPa)

Muros en ldquoLrdquo cimentados sobre pilotes verticales resistentes por la punta

Empuje en general superior al activo (media entre reposo y activo)

Muros en ldquoLrdquo sobre roca si el muro es suficientemente flexible puede utilizarse el empuje activo

Cualquier muro sobre pilotes flotantes o cualquier muro excepto en ldquoLrdquo sobre pilotes resistentes por la punta

EMPUJE EN REPOSO

Muros de gravedad sobre roca o sobre pilotes inclinados y verticales

Muros de soacutetano

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SE BASA EN EL MEacuteTODO DE LOS ESTADOS LIacuteMITES

ESTADOS LIacuteMITE UacuteLTIMOS

bull Estabilidad al deslizamiento

bull Estabilidad al vuelco

ndash Paso de la resultante por el nuacutecleo central de la base

bull Hundimiento de la cimentacioacuten (tema 8)

bull Caacutelculo estructural

bull Estabilidad general del conjunto (no lo veremos este curso)

ESTADOS LIacuteMITE DE SERVICIO

bull Movimientos o deformaciones que puedan causar el colapso o afectar a la apariencia o al uso eficiente de la estructura de las estructuras cercanas o de los servicios proacuteximos

bull Infiltracioacuten de agua no admisible a traveacutes o por debajo del elemento de contencioacuten

bull Afeccioacuten a la situacioacuten del agua freaacutetica en el entorno con repercusioacuten sobre edificios proacuteximos o sobre la propia obra

COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

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ESTABILIDAD AL DESLIZAMIENTO

No es preciso comprobar si los empujes horizontalesson lt 10 de la carga vertical total

Efectos desestabilizadores Empujes horizontales

Efectos estabilizadores Reaccioacuten del terreno

bull Adhesioacuten (c= 05crsquoKle005 MPa)

bull Rozamiento (f=23frsquo)

No debe considerarse el efecto favorable del Ep

Coeficiente de seguridad gR (Fd)

Se mejora

Disponiendo material granular en la base

Aumentando el empuje pasivo Ep con zarpas o inclinando la base

51

RREE

tg)REW(Bc

F

Btgc

F

FF

3w1wph

2wv

des

des

estdR

f

fg

r tgc f

e1

Ea

Eh

Ev

wRw1Ep

Rw3

Rw2

Oe3

ew2

B

e2 ew3 ew1

COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

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ESTABILIDAD AL VUELCO

En relacioacuten a un punto de giro O

Efectos estabilizadores

bull Peso W

bull Empuje pasivo pie (en muros no debe considerarse)

bull Presioacuten agua intradoacutes Rw3

Efectos desestabilizadores

bull Empuje trasdoacutes Eahellip (Eh(+) y Ev(-))

bull Empuje agua trasdoacutes Rw1

bull Subpresiones Rw2

Coeficiente de seguridad (Fv)

0290

81

M

M

M

M81901CTE

02eReRBEeE

eReEeW

M

MF

v

eR

vdstE

estbEdstEstbER

2w2w1w1wv1h

3w3w2p3

v

ev

gg

gggg

e1

Ea

Eh

Ev

wRw1Ep

Rw3

Rw2

Oe3

ew2

B

e2 ew3 ew1

COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

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PASO DE LA RESULTANTE POR EL NUacuteCLEO CENTRAL

La resultante de las acciones provoca unas presiones y deformaciones en el terreno

Se aplica la ldquoTeoriacutea del COEFICIENTE DE BALASTOrdquo

bull La presioacuten en la base de un elemento es proporcional a su asiento

p = ks s

bull Es una ley lineal

Si la cimentacioacuten es riacutegida la ley de presiones seraacute tambieacuten lineal

Bd3B

R2p

2

Vmiacuten

d3B2

B

R2p

2

Vmaacutex

B2

ppR miacutenmaacutex

V

miacutenmaacutex2

miacuten2

V ppB6

1pB

2

1dR

v

ve

R

MMd

RV

pmaacutex

pmiacuten

B RH

d

pmaacutex

pmiacuten

B

R

RH

RV

COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

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COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

PASO DE LA RESULTANTEPOR EL NUacuteCLEO CENTRAL

B3 lt d lt 2middotB3 pmiacuten gt 0

Distribucioacuten

trapezoidal

d = B3 pmiacuten = 0

Distribucioacuten triangular pmax=2 middotRvB

d lt B3 pmiacuten lt 0

Distribucioacuten triangular parcial

ldquoTracciones en la baserdquo

)Bd3(B

R2p

2

vmin

d3

R2p V

maacutex

)d3B2(B

R2p

2

vmax

d

RV

pmaacutex

pmiacuten

B3 B3 B3

B3

RV

pmaacutex pmiacuten=0

d

RV

pmaacutexldquopmiacutenlt0rdquo

v

ve

R

MMd

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COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

SEGURIDAD FRENTE AL HUNDIMIENTO

Se considera una zapata ficticia de anchura eficaz Brsquo de manera que la carga quede centrada en la misma

lsaquo rsaquo

Se tiene que cumplir que

3

qqq

B

R hund

R

hundadm

v g

d

Rv

pmaacutex pmiacuten

B2 B2

e d

Rv

B2 B2

e

Brsquo=2middotd=B-2middote

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COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

SEGURIDAD FRENTE A LA ROTURA ESTRUCTURAL

El muro como elemento estructural debe ser lo suficientemente resistente como para soportar las tensiones a las que va a estar sometido con las garantiacuteas necesarias (Instruccioacuten de Hormigoacuten Estructural EHE)

Deformacioacuten

excesiva del

alzado

Rotura por

fisuracioacuten

excesiva

Rotura por

fallo

de solape

Rotura por

esfuerzo

cortante

Rotura por

esfuerzo

rasante

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COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

ESTABILIDAD GENERAL

El conjunto del muro incluida su cimentacioacuten puede fallar mediante un mecanismo de rotura auacuten maacutes profundo que eacutestos o que no siendo tan profundo pudiera cortarlos que habraacute que comprobar

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COacuteDIGO TEacuteCNICO DE LA EDIFICACIOacuteN

COEFICIENTES DE SEGURIDAD PARCIALES

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CRITERIOS DE PREDIMENSIONADO (Jimeacutenez Salas et al 1981)

ge 20 cm

gt25 m

H3 ndash 2H3

ltH2 si Hgt10 m

H12ge30 cm

025 H le B le 04 H

(Si existen sobrecargas importantes aumentar B

hasta un 50)

H

H8-H6

c=020-030 m

025-125 m

05-125 m

H16 ndash H12

H32-H8

04 - 09 H

008-04 H

gt060 m

(CTE miacuten 08m)

Espesor de solera y alzado H12

Ancho de solera 04 - 07 H

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MEacuteTODO DE HAIRSINE

Meacutetodo para predimensionamiento

Para muros en ldquoLrdquo

Desprecia la diferencia entre el peso propio del muro y del terreno

Se obtienen ldquomrdquo y ldquobrdquo a partir de

bull ldquoFvrdquo coeficiente de seguridad al vuelco (gt2)

bull ldquojrdquo funcioacuten de la presioacuten admisible

bull

Que depende de

ldquoFdrdquo al deslizamiento (gt15)

ldquoKrdquo coeficiente de empuje

= tg base

base rozamiento tierras-muro

base = f = 23frsquo base

KFd

H

pj adm

g

mbH

bH

H

K g H

padm=j g H

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MEacuteTODO DE HAIRSINE

Procedimiento

Cada variable define una curva un graacutefico m ndash bk

La zona comuacuten sobre dichas curvas es la vaacutelida

Si se elige un punto en esa zona se asegura

bull La estabilidad al vuelco a traveacutes de Fv

bull La estabilidad al deslizamiento mediante

bull La carga admisible del cimiento por j

Mientras maacutes bajo esteacute el punto maacutes econoacutemico es el muro (menores dimensiones)

Es posible imponer distribucioacuten triangular de presiones en el terreno (resultante en nuacutecleo central)

El manejo se simplifica mediante un nomograma en el que se recogen familias de curvas para distintos valores de cada variable

KFd

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000

020

040

060

080

100

120

140

160

180

200

0 02 04 06 08 1

a

(bK

)12

2

v

m13

F

K

b

2m3m41j

1

K

b

m12

KF

K

b d

ZONA DE

VALIDEZ

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MEacuteTODO DE HAIRSINE(Jimeacutenez Salas et al 1981)

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MEacuteTODO DE HAIRSINE

CONSTRUCCIOacuteN DE LAS CURVAS DE HAIRSINE (I) Para mayor precisioacuten es posible construir las tres curvas de cada problema

Estabilidad al vuelco

Presiones en la base seguacuten la distribucioacuten sea

bull Trapezoidal

bull Triangular

bull Triangular parcial

2

v

m13

F

K

b

2m3m41j

1

K

b

2m3m2j

1

K

b

2m314j3

1

K

b

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MEacuteTODO DE HAIRSINE

CONSTRUCCIOacuteN DE LAS CURVAS DE HAIRSINE (II)

Estabilidad al deslizamiento

Friccioacuten = tg base con base = f = 23frsquo base

Adhesioacuten a = c= 05c

bull En terreno sin cohesioacuten soacutelo FRICCIOacuteN

bull En terrenos sin friccioacuten soacutelo ADHESIOacuteN

bull En terrenos con ADHESIOacuteN Y FRICCIOacuteN

m12

KF

K

b d

Ha2

KF

K

b d g

g

H

am12

KF

K

b d

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MEacuteTODO DE HAIRSINE

Permite incorporar SOBRECARGA UNIFORME (q)

Meacutetodo 1 Vaacutelido solamente si la sobrecarga es pequentildea tal que H0=q lt02 H Se adopta una altura ficticia H=H+H0

Meacutetodo 2 Vaacutelido para cualquier sobrecarga se emplean los siguientes paraacutemetros

bull En terrenos con ADHESIOacuteN Y FRICCIOacuteN

bull En terrenos soacutelo con ADHESIOacuteN

Hq1

Hq31

KK

g

g

Hq31

Hq21

FF dd

g

g

Hq

pj a

g

d KF

KFHq

aa

d

g

am12

1

K

b

gg

H

q1H

a2

KF

K

b d

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

MEacuteTODO DE HAIRSINE

EJEMPLO

Datos H = 3 m

g = 18 kNm3

K = 13

= 060

Fd gt 15

Fv gt 20

Pmaacutex = 27 kpa

Variables del meacutetodo

Resultados Base b = bh = 067 30 = 20 m

Puntera mbh = 048 20 = 096 m

8403151

60

KFd

50318

27H

pj adm

g 67031171b171

K

b

480m

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MUROS EN L

Las tres meacutensulas en alzado puntera y taloacuten se calcularaacuten como empotradas en su arranque

El alzado se comprueba con el empuje de Rankine

La puntera y taloacuten bajo las cargas gravitatorias la reaccioacuten del terreno y la subpresioacuten del agua

Se suelen mantener las armaduras de las secciones criacuteticas (salvo muros muy altos)

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MUROS DE CONTRAFUERTES

Las placas verticales entre contrafuertes o las horizontales en el taloacuten pueden calcularse como placas empotradas en tres lados

Los contrafuertes en trasdoacutes se dimensionan para las tracciones correspondientes a los empujes sobre la placa vertical

La puntera se calcula como un voladizo

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MUROS DE SOacuteTANO

Estaacuten arriostrados por los forjados y trabajan como placas apoyadas o empotradas

Se suelen calcular para el empuje en reposo

Hay que antildeadir como acciones la solicitacioacuten de los forjados intermedios y la compresioacuten de los soportes

Una parte importante de los empujes horizontales se equilibran contra los forjados y solera

La reaccioacuten de los forjados sobre el muro es una variable maacutes en los caacutelculos

Suele hacerse la hipoacutetesis simplificada de considerar un reparto uniforme de presiones bajo el cimiento

El caacutelculo estructural para dos o maacutes niveles de forjado se puede asimilar a una viga continua

Se suele considerar el muro indefinido en direccioacuten longitudinal

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MUROS DE SOacuteTANO Acciones

Empujes

Sobrecarga E1 = Ko∙q∙H a frac12 H

Peso tierras E2 = frac12 Ko∙g∙H2 a 13 H

Cargas verticales

Axil de pilares N

Pesos Nm Nt Nc

Empujes de forjados o suelo T1 T2

Ecuaciones (Incoacutegnitas Rv T1 T2) Equilibrio de fuerzas

Rv = N

T1+ T2 = E1+ E2

Momentos sobre centro de la base

T1 ∙ H = Ei ∙ei+ Nj ∙ ej

Los ej son positivos si estaacuten a la

derecha de la vertical que pasa por Rv

Comprobaciones Hundimiento Rv B lt padm

Deslizamiento T2 lt (Rv ∙ tg+c ∙B) Fd

qN

T1

E1

E2

Nm

Nc

H

B

Nt

T2

Rv

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RELLENO DEL TRASDOacuteS

La seleccioacuten del relleno en trasdoacutes

Debe considerar la influencia del agua hinchamiento

Dentro de los muros que han experimentado este movimiento haytres veces maacutes con relleno arcilloso que con relleno arenoso

Los rellenos arcillosos provocan movimientos progresivos del muro

bull Originan empujes principalmente por las variaciones estacionales de volumen con el grado de humedad

bull En la estacioacuten seca retraen y aparecen grietas de traccioacuten por las que penetra el agua en la estacioacuten huacutemeda

bull El aumento de volumen va provocandoun movimiento progresivo hacia delante

Lo ideal son suelos GP GW SP SW (lt 5 limos o arcillas)

Bastariacutea con una cuntildea en el trasdoacutes (60ordm inclinacioacuten)

Los rellenos deben ser compactados pero no en exceso

RELLENO GRANULAR

60ordm

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DRENAJE DEL TRASDOacuteS

Los empujes pueden triplicarse si no hay un sistema de drenaje o eacuteste no funciona bien Un 33 de los accidentes ocurridos en muros riacutegidos han sido por ausencia o fallo del sistema de drenaje

El control de las presiones del agua en el trasdoacutes se consigue con sistemas adecuados de drenaje Drenes verticales (material granular hormigoacuten poroso)

en toda la altura del muro o parte de ella

Laacuteminas drenantes

Drenes inclinados

Tapices drenantes horizontales a uno o varios niveles

Drenes horizontales a traveacutes del relleno

Drenes longitudinales en la base o talud del relleno

Mechinales en contacto directo con el relleno

Consideraciones generales El mejor sistema consiste en una cuntildea de relleno

granular filtrante

Todos los sistemas deben tener faacutecil evacuacioacuten del agua evitando su acumulacioacuten en el trasdoacutes

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DRENAJE DEL TRASDOacuteS

ESQUEMAS DE DRENAJE

40-50 litros de grava gruesa

15 m

Cuneta para evacuacioacuten de vertidos

Material granular de

relleno

Material arcilloso de impermeabilizacioacuten

Cuneta

60ordm

Dren de grava de

20-30 cm o panel de hormigoacuten sin finos

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CONSTRUCCIOacuteN

Seguacuten del Documento Baacutesico HS Salubridad del Coacutedigo Teacutecnico de la Edificacioacuten el grado de impermeabilidad exigible a los muros en contacto depende de

La presencia de agua Seguacuten la posicioacuten relativa de la cara del suelo en contacto con el terreno y el nivel freaacutetico

bull Baja La cara inferior del suelo estaacute sobre el nivel freaacutetico

bull Media La cara inferior del suelo estaacute a la misma profundidad que el nivel freaacutetico o a menos de dos metros por debajo

bull Alta La cara inferior del suelo estaacute ge 2 m bajo el nivel freaacutetico

El coeficiente de permeabilidad del terreno

El grado de impermeabilidad seraacute entonces

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CONSTRUCCIOacuteN

Soluciones constructivas para muros (CTE DB S)

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CONSTRUCCIOacuteN

C) CONSTITUCIOacuteN DEL MURO

C1 Hormigoacuten hidroacutefugo

C2 Hormigoacuten de consistencia fluida

C3 Muro de faacutebrica Bloquesladrillos hidrofugados y mortero hidroacutefugo

I) IMPERMEABILIZACIOacuteN

I1 Laacutemina impermeabilizante o aplicacioacuten de productos liacutequidos (poliacutemeros acriacutelicos caucho acriacutelico resinas o polieacutester)

bull En los muros pantalla basta con los lodos bentoniacuteticos

bull Con laacutemina interior debe ser adherida

bull Si es exterior capa antipunzonamiento en caras no adheridas

bull Con laacutemina drenante no precisa antipunzonamiento exterior

bull Con aplicaciones liacutequidas colocar una capa protectora exterior (geotextil o mortero reforzado) salvo que haya capa drenante

I2 Pintura impermeabilizante

I3 Muros de faacutebrica Recubrir interiormente con revestimiento hidroacutefugo (mortero hidroacutefugo cartoacuten-yeso sin yeso higroscoacutepico)

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CONSTRUCCIOacuteN

D) DRENAJE Y EVACUACIOacuteN

D1 Capa drenante y capa filtrante entre el muro y el terreno

bull La capa drenante puede ser una laacutemina grava bloques de arcilla porosos etc

bull Si es una laacutemina debe cerrarse el remate superior de la laacutemina

D2 Pozo drenante de al menos 070 m de diaacutemetro cada 50 m como maacuteximo con capa filtrante y dos bombas de achique para evacuacioacuten

D3 Tubo drenante en el arranque del muro conectado a un sistema de evacuacioacuten

D4 Canaletas de recogida de agua en la caacutemara del muro conectadas a una red de evacuacioacuten

D5 Red de evacuacioacuten del agua de lluvia en la cubierta y del terreno conectada a sistema de evacuacioacuten

V) VENTILACIOacuteN DE LA CAacuteMARA

V1 Aberturas de ventilacioacuten en el arranque y la coronacioacuten de la hoja interior y ventilarse el local al que se abren dichas aberturas

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CONSTRUCCIOacuteN

La excavacioacuten del cimiento debe efectuarse con cuidado para no alterar las caracteriacutesticas geoteacutecnicas del suelo

Las excavaciones provisionales o definitivas deben hacerse de modo que se eviten movimientos en las tierras especialmente en el caso de muros por bataches

En el caso de suelos permeables que requieran agotamiento del agua para realizar las excavaciones eacuteste se mantendraacute durante toda la duracioacuten de los trabajos

El agotamiento debe realizarse de tal forma que no comprometa la estabilidad de los taludes o de las obras vecinas

Las juntas de hormigonado y los procesos de hormigonado vibrado y curado se efectuaraacuten con los criterios definidos en la Instruccioacuten EHE

Page 5: TEMA 03 - ESTRUCTURAS DE CONTENCIÓN RÍGIDAS

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ESTRUCTURAS RIacuteGIDAS

Seguacuten su FUNCIOacuteN se clasifican en

Muros de sostenimiento Se construyen separados del terreno ydespueacutes se rellena su trasdoacutes

Muros de contencioacuten Se construyen para mantener taludesinestables por excavacioacuten o ldquodesmonterdquo

Muros de revestimiento Protegen un terreno de la erosioacuten(atmosfeacuterica escorrentiacutea hellip) o meteorizacioacuten

REVESTIMIENTOSOSTENIMIENTO

RELLENO

CONTENCIOacuteN

VACIADO

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ESTRUCTURAS RIacuteGIDAS

Seguacuten el MATERIAL del que estaacuten construidos

Piedra natural

bull Piedra en seco

bull Mamposteriacutea (arrejuntada con mortero)

De ladrillo (o piezas prefabricadas)

De hormigoacuten

bull En masa (muros de gravedad)

bull Armado (muros aligerados)

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ESTRUCTURAS RIacuteGIDAS

Seguacuten su CONCEPTO ESTRUCTURAL se clasifican en

De gravedad El momento volcador del empuje es contrarrestado por el momento estabilizador del peso propio del muro

Aligerados Su forma o disposicioacuten le permiten aprovechar tambieacuten el peso de las tierras como estabilizador

bull Muros en L Trabajan como viga en voladizo

bull Muros con contrafuertes

Muros anclados en el terreno que sostienen y muros arriostrados

GRAVEDAD EN ldquoLrdquo(CON CONTRAFUERTES)

ANCLADOS

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ESTRUCTURAS RIacuteGIDAS

MUROS DE GRAVEDAD

Es el muro maacutes antiguo

No provocan tracciones de importancia en el material

Las acciones actuantes son

bull Peso propio (W)

bull Empujes (E)

ndash Del terreno oacute el agua

ndash De acciones exteriores

Para que el muro sea estable la resultante (R) de ambos debe caer dentro de la base

Trasdoacutes en talud Trasdoacutes en desplome

EW

R

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ESTRUCTURAS RIacuteGIDAS

MUROS ALIGERADOS

Se elimina material donde contribuye poco a la estabilidad

El peso de las tierras contribuye a la estabilidad

Se aumenta la inercia sin incrementar el material

Soportan importantes tracciones por lo que necesitan estar armados

Los contrafuertes en el intradoacutes pueden ser antiesteacuteticos o antifuncionales

Los contrafuertes en el trasdoacutes trabajan a traccioacuten

E

Wm

Wt

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ESTRUCTURAS RIacuteGIDAS

MUROS ANCLADOS POR BATACHES

Para terrenos sin agua

Se excava progresivamente y se hormigonan paneles de 33 m solapando entre siacute las armaduras

Se anclan una vez endurecido el hormigoacuten

bull Se ejecuta un taladro entubado con una sonda

bull Se colocan armaduras

bull Se inyecta el extremo creando un ldquobulbordquo

bull Se tesan las armaduras

bull Se rellena el taladro

BulboCuntildea Perforacioacuten

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ESTRUCTURAS RIacuteGIDAS

MUROS ARRIOSTRADOS

Los muros de soacutetano se arriostran con los forjados con frecuencia antes de trasdosar el muro

No tienen problema de vuelco ni deslizamiento

Generalmente tienen forma de cajones cerrados

Estaacuten sometidos tambieacuten a acciones de la estructura

bull Cargas procedentes de forjados

bull Cargas de los soportes o muros que nacen de su cuacutespide

bull Fuerzas de arriostramiento transversal

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SUELO REFORZADO

SUELO REFORZADO Consiste en reforzar un terrapleacuten con un conjunto de

bull Placas que actuacutean de panel de muro o revestimiento (ldquopielrdquo)

bull Bandas fijadas a las placas que se imbrican con el relleno (ldquoarmadurasrdquo) pueden ser metaacutelicas de fibra textiles etc

bull Un relleno que contribuye a la estabilidad

La primera fue ldquoTIERRA ARMADArdquo (patentada) compuesta por

bull Placas de hormigoacuten armado de unos 75 cm de altura

bull Eslingas metaacutelicas de ancho 4-12 cm y espesor 2-4 mm

La resistencia se basa en el rozamiento terreno-banda

Hay que evitar la corrosioacuten y alteracioacuten de las bandas

El relleno debe ser de calidad para asegurarlo (lt 15 finos)

Las placas son prefabricadas y pueden tener formas diversas

El espesor es pequentildeo (salvo elementos decorativos)

Trasmite muy pocas cargas en cimentacioacuten

Aunque por construirse en el exterior del terreno son muros en realidad son estructuras FLEXIBLES que se pueden deformar de modo importante

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SUELO REFORZADO ndash ldquoTIERRA ARMADArdquo

TERRAPLEacuteN COMPACTADO POR

TONGADAS

BANDAS O ESLINGAS

PLACAS O ldquoESCAMASrdquo

SUELO REFORZADO

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SUELO REFORZADO ndash ldquoTIERRA ARMADArdquo

SUELO REFORZADO

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El proyecto de un muro es un proceso iterativo Partiendo de su dimensionado se comprueba si la seguridad es suficiente

Las acciones principales a considerar son Peso propio del elemento de contencioacuten

Empuje y peso del terreno considerando el nivel freaacutetico

Empujes del agua Presioacuten intersticial subpresioacuten o de filtracioacuten

Sobrecargas sobre la estructura o sobre el terreno del trasdoacutes

Otros Siacutesmicos expansividad congelacioacuten compactacioacuten

Los movimientos del muro influyen en las construcciones o servicios de su entorno

Los estados de empuje dependen del desplazamiento EMPUJE ACTIVO El elemento de contencioacuten gira o se desplaza

hacia el exterior hasta alcanzar unas condiciones de empuje miacutenimo

EMPUJE PASIVO El elemento de contencioacuten es comprimido contra el terreno hasta alcanzar unas condiciones de maacuteximo empuje

EMPUJE EN REPOSO El elemento de contencioacuten no sufre desplazamiento ni giro

COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

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TIPOS DE EMPUJE A CONSIDERAR

EMPUJE ACTIVO

Muros de contencioacuten con cimentacioacuten superficial sobre suelos (padmlt 500 kPa)

Muros en ldquoLrdquo cimentados sobre pilotes verticales resistentes por la punta

Empuje en general superior al activo (media entre reposo y activo)

Muros en ldquoLrdquo sobre roca si el muro es suficientemente flexible puede utilizarse el empuje activo

Cualquier muro sobre pilotes flotantes o cualquier muro excepto en ldquoLrdquo sobre pilotes resistentes por la punta

EMPUJE EN REPOSO

Muros de gravedad sobre roca o sobre pilotes inclinados y verticales

Muros de soacutetano

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SE BASA EN EL MEacuteTODO DE LOS ESTADOS LIacuteMITES

ESTADOS LIacuteMITE UacuteLTIMOS

bull Estabilidad al deslizamiento

bull Estabilidad al vuelco

ndash Paso de la resultante por el nuacutecleo central de la base

bull Hundimiento de la cimentacioacuten (tema 8)

bull Caacutelculo estructural

bull Estabilidad general del conjunto (no lo veremos este curso)

ESTADOS LIacuteMITE DE SERVICIO

bull Movimientos o deformaciones que puedan causar el colapso o afectar a la apariencia o al uso eficiente de la estructura de las estructuras cercanas o de los servicios proacuteximos

bull Infiltracioacuten de agua no admisible a traveacutes o por debajo del elemento de contencioacuten

bull Afeccioacuten a la situacioacuten del agua freaacutetica en el entorno con repercusioacuten sobre edificios proacuteximos o sobre la propia obra

COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

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ESTABILIDAD AL DESLIZAMIENTO

No es preciso comprobar si los empujes horizontalesson lt 10 de la carga vertical total

Efectos desestabilizadores Empujes horizontales

Efectos estabilizadores Reaccioacuten del terreno

bull Adhesioacuten (c= 05crsquoKle005 MPa)

bull Rozamiento (f=23frsquo)

No debe considerarse el efecto favorable del Ep

Coeficiente de seguridad gR (Fd)

Se mejora

Disponiendo material granular en la base

Aumentando el empuje pasivo Ep con zarpas o inclinando la base

51

RREE

tg)REW(Bc

F

Btgc

F

FF

3w1wph

2wv

des

des

estdR

f

fg

r tgc f

e1

Ea

Eh

Ev

wRw1Ep

Rw3

Rw2

Oe3

ew2

B

e2 ew3 ew1

COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

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ESTABILIDAD AL VUELCO

En relacioacuten a un punto de giro O

Efectos estabilizadores

bull Peso W

bull Empuje pasivo pie (en muros no debe considerarse)

bull Presioacuten agua intradoacutes Rw3

Efectos desestabilizadores

bull Empuje trasdoacutes Eahellip (Eh(+) y Ev(-))

bull Empuje agua trasdoacutes Rw1

bull Subpresiones Rw2

Coeficiente de seguridad (Fv)

0290

81

M

M

M

M81901CTE

02eReRBEeE

eReEeW

M

MF

v

eR

vdstE

estbEdstEstbER

2w2w1w1wv1h

3w3w2p3

v

ev

gg

gggg

e1

Ea

Eh

Ev

wRw1Ep

Rw3

Rw2

Oe3

ew2

B

e2 ew3 ew1

COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

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PASO DE LA RESULTANTE POR EL NUacuteCLEO CENTRAL

La resultante de las acciones provoca unas presiones y deformaciones en el terreno

Se aplica la ldquoTeoriacutea del COEFICIENTE DE BALASTOrdquo

bull La presioacuten en la base de un elemento es proporcional a su asiento

p = ks s

bull Es una ley lineal

Si la cimentacioacuten es riacutegida la ley de presiones seraacute tambieacuten lineal

Bd3B

R2p

2

Vmiacuten

d3B2

B

R2p

2

Vmaacutex

B2

ppR miacutenmaacutex

V

miacutenmaacutex2

miacuten2

V ppB6

1pB

2

1dR

v

ve

R

MMd

RV

pmaacutex

pmiacuten

B RH

d

pmaacutex

pmiacuten

B

R

RH

RV

COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

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COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

PASO DE LA RESULTANTEPOR EL NUacuteCLEO CENTRAL

B3 lt d lt 2middotB3 pmiacuten gt 0

Distribucioacuten

trapezoidal

d = B3 pmiacuten = 0

Distribucioacuten triangular pmax=2 middotRvB

d lt B3 pmiacuten lt 0

Distribucioacuten triangular parcial

ldquoTracciones en la baserdquo

)Bd3(B

R2p

2

vmin

d3

R2p V

maacutex

)d3B2(B

R2p

2

vmax

d

RV

pmaacutex

pmiacuten

B3 B3 B3

B3

RV

pmaacutex pmiacuten=0

d

RV

pmaacutexldquopmiacutenlt0rdquo

v

ve

R

MMd

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COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

SEGURIDAD FRENTE AL HUNDIMIENTO

Se considera una zapata ficticia de anchura eficaz Brsquo de manera que la carga quede centrada en la misma

lsaquo rsaquo

Se tiene que cumplir que

3

qqq

B

R hund

R

hundadm

v g

d

Rv

pmaacutex pmiacuten

B2 B2

e d

Rv

B2 B2

e

Brsquo=2middotd=B-2middote

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COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

SEGURIDAD FRENTE A LA ROTURA ESTRUCTURAL

El muro como elemento estructural debe ser lo suficientemente resistente como para soportar las tensiones a las que va a estar sometido con las garantiacuteas necesarias (Instruccioacuten de Hormigoacuten Estructural EHE)

Deformacioacuten

excesiva del

alzado

Rotura por

fisuracioacuten

excesiva

Rotura por

fallo

de solape

Rotura por

esfuerzo

cortante

Rotura por

esfuerzo

rasante

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COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

ESTABILIDAD GENERAL

El conjunto del muro incluida su cimentacioacuten puede fallar mediante un mecanismo de rotura auacuten maacutes profundo que eacutestos o que no siendo tan profundo pudiera cortarlos que habraacute que comprobar

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COacuteDIGO TEacuteCNICO DE LA EDIFICACIOacuteN

COEFICIENTES DE SEGURIDAD PARCIALES

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CRITERIOS DE PREDIMENSIONADO (Jimeacutenez Salas et al 1981)

ge 20 cm

gt25 m

H3 ndash 2H3

ltH2 si Hgt10 m

H12ge30 cm

025 H le B le 04 H

(Si existen sobrecargas importantes aumentar B

hasta un 50)

H

H8-H6

c=020-030 m

025-125 m

05-125 m

H16 ndash H12

H32-H8

04 - 09 H

008-04 H

gt060 m

(CTE miacuten 08m)

Espesor de solera y alzado H12

Ancho de solera 04 - 07 H

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MEacuteTODO DE HAIRSINE

Meacutetodo para predimensionamiento

Para muros en ldquoLrdquo

Desprecia la diferencia entre el peso propio del muro y del terreno

Se obtienen ldquomrdquo y ldquobrdquo a partir de

bull ldquoFvrdquo coeficiente de seguridad al vuelco (gt2)

bull ldquojrdquo funcioacuten de la presioacuten admisible

bull

Que depende de

ldquoFdrdquo al deslizamiento (gt15)

ldquoKrdquo coeficiente de empuje

= tg base

base rozamiento tierras-muro

base = f = 23frsquo base

KFd

H

pj adm

g

mbH

bH

H

K g H

padm=j g H

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MEacuteTODO DE HAIRSINE

Procedimiento

Cada variable define una curva un graacutefico m ndash bk

La zona comuacuten sobre dichas curvas es la vaacutelida

Si se elige un punto en esa zona se asegura

bull La estabilidad al vuelco a traveacutes de Fv

bull La estabilidad al deslizamiento mediante

bull La carga admisible del cimiento por j

Mientras maacutes bajo esteacute el punto maacutes econoacutemico es el muro (menores dimensiones)

Es posible imponer distribucioacuten triangular de presiones en el terreno (resultante en nuacutecleo central)

El manejo se simplifica mediante un nomograma en el que se recogen familias de curvas para distintos valores de cada variable

KFd

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

000

020

040

060

080

100

120

140

160

180

200

0 02 04 06 08 1

a

(bK

)12

2

v

m13

F

K

b

2m3m41j

1

K

b

m12

KF

K

b d

ZONA DE

VALIDEZ

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

MEacuteTODO DE HAIRSINE(Jimeacutenez Salas et al 1981)

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

MEacuteTODO DE HAIRSINE

CONSTRUCCIOacuteN DE LAS CURVAS DE HAIRSINE (I) Para mayor precisioacuten es posible construir las tres curvas de cada problema

Estabilidad al vuelco

Presiones en la base seguacuten la distribucioacuten sea

bull Trapezoidal

bull Triangular

bull Triangular parcial

2

v

m13

F

K

b

2m3m41j

1

K

b

2m3m2j

1

K

b

2m314j3

1

K

b

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MEacuteTODO DE HAIRSINE

CONSTRUCCIOacuteN DE LAS CURVAS DE HAIRSINE (II)

Estabilidad al deslizamiento

Friccioacuten = tg base con base = f = 23frsquo base

Adhesioacuten a = c= 05c

bull En terreno sin cohesioacuten soacutelo FRICCIOacuteN

bull En terrenos sin friccioacuten soacutelo ADHESIOacuteN

bull En terrenos con ADHESIOacuteN Y FRICCIOacuteN

m12

KF

K

b d

Ha2

KF

K

b d g

g

H

am12

KF

K

b d

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MEacuteTODO DE HAIRSINE

Permite incorporar SOBRECARGA UNIFORME (q)

Meacutetodo 1 Vaacutelido solamente si la sobrecarga es pequentildea tal que H0=q lt02 H Se adopta una altura ficticia H=H+H0

Meacutetodo 2 Vaacutelido para cualquier sobrecarga se emplean los siguientes paraacutemetros

bull En terrenos con ADHESIOacuteN Y FRICCIOacuteN

bull En terrenos soacutelo con ADHESIOacuteN

Hq1

Hq31

KK

g

g

Hq31

Hq21

FF dd

g

g

Hq

pj a

g

d KF

KFHq

aa

d

g

am12

1

K

b

gg

H

q1H

a2

KF

K

b d

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MEacuteTODO DE HAIRSINE

EJEMPLO

Datos H = 3 m

g = 18 kNm3

K = 13

= 060

Fd gt 15

Fv gt 20

Pmaacutex = 27 kpa

Variables del meacutetodo

Resultados Base b = bh = 067 30 = 20 m

Puntera mbh = 048 20 = 096 m

8403151

60

KFd

50318

27H

pj adm

g 67031171b171

K

b

480m

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MUROS EN L

Las tres meacutensulas en alzado puntera y taloacuten se calcularaacuten como empotradas en su arranque

El alzado se comprueba con el empuje de Rankine

La puntera y taloacuten bajo las cargas gravitatorias la reaccioacuten del terreno y la subpresioacuten del agua

Se suelen mantener las armaduras de las secciones criacuteticas (salvo muros muy altos)

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MUROS DE CONTRAFUERTES

Las placas verticales entre contrafuertes o las horizontales en el taloacuten pueden calcularse como placas empotradas en tres lados

Los contrafuertes en trasdoacutes se dimensionan para las tracciones correspondientes a los empujes sobre la placa vertical

La puntera se calcula como un voladizo

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MUROS DE SOacuteTANO

Estaacuten arriostrados por los forjados y trabajan como placas apoyadas o empotradas

Se suelen calcular para el empuje en reposo

Hay que antildeadir como acciones la solicitacioacuten de los forjados intermedios y la compresioacuten de los soportes

Una parte importante de los empujes horizontales se equilibran contra los forjados y solera

La reaccioacuten de los forjados sobre el muro es una variable maacutes en los caacutelculos

Suele hacerse la hipoacutetesis simplificada de considerar un reparto uniforme de presiones bajo el cimiento

El caacutelculo estructural para dos o maacutes niveles de forjado se puede asimilar a una viga continua

Se suele considerar el muro indefinido en direccioacuten longitudinal

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MUROS DE SOacuteTANO Acciones

Empujes

Sobrecarga E1 = Ko∙q∙H a frac12 H

Peso tierras E2 = frac12 Ko∙g∙H2 a 13 H

Cargas verticales

Axil de pilares N

Pesos Nm Nt Nc

Empujes de forjados o suelo T1 T2

Ecuaciones (Incoacutegnitas Rv T1 T2) Equilibrio de fuerzas

Rv = N

T1+ T2 = E1+ E2

Momentos sobre centro de la base

T1 ∙ H = Ei ∙ei+ Nj ∙ ej

Los ej son positivos si estaacuten a la

derecha de la vertical que pasa por Rv

Comprobaciones Hundimiento Rv B lt padm

Deslizamiento T2 lt (Rv ∙ tg+c ∙B) Fd

qN

T1

E1

E2

Nm

Nc

H

B

Nt

T2

Rv

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RELLENO DEL TRASDOacuteS

La seleccioacuten del relleno en trasdoacutes

Debe considerar la influencia del agua hinchamiento

Dentro de los muros que han experimentado este movimiento haytres veces maacutes con relleno arcilloso que con relleno arenoso

Los rellenos arcillosos provocan movimientos progresivos del muro

bull Originan empujes principalmente por las variaciones estacionales de volumen con el grado de humedad

bull En la estacioacuten seca retraen y aparecen grietas de traccioacuten por las que penetra el agua en la estacioacuten huacutemeda

bull El aumento de volumen va provocandoun movimiento progresivo hacia delante

Lo ideal son suelos GP GW SP SW (lt 5 limos o arcillas)

Bastariacutea con una cuntildea en el trasdoacutes (60ordm inclinacioacuten)

Los rellenos deben ser compactados pero no en exceso

RELLENO GRANULAR

60ordm

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DRENAJE DEL TRASDOacuteS

Los empujes pueden triplicarse si no hay un sistema de drenaje o eacuteste no funciona bien Un 33 de los accidentes ocurridos en muros riacutegidos han sido por ausencia o fallo del sistema de drenaje

El control de las presiones del agua en el trasdoacutes se consigue con sistemas adecuados de drenaje Drenes verticales (material granular hormigoacuten poroso)

en toda la altura del muro o parte de ella

Laacuteminas drenantes

Drenes inclinados

Tapices drenantes horizontales a uno o varios niveles

Drenes horizontales a traveacutes del relleno

Drenes longitudinales en la base o talud del relleno

Mechinales en contacto directo con el relleno

Consideraciones generales El mejor sistema consiste en una cuntildea de relleno

granular filtrante

Todos los sistemas deben tener faacutecil evacuacioacuten del agua evitando su acumulacioacuten en el trasdoacutes

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DRENAJE DEL TRASDOacuteS

ESQUEMAS DE DRENAJE

40-50 litros de grava gruesa

15 m

Cuneta para evacuacioacuten de vertidos

Material granular de

relleno

Material arcilloso de impermeabilizacioacuten

Cuneta

60ordm

Dren de grava de

20-30 cm o panel de hormigoacuten sin finos

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CONSTRUCCIOacuteN

Seguacuten del Documento Baacutesico HS Salubridad del Coacutedigo Teacutecnico de la Edificacioacuten el grado de impermeabilidad exigible a los muros en contacto depende de

La presencia de agua Seguacuten la posicioacuten relativa de la cara del suelo en contacto con el terreno y el nivel freaacutetico

bull Baja La cara inferior del suelo estaacute sobre el nivel freaacutetico

bull Media La cara inferior del suelo estaacute a la misma profundidad que el nivel freaacutetico o a menos de dos metros por debajo

bull Alta La cara inferior del suelo estaacute ge 2 m bajo el nivel freaacutetico

El coeficiente de permeabilidad del terreno

El grado de impermeabilidad seraacute entonces

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CONSTRUCCIOacuteN

Soluciones constructivas para muros (CTE DB S)

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CONSTRUCCIOacuteN

C) CONSTITUCIOacuteN DEL MURO

C1 Hormigoacuten hidroacutefugo

C2 Hormigoacuten de consistencia fluida

C3 Muro de faacutebrica Bloquesladrillos hidrofugados y mortero hidroacutefugo

I) IMPERMEABILIZACIOacuteN

I1 Laacutemina impermeabilizante o aplicacioacuten de productos liacutequidos (poliacutemeros acriacutelicos caucho acriacutelico resinas o polieacutester)

bull En los muros pantalla basta con los lodos bentoniacuteticos

bull Con laacutemina interior debe ser adherida

bull Si es exterior capa antipunzonamiento en caras no adheridas

bull Con laacutemina drenante no precisa antipunzonamiento exterior

bull Con aplicaciones liacutequidas colocar una capa protectora exterior (geotextil o mortero reforzado) salvo que haya capa drenante

I2 Pintura impermeabilizante

I3 Muros de faacutebrica Recubrir interiormente con revestimiento hidroacutefugo (mortero hidroacutefugo cartoacuten-yeso sin yeso higroscoacutepico)

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CONSTRUCCIOacuteN

D) DRENAJE Y EVACUACIOacuteN

D1 Capa drenante y capa filtrante entre el muro y el terreno

bull La capa drenante puede ser una laacutemina grava bloques de arcilla porosos etc

bull Si es una laacutemina debe cerrarse el remate superior de la laacutemina

D2 Pozo drenante de al menos 070 m de diaacutemetro cada 50 m como maacuteximo con capa filtrante y dos bombas de achique para evacuacioacuten

D3 Tubo drenante en el arranque del muro conectado a un sistema de evacuacioacuten

D4 Canaletas de recogida de agua en la caacutemara del muro conectadas a una red de evacuacioacuten

D5 Red de evacuacioacuten del agua de lluvia en la cubierta y del terreno conectada a sistema de evacuacioacuten

V) VENTILACIOacuteN DE LA CAacuteMARA

V1 Aberturas de ventilacioacuten en el arranque y la coronacioacuten de la hoja interior y ventilarse el local al que se abren dichas aberturas

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CONSTRUCCIOacuteN

La excavacioacuten del cimiento debe efectuarse con cuidado para no alterar las caracteriacutesticas geoteacutecnicas del suelo

Las excavaciones provisionales o definitivas deben hacerse de modo que se eviten movimientos en las tierras especialmente en el caso de muros por bataches

En el caso de suelos permeables que requieran agotamiento del agua para realizar las excavaciones eacuteste se mantendraacute durante toda la duracioacuten de los trabajos

El agotamiento debe realizarse de tal forma que no comprometa la estabilidad de los taludes o de las obras vecinas

Las juntas de hormigonado y los procesos de hormigonado vibrado y curado se efectuaraacuten con los criterios definidos en la Instruccioacuten EHE

Page 6: TEMA 03 - ESTRUCTURAS DE CONTENCIÓN RÍGIDAS

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ESTRUCTURAS RIacuteGIDAS

Seguacuten el MATERIAL del que estaacuten construidos

Piedra natural

bull Piedra en seco

bull Mamposteriacutea (arrejuntada con mortero)

De ladrillo (o piezas prefabricadas)

De hormigoacuten

bull En masa (muros de gravedad)

bull Armado (muros aligerados)

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ESTRUCTURAS RIacuteGIDAS

Seguacuten su CONCEPTO ESTRUCTURAL se clasifican en

De gravedad El momento volcador del empuje es contrarrestado por el momento estabilizador del peso propio del muro

Aligerados Su forma o disposicioacuten le permiten aprovechar tambieacuten el peso de las tierras como estabilizador

bull Muros en L Trabajan como viga en voladizo

bull Muros con contrafuertes

Muros anclados en el terreno que sostienen y muros arriostrados

GRAVEDAD EN ldquoLrdquo(CON CONTRAFUERTES)

ANCLADOS

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ESTRUCTURAS RIacuteGIDAS

MUROS DE GRAVEDAD

Es el muro maacutes antiguo

No provocan tracciones de importancia en el material

Las acciones actuantes son

bull Peso propio (W)

bull Empujes (E)

ndash Del terreno oacute el agua

ndash De acciones exteriores

Para que el muro sea estable la resultante (R) de ambos debe caer dentro de la base

Trasdoacutes en talud Trasdoacutes en desplome

EW

R

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ESTRUCTURAS RIacuteGIDAS

MUROS ALIGERADOS

Se elimina material donde contribuye poco a la estabilidad

El peso de las tierras contribuye a la estabilidad

Se aumenta la inercia sin incrementar el material

Soportan importantes tracciones por lo que necesitan estar armados

Los contrafuertes en el intradoacutes pueden ser antiesteacuteticos o antifuncionales

Los contrafuertes en el trasdoacutes trabajan a traccioacuten

E

Wm

Wt

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ESTRUCTURAS RIacuteGIDAS

MUROS ANCLADOS POR BATACHES

Para terrenos sin agua

Se excava progresivamente y se hormigonan paneles de 33 m solapando entre siacute las armaduras

Se anclan una vez endurecido el hormigoacuten

bull Se ejecuta un taladro entubado con una sonda

bull Se colocan armaduras

bull Se inyecta el extremo creando un ldquobulbordquo

bull Se tesan las armaduras

bull Se rellena el taladro

BulboCuntildea Perforacioacuten

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ESTRUCTURAS RIacuteGIDAS

MUROS ARRIOSTRADOS

Los muros de soacutetano se arriostran con los forjados con frecuencia antes de trasdosar el muro

No tienen problema de vuelco ni deslizamiento

Generalmente tienen forma de cajones cerrados

Estaacuten sometidos tambieacuten a acciones de la estructura

bull Cargas procedentes de forjados

bull Cargas de los soportes o muros que nacen de su cuacutespide

bull Fuerzas de arriostramiento transversal

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SUELO REFORZADO

SUELO REFORZADO Consiste en reforzar un terrapleacuten con un conjunto de

bull Placas que actuacutean de panel de muro o revestimiento (ldquopielrdquo)

bull Bandas fijadas a las placas que se imbrican con el relleno (ldquoarmadurasrdquo) pueden ser metaacutelicas de fibra textiles etc

bull Un relleno que contribuye a la estabilidad

La primera fue ldquoTIERRA ARMADArdquo (patentada) compuesta por

bull Placas de hormigoacuten armado de unos 75 cm de altura

bull Eslingas metaacutelicas de ancho 4-12 cm y espesor 2-4 mm

La resistencia se basa en el rozamiento terreno-banda

Hay que evitar la corrosioacuten y alteracioacuten de las bandas

El relleno debe ser de calidad para asegurarlo (lt 15 finos)

Las placas son prefabricadas y pueden tener formas diversas

El espesor es pequentildeo (salvo elementos decorativos)

Trasmite muy pocas cargas en cimentacioacuten

Aunque por construirse en el exterior del terreno son muros en realidad son estructuras FLEXIBLES que se pueden deformar de modo importante

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SUELO REFORZADO ndash ldquoTIERRA ARMADArdquo

TERRAPLEacuteN COMPACTADO POR

TONGADAS

BANDAS O ESLINGAS

PLACAS O ldquoESCAMASrdquo

SUELO REFORZADO

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SUELO REFORZADO ndash ldquoTIERRA ARMADArdquo

SUELO REFORZADO

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El proyecto de un muro es un proceso iterativo Partiendo de su dimensionado se comprueba si la seguridad es suficiente

Las acciones principales a considerar son Peso propio del elemento de contencioacuten

Empuje y peso del terreno considerando el nivel freaacutetico

Empujes del agua Presioacuten intersticial subpresioacuten o de filtracioacuten

Sobrecargas sobre la estructura o sobre el terreno del trasdoacutes

Otros Siacutesmicos expansividad congelacioacuten compactacioacuten

Los movimientos del muro influyen en las construcciones o servicios de su entorno

Los estados de empuje dependen del desplazamiento EMPUJE ACTIVO El elemento de contencioacuten gira o se desplaza

hacia el exterior hasta alcanzar unas condiciones de empuje miacutenimo

EMPUJE PASIVO El elemento de contencioacuten es comprimido contra el terreno hasta alcanzar unas condiciones de maacuteximo empuje

EMPUJE EN REPOSO El elemento de contencioacuten no sufre desplazamiento ni giro

COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

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TIPOS DE EMPUJE A CONSIDERAR

EMPUJE ACTIVO

Muros de contencioacuten con cimentacioacuten superficial sobre suelos (padmlt 500 kPa)

Muros en ldquoLrdquo cimentados sobre pilotes verticales resistentes por la punta

Empuje en general superior al activo (media entre reposo y activo)

Muros en ldquoLrdquo sobre roca si el muro es suficientemente flexible puede utilizarse el empuje activo

Cualquier muro sobre pilotes flotantes o cualquier muro excepto en ldquoLrdquo sobre pilotes resistentes por la punta

EMPUJE EN REPOSO

Muros de gravedad sobre roca o sobre pilotes inclinados y verticales

Muros de soacutetano

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SE BASA EN EL MEacuteTODO DE LOS ESTADOS LIacuteMITES

ESTADOS LIacuteMITE UacuteLTIMOS

bull Estabilidad al deslizamiento

bull Estabilidad al vuelco

ndash Paso de la resultante por el nuacutecleo central de la base

bull Hundimiento de la cimentacioacuten (tema 8)

bull Caacutelculo estructural

bull Estabilidad general del conjunto (no lo veremos este curso)

ESTADOS LIacuteMITE DE SERVICIO

bull Movimientos o deformaciones que puedan causar el colapso o afectar a la apariencia o al uso eficiente de la estructura de las estructuras cercanas o de los servicios proacuteximos

bull Infiltracioacuten de agua no admisible a traveacutes o por debajo del elemento de contencioacuten

bull Afeccioacuten a la situacioacuten del agua freaacutetica en el entorno con repercusioacuten sobre edificios proacuteximos o sobre la propia obra

COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

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ESTABILIDAD AL DESLIZAMIENTO

No es preciso comprobar si los empujes horizontalesson lt 10 de la carga vertical total

Efectos desestabilizadores Empujes horizontales

Efectos estabilizadores Reaccioacuten del terreno

bull Adhesioacuten (c= 05crsquoKle005 MPa)

bull Rozamiento (f=23frsquo)

No debe considerarse el efecto favorable del Ep

Coeficiente de seguridad gR (Fd)

Se mejora

Disponiendo material granular en la base

Aumentando el empuje pasivo Ep con zarpas o inclinando la base

51

RREE

tg)REW(Bc

F

Btgc

F

FF

3w1wph

2wv

des

des

estdR

f

fg

r tgc f

e1

Ea

Eh

Ev

wRw1Ep

Rw3

Rw2

Oe3

ew2

B

e2 ew3 ew1

COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

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ESTABILIDAD AL VUELCO

En relacioacuten a un punto de giro O

Efectos estabilizadores

bull Peso W

bull Empuje pasivo pie (en muros no debe considerarse)

bull Presioacuten agua intradoacutes Rw3

Efectos desestabilizadores

bull Empuje trasdoacutes Eahellip (Eh(+) y Ev(-))

bull Empuje agua trasdoacutes Rw1

bull Subpresiones Rw2

Coeficiente de seguridad (Fv)

0290

81

M

M

M

M81901CTE

02eReRBEeE

eReEeW

M

MF

v

eR

vdstE

estbEdstEstbER

2w2w1w1wv1h

3w3w2p3

v

ev

gg

gggg

e1

Ea

Eh

Ev

wRw1Ep

Rw3

Rw2

Oe3

ew2

B

e2 ew3 ew1

COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

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PASO DE LA RESULTANTE POR EL NUacuteCLEO CENTRAL

La resultante de las acciones provoca unas presiones y deformaciones en el terreno

Se aplica la ldquoTeoriacutea del COEFICIENTE DE BALASTOrdquo

bull La presioacuten en la base de un elemento es proporcional a su asiento

p = ks s

bull Es una ley lineal

Si la cimentacioacuten es riacutegida la ley de presiones seraacute tambieacuten lineal

Bd3B

R2p

2

Vmiacuten

d3B2

B

R2p

2

Vmaacutex

B2

ppR miacutenmaacutex

V

miacutenmaacutex2

miacuten2

V ppB6

1pB

2

1dR

v

ve

R

MMd

RV

pmaacutex

pmiacuten

B RH

d

pmaacutex

pmiacuten

B

R

RH

RV

COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

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COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

PASO DE LA RESULTANTEPOR EL NUacuteCLEO CENTRAL

B3 lt d lt 2middotB3 pmiacuten gt 0

Distribucioacuten

trapezoidal

d = B3 pmiacuten = 0

Distribucioacuten triangular pmax=2 middotRvB

d lt B3 pmiacuten lt 0

Distribucioacuten triangular parcial

ldquoTracciones en la baserdquo

)Bd3(B

R2p

2

vmin

d3

R2p V

maacutex

)d3B2(B

R2p

2

vmax

d

RV

pmaacutex

pmiacuten

B3 B3 B3

B3

RV

pmaacutex pmiacuten=0

d

RV

pmaacutexldquopmiacutenlt0rdquo

v

ve

R

MMd

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COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

SEGURIDAD FRENTE AL HUNDIMIENTO

Se considera una zapata ficticia de anchura eficaz Brsquo de manera que la carga quede centrada en la misma

lsaquo rsaquo

Se tiene que cumplir que

3

qqq

B

R hund

R

hundadm

v g

d

Rv

pmaacutex pmiacuten

B2 B2

e d

Rv

B2 B2

e

Brsquo=2middotd=B-2middote

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COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

SEGURIDAD FRENTE A LA ROTURA ESTRUCTURAL

El muro como elemento estructural debe ser lo suficientemente resistente como para soportar las tensiones a las que va a estar sometido con las garantiacuteas necesarias (Instruccioacuten de Hormigoacuten Estructural EHE)

Deformacioacuten

excesiva del

alzado

Rotura por

fisuracioacuten

excesiva

Rotura por

fallo

de solape

Rotura por

esfuerzo

cortante

Rotura por

esfuerzo

rasante

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COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

ESTABILIDAD GENERAL

El conjunto del muro incluida su cimentacioacuten puede fallar mediante un mecanismo de rotura auacuten maacutes profundo que eacutestos o que no siendo tan profundo pudiera cortarlos que habraacute que comprobar

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COacuteDIGO TEacuteCNICO DE LA EDIFICACIOacuteN

COEFICIENTES DE SEGURIDAD PARCIALES

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CRITERIOS DE PREDIMENSIONADO (Jimeacutenez Salas et al 1981)

ge 20 cm

gt25 m

H3 ndash 2H3

ltH2 si Hgt10 m

H12ge30 cm

025 H le B le 04 H

(Si existen sobrecargas importantes aumentar B

hasta un 50)

H

H8-H6

c=020-030 m

025-125 m

05-125 m

H16 ndash H12

H32-H8

04 - 09 H

008-04 H

gt060 m

(CTE miacuten 08m)

Espesor de solera y alzado H12

Ancho de solera 04 - 07 H

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MEacuteTODO DE HAIRSINE

Meacutetodo para predimensionamiento

Para muros en ldquoLrdquo

Desprecia la diferencia entre el peso propio del muro y del terreno

Se obtienen ldquomrdquo y ldquobrdquo a partir de

bull ldquoFvrdquo coeficiente de seguridad al vuelco (gt2)

bull ldquojrdquo funcioacuten de la presioacuten admisible

bull

Que depende de

ldquoFdrdquo al deslizamiento (gt15)

ldquoKrdquo coeficiente de empuje

= tg base

base rozamiento tierras-muro

base = f = 23frsquo base

KFd

H

pj adm

g

mbH

bH

H

K g H

padm=j g H

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MEacuteTODO DE HAIRSINE

Procedimiento

Cada variable define una curva un graacutefico m ndash bk

La zona comuacuten sobre dichas curvas es la vaacutelida

Si se elige un punto en esa zona se asegura

bull La estabilidad al vuelco a traveacutes de Fv

bull La estabilidad al deslizamiento mediante

bull La carga admisible del cimiento por j

Mientras maacutes bajo esteacute el punto maacutes econoacutemico es el muro (menores dimensiones)

Es posible imponer distribucioacuten triangular de presiones en el terreno (resultante en nuacutecleo central)

El manejo se simplifica mediante un nomograma en el que se recogen familias de curvas para distintos valores de cada variable

KFd

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

000

020

040

060

080

100

120

140

160

180

200

0 02 04 06 08 1

a

(bK

)12

2

v

m13

F

K

b

2m3m41j

1

K

b

m12

KF

K

b d

ZONA DE

VALIDEZ

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

MEacuteTODO DE HAIRSINE(Jimeacutenez Salas et al 1981)

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MEacuteTODO DE HAIRSINE

CONSTRUCCIOacuteN DE LAS CURVAS DE HAIRSINE (I) Para mayor precisioacuten es posible construir las tres curvas de cada problema

Estabilidad al vuelco

Presiones en la base seguacuten la distribucioacuten sea

bull Trapezoidal

bull Triangular

bull Triangular parcial

2

v

m13

F

K

b

2m3m41j

1

K

b

2m3m2j

1

K

b

2m314j3

1

K

b

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

MEacuteTODO DE HAIRSINE

CONSTRUCCIOacuteN DE LAS CURVAS DE HAIRSINE (II)

Estabilidad al deslizamiento

Friccioacuten = tg base con base = f = 23frsquo base

Adhesioacuten a = c= 05c

bull En terreno sin cohesioacuten soacutelo FRICCIOacuteN

bull En terrenos sin friccioacuten soacutelo ADHESIOacuteN

bull En terrenos con ADHESIOacuteN Y FRICCIOacuteN

m12

KF

K

b d

Ha2

KF

K

b d g

g

H

am12

KF

K

b d

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MEacuteTODO DE HAIRSINE

Permite incorporar SOBRECARGA UNIFORME (q)

Meacutetodo 1 Vaacutelido solamente si la sobrecarga es pequentildea tal que H0=q lt02 H Se adopta una altura ficticia H=H+H0

Meacutetodo 2 Vaacutelido para cualquier sobrecarga se emplean los siguientes paraacutemetros

bull En terrenos con ADHESIOacuteN Y FRICCIOacuteN

bull En terrenos soacutelo con ADHESIOacuteN

Hq1

Hq31

KK

g

g

Hq31

Hq21

FF dd

g

g

Hq

pj a

g

d KF

KFHq

aa

d

g

am12

1

K

b

gg

H

q1H

a2

KF

K

b d

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MEacuteTODO DE HAIRSINE

EJEMPLO

Datos H = 3 m

g = 18 kNm3

K = 13

= 060

Fd gt 15

Fv gt 20

Pmaacutex = 27 kpa

Variables del meacutetodo

Resultados Base b = bh = 067 30 = 20 m

Puntera mbh = 048 20 = 096 m

8403151

60

KFd

50318

27H

pj adm

g 67031171b171

K

b

480m

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MUROS EN L

Las tres meacutensulas en alzado puntera y taloacuten se calcularaacuten como empotradas en su arranque

El alzado se comprueba con el empuje de Rankine

La puntera y taloacuten bajo las cargas gravitatorias la reaccioacuten del terreno y la subpresioacuten del agua

Se suelen mantener las armaduras de las secciones criacuteticas (salvo muros muy altos)

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MUROS DE CONTRAFUERTES

Las placas verticales entre contrafuertes o las horizontales en el taloacuten pueden calcularse como placas empotradas en tres lados

Los contrafuertes en trasdoacutes se dimensionan para las tracciones correspondientes a los empujes sobre la placa vertical

La puntera se calcula como un voladizo

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MUROS DE SOacuteTANO

Estaacuten arriostrados por los forjados y trabajan como placas apoyadas o empotradas

Se suelen calcular para el empuje en reposo

Hay que antildeadir como acciones la solicitacioacuten de los forjados intermedios y la compresioacuten de los soportes

Una parte importante de los empujes horizontales se equilibran contra los forjados y solera

La reaccioacuten de los forjados sobre el muro es una variable maacutes en los caacutelculos

Suele hacerse la hipoacutetesis simplificada de considerar un reparto uniforme de presiones bajo el cimiento

El caacutelculo estructural para dos o maacutes niveles de forjado se puede asimilar a una viga continua

Se suele considerar el muro indefinido en direccioacuten longitudinal

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MUROS DE SOacuteTANO Acciones

Empujes

Sobrecarga E1 = Ko∙q∙H a frac12 H

Peso tierras E2 = frac12 Ko∙g∙H2 a 13 H

Cargas verticales

Axil de pilares N

Pesos Nm Nt Nc

Empujes de forjados o suelo T1 T2

Ecuaciones (Incoacutegnitas Rv T1 T2) Equilibrio de fuerzas

Rv = N

T1+ T2 = E1+ E2

Momentos sobre centro de la base

T1 ∙ H = Ei ∙ei+ Nj ∙ ej

Los ej son positivos si estaacuten a la

derecha de la vertical que pasa por Rv

Comprobaciones Hundimiento Rv B lt padm

Deslizamiento T2 lt (Rv ∙ tg+c ∙B) Fd

qN

T1

E1

E2

Nm

Nc

H

B

Nt

T2

Rv

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RELLENO DEL TRASDOacuteS

La seleccioacuten del relleno en trasdoacutes

Debe considerar la influencia del agua hinchamiento

Dentro de los muros que han experimentado este movimiento haytres veces maacutes con relleno arcilloso que con relleno arenoso

Los rellenos arcillosos provocan movimientos progresivos del muro

bull Originan empujes principalmente por las variaciones estacionales de volumen con el grado de humedad

bull En la estacioacuten seca retraen y aparecen grietas de traccioacuten por las que penetra el agua en la estacioacuten huacutemeda

bull El aumento de volumen va provocandoun movimiento progresivo hacia delante

Lo ideal son suelos GP GW SP SW (lt 5 limos o arcillas)

Bastariacutea con una cuntildea en el trasdoacutes (60ordm inclinacioacuten)

Los rellenos deben ser compactados pero no en exceso

RELLENO GRANULAR

60ordm

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DRENAJE DEL TRASDOacuteS

Los empujes pueden triplicarse si no hay un sistema de drenaje o eacuteste no funciona bien Un 33 de los accidentes ocurridos en muros riacutegidos han sido por ausencia o fallo del sistema de drenaje

El control de las presiones del agua en el trasdoacutes se consigue con sistemas adecuados de drenaje Drenes verticales (material granular hormigoacuten poroso)

en toda la altura del muro o parte de ella

Laacuteminas drenantes

Drenes inclinados

Tapices drenantes horizontales a uno o varios niveles

Drenes horizontales a traveacutes del relleno

Drenes longitudinales en la base o talud del relleno

Mechinales en contacto directo con el relleno

Consideraciones generales El mejor sistema consiste en una cuntildea de relleno

granular filtrante

Todos los sistemas deben tener faacutecil evacuacioacuten del agua evitando su acumulacioacuten en el trasdoacutes

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DRENAJE DEL TRASDOacuteS

ESQUEMAS DE DRENAJE

40-50 litros de grava gruesa

15 m

Cuneta para evacuacioacuten de vertidos

Material granular de

relleno

Material arcilloso de impermeabilizacioacuten

Cuneta

60ordm

Dren de grava de

20-30 cm o panel de hormigoacuten sin finos

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CONSTRUCCIOacuteN

Seguacuten del Documento Baacutesico HS Salubridad del Coacutedigo Teacutecnico de la Edificacioacuten el grado de impermeabilidad exigible a los muros en contacto depende de

La presencia de agua Seguacuten la posicioacuten relativa de la cara del suelo en contacto con el terreno y el nivel freaacutetico

bull Baja La cara inferior del suelo estaacute sobre el nivel freaacutetico

bull Media La cara inferior del suelo estaacute a la misma profundidad que el nivel freaacutetico o a menos de dos metros por debajo

bull Alta La cara inferior del suelo estaacute ge 2 m bajo el nivel freaacutetico

El coeficiente de permeabilidad del terreno

El grado de impermeabilidad seraacute entonces

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CONSTRUCCIOacuteN

Soluciones constructivas para muros (CTE DB S)

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CONSTRUCCIOacuteN

C) CONSTITUCIOacuteN DEL MURO

C1 Hormigoacuten hidroacutefugo

C2 Hormigoacuten de consistencia fluida

C3 Muro de faacutebrica Bloquesladrillos hidrofugados y mortero hidroacutefugo

I) IMPERMEABILIZACIOacuteN

I1 Laacutemina impermeabilizante o aplicacioacuten de productos liacutequidos (poliacutemeros acriacutelicos caucho acriacutelico resinas o polieacutester)

bull En los muros pantalla basta con los lodos bentoniacuteticos

bull Con laacutemina interior debe ser adherida

bull Si es exterior capa antipunzonamiento en caras no adheridas

bull Con laacutemina drenante no precisa antipunzonamiento exterior

bull Con aplicaciones liacutequidas colocar una capa protectora exterior (geotextil o mortero reforzado) salvo que haya capa drenante

I2 Pintura impermeabilizante

I3 Muros de faacutebrica Recubrir interiormente con revestimiento hidroacutefugo (mortero hidroacutefugo cartoacuten-yeso sin yeso higroscoacutepico)

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CONSTRUCCIOacuteN

D) DRENAJE Y EVACUACIOacuteN

D1 Capa drenante y capa filtrante entre el muro y el terreno

bull La capa drenante puede ser una laacutemina grava bloques de arcilla porosos etc

bull Si es una laacutemina debe cerrarse el remate superior de la laacutemina

D2 Pozo drenante de al menos 070 m de diaacutemetro cada 50 m como maacuteximo con capa filtrante y dos bombas de achique para evacuacioacuten

D3 Tubo drenante en el arranque del muro conectado a un sistema de evacuacioacuten

D4 Canaletas de recogida de agua en la caacutemara del muro conectadas a una red de evacuacioacuten

D5 Red de evacuacioacuten del agua de lluvia en la cubierta y del terreno conectada a sistema de evacuacioacuten

V) VENTILACIOacuteN DE LA CAacuteMARA

V1 Aberturas de ventilacioacuten en el arranque y la coronacioacuten de la hoja interior y ventilarse el local al que se abren dichas aberturas

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CONSTRUCCIOacuteN

La excavacioacuten del cimiento debe efectuarse con cuidado para no alterar las caracteriacutesticas geoteacutecnicas del suelo

Las excavaciones provisionales o definitivas deben hacerse de modo que se eviten movimientos en las tierras especialmente en el caso de muros por bataches

En el caso de suelos permeables que requieran agotamiento del agua para realizar las excavaciones eacuteste se mantendraacute durante toda la duracioacuten de los trabajos

El agotamiento debe realizarse de tal forma que no comprometa la estabilidad de los taludes o de las obras vecinas

Las juntas de hormigonado y los procesos de hormigonado vibrado y curado se efectuaraacuten con los criterios definidos en la Instruccioacuten EHE

Page 7: TEMA 03 - ESTRUCTURAS DE CONTENCIÓN RÍGIDAS

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ESTRUCTURAS RIacuteGIDAS

Seguacuten su CONCEPTO ESTRUCTURAL se clasifican en

De gravedad El momento volcador del empuje es contrarrestado por el momento estabilizador del peso propio del muro

Aligerados Su forma o disposicioacuten le permiten aprovechar tambieacuten el peso de las tierras como estabilizador

bull Muros en L Trabajan como viga en voladizo

bull Muros con contrafuertes

Muros anclados en el terreno que sostienen y muros arriostrados

GRAVEDAD EN ldquoLrdquo(CON CONTRAFUERTES)

ANCLADOS

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ESTRUCTURAS RIacuteGIDAS

MUROS DE GRAVEDAD

Es el muro maacutes antiguo

No provocan tracciones de importancia en el material

Las acciones actuantes son

bull Peso propio (W)

bull Empujes (E)

ndash Del terreno oacute el agua

ndash De acciones exteriores

Para que el muro sea estable la resultante (R) de ambos debe caer dentro de la base

Trasdoacutes en talud Trasdoacutes en desplome

EW

R

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ESTRUCTURAS RIacuteGIDAS

MUROS ALIGERADOS

Se elimina material donde contribuye poco a la estabilidad

El peso de las tierras contribuye a la estabilidad

Se aumenta la inercia sin incrementar el material

Soportan importantes tracciones por lo que necesitan estar armados

Los contrafuertes en el intradoacutes pueden ser antiesteacuteticos o antifuncionales

Los contrafuertes en el trasdoacutes trabajan a traccioacuten

E

Wm

Wt

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ESTRUCTURAS RIacuteGIDAS

MUROS ANCLADOS POR BATACHES

Para terrenos sin agua

Se excava progresivamente y se hormigonan paneles de 33 m solapando entre siacute las armaduras

Se anclan una vez endurecido el hormigoacuten

bull Se ejecuta un taladro entubado con una sonda

bull Se colocan armaduras

bull Se inyecta el extremo creando un ldquobulbordquo

bull Se tesan las armaduras

bull Se rellena el taladro

BulboCuntildea Perforacioacuten

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ESTRUCTURAS RIacuteGIDAS

MUROS ARRIOSTRADOS

Los muros de soacutetano se arriostran con los forjados con frecuencia antes de trasdosar el muro

No tienen problema de vuelco ni deslizamiento

Generalmente tienen forma de cajones cerrados

Estaacuten sometidos tambieacuten a acciones de la estructura

bull Cargas procedentes de forjados

bull Cargas de los soportes o muros que nacen de su cuacutespide

bull Fuerzas de arriostramiento transversal

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SUELO REFORZADO

SUELO REFORZADO Consiste en reforzar un terrapleacuten con un conjunto de

bull Placas que actuacutean de panel de muro o revestimiento (ldquopielrdquo)

bull Bandas fijadas a las placas que se imbrican con el relleno (ldquoarmadurasrdquo) pueden ser metaacutelicas de fibra textiles etc

bull Un relleno que contribuye a la estabilidad

La primera fue ldquoTIERRA ARMADArdquo (patentada) compuesta por

bull Placas de hormigoacuten armado de unos 75 cm de altura

bull Eslingas metaacutelicas de ancho 4-12 cm y espesor 2-4 mm

La resistencia se basa en el rozamiento terreno-banda

Hay que evitar la corrosioacuten y alteracioacuten de las bandas

El relleno debe ser de calidad para asegurarlo (lt 15 finos)

Las placas son prefabricadas y pueden tener formas diversas

El espesor es pequentildeo (salvo elementos decorativos)

Trasmite muy pocas cargas en cimentacioacuten

Aunque por construirse en el exterior del terreno son muros en realidad son estructuras FLEXIBLES que se pueden deformar de modo importante

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SUELO REFORZADO ndash ldquoTIERRA ARMADArdquo

TERRAPLEacuteN COMPACTADO POR

TONGADAS

BANDAS O ESLINGAS

PLACAS O ldquoESCAMASrdquo

SUELO REFORZADO

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SUELO REFORZADO ndash ldquoTIERRA ARMADArdquo

SUELO REFORZADO

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El proyecto de un muro es un proceso iterativo Partiendo de su dimensionado se comprueba si la seguridad es suficiente

Las acciones principales a considerar son Peso propio del elemento de contencioacuten

Empuje y peso del terreno considerando el nivel freaacutetico

Empujes del agua Presioacuten intersticial subpresioacuten o de filtracioacuten

Sobrecargas sobre la estructura o sobre el terreno del trasdoacutes

Otros Siacutesmicos expansividad congelacioacuten compactacioacuten

Los movimientos del muro influyen en las construcciones o servicios de su entorno

Los estados de empuje dependen del desplazamiento EMPUJE ACTIVO El elemento de contencioacuten gira o se desplaza

hacia el exterior hasta alcanzar unas condiciones de empuje miacutenimo

EMPUJE PASIVO El elemento de contencioacuten es comprimido contra el terreno hasta alcanzar unas condiciones de maacuteximo empuje

EMPUJE EN REPOSO El elemento de contencioacuten no sufre desplazamiento ni giro

COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

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TIPOS DE EMPUJE A CONSIDERAR

EMPUJE ACTIVO

Muros de contencioacuten con cimentacioacuten superficial sobre suelos (padmlt 500 kPa)

Muros en ldquoLrdquo cimentados sobre pilotes verticales resistentes por la punta

Empuje en general superior al activo (media entre reposo y activo)

Muros en ldquoLrdquo sobre roca si el muro es suficientemente flexible puede utilizarse el empuje activo

Cualquier muro sobre pilotes flotantes o cualquier muro excepto en ldquoLrdquo sobre pilotes resistentes por la punta

EMPUJE EN REPOSO

Muros de gravedad sobre roca o sobre pilotes inclinados y verticales

Muros de soacutetano

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SE BASA EN EL MEacuteTODO DE LOS ESTADOS LIacuteMITES

ESTADOS LIacuteMITE UacuteLTIMOS

bull Estabilidad al deslizamiento

bull Estabilidad al vuelco

ndash Paso de la resultante por el nuacutecleo central de la base

bull Hundimiento de la cimentacioacuten (tema 8)

bull Caacutelculo estructural

bull Estabilidad general del conjunto (no lo veremos este curso)

ESTADOS LIacuteMITE DE SERVICIO

bull Movimientos o deformaciones que puedan causar el colapso o afectar a la apariencia o al uso eficiente de la estructura de las estructuras cercanas o de los servicios proacuteximos

bull Infiltracioacuten de agua no admisible a traveacutes o por debajo del elemento de contencioacuten

bull Afeccioacuten a la situacioacuten del agua freaacutetica en el entorno con repercusioacuten sobre edificios proacuteximos o sobre la propia obra

COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

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ESTABILIDAD AL DESLIZAMIENTO

No es preciso comprobar si los empujes horizontalesson lt 10 de la carga vertical total

Efectos desestabilizadores Empujes horizontales

Efectos estabilizadores Reaccioacuten del terreno

bull Adhesioacuten (c= 05crsquoKle005 MPa)

bull Rozamiento (f=23frsquo)

No debe considerarse el efecto favorable del Ep

Coeficiente de seguridad gR (Fd)

Se mejora

Disponiendo material granular en la base

Aumentando el empuje pasivo Ep con zarpas o inclinando la base

51

RREE

tg)REW(Bc

F

Btgc

F

FF

3w1wph

2wv

des

des

estdR

f

fg

r tgc f

e1

Ea

Eh

Ev

wRw1Ep

Rw3

Rw2

Oe3

ew2

B

e2 ew3 ew1

COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

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ESTABILIDAD AL VUELCO

En relacioacuten a un punto de giro O

Efectos estabilizadores

bull Peso W

bull Empuje pasivo pie (en muros no debe considerarse)

bull Presioacuten agua intradoacutes Rw3

Efectos desestabilizadores

bull Empuje trasdoacutes Eahellip (Eh(+) y Ev(-))

bull Empuje agua trasdoacutes Rw1

bull Subpresiones Rw2

Coeficiente de seguridad (Fv)

0290

81

M

M

M

M81901CTE

02eReRBEeE

eReEeW

M

MF

v

eR

vdstE

estbEdstEstbER

2w2w1w1wv1h

3w3w2p3

v

ev

gg

gggg

e1

Ea

Eh

Ev

wRw1Ep

Rw3

Rw2

Oe3

ew2

B

e2 ew3 ew1

COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

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PASO DE LA RESULTANTE POR EL NUacuteCLEO CENTRAL

La resultante de las acciones provoca unas presiones y deformaciones en el terreno

Se aplica la ldquoTeoriacutea del COEFICIENTE DE BALASTOrdquo

bull La presioacuten en la base de un elemento es proporcional a su asiento

p = ks s

bull Es una ley lineal

Si la cimentacioacuten es riacutegida la ley de presiones seraacute tambieacuten lineal

Bd3B

R2p

2

Vmiacuten

d3B2

B

R2p

2

Vmaacutex

B2

ppR miacutenmaacutex

V

miacutenmaacutex2

miacuten2

V ppB6

1pB

2

1dR

v

ve

R

MMd

RV

pmaacutex

pmiacuten

B RH

d

pmaacutex

pmiacuten

B

R

RH

RV

COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

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COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

PASO DE LA RESULTANTEPOR EL NUacuteCLEO CENTRAL

B3 lt d lt 2middotB3 pmiacuten gt 0

Distribucioacuten

trapezoidal

d = B3 pmiacuten = 0

Distribucioacuten triangular pmax=2 middotRvB

d lt B3 pmiacuten lt 0

Distribucioacuten triangular parcial

ldquoTracciones en la baserdquo

)Bd3(B

R2p

2

vmin

d3

R2p V

maacutex

)d3B2(B

R2p

2

vmax

d

RV

pmaacutex

pmiacuten

B3 B3 B3

B3

RV

pmaacutex pmiacuten=0

d

RV

pmaacutexldquopmiacutenlt0rdquo

v

ve

R

MMd

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COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

SEGURIDAD FRENTE AL HUNDIMIENTO

Se considera una zapata ficticia de anchura eficaz Brsquo de manera que la carga quede centrada en la misma

lsaquo rsaquo

Se tiene que cumplir que

3

qqq

B

R hund

R

hundadm

v g

d

Rv

pmaacutex pmiacuten

B2 B2

e d

Rv

B2 B2

e

Brsquo=2middotd=B-2middote

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COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

SEGURIDAD FRENTE A LA ROTURA ESTRUCTURAL

El muro como elemento estructural debe ser lo suficientemente resistente como para soportar las tensiones a las que va a estar sometido con las garantiacuteas necesarias (Instruccioacuten de Hormigoacuten Estructural EHE)

Deformacioacuten

excesiva del

alzado

Rotura por

fisuracioacuten

excesiva

Rotura por

fallo

de solape

Rotura por

esfuerzo

cortante

Rotura por

esfuerzo

rasante

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COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

ESTABILIDAD GENERAL

El conjunto del muro incluida su cimentacioacuten puede fallar mediante un mecanismo de rotura auacuten maacutes profundo que eacutestos o que no siendo tan profundo pudiera cortarlos que habraacute que comprobar

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COacuteDIGO TEacuteCNICO DE LA EDIFICACIOacuteN

COEFICIENTES DE SEGURIDAD PARCIALES

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CRITERIOS DE PREDIMENSIONADO (Jimeacutenez Salas et al 1981)

ge 20 cm

gt25 m

H3 ndash 2H3

ltH2 si Hgt10 m

H12ge30 cm

025 H le B le 04 H

(Si existen sobrecargas importantes aumentar B

hasta un 50)

H

H8-H6

c=020-030 m

025-125 m

05-125 m

H16 ndash H12

H32-H8

04 - 09 H

008-04 H

gt060 m

(CTE miacuten 08m)

Espesor de solera y alzado H12

Ancho de solera 04 - 07 H

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MEacuteTODO DE HAIRSINE

Meacutetodo para predimensionamiento

Para muros en ldquoLrdquo

Desprecia la diferencia entre el peso propio del muro y del terreno

Se obtienen ldquomrdquo y ldquobrdquo a partir de

bull ldquoFvrdquo coeficiente de seguridad al vuelco (gt2)

bull ldquojrdquo funcioacuten de la presioacuten admisible

bull

Que depende de

ldquoFdrdquo al deslizamiento (gt15)

ldquoKrdquo coeficiente de empuje

= tg base

base rozamiento tierras-muro

base = f = 23frsquo base

KFd

H

pj adm

g

mbH

bH

H

K g H

padm=j g H

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MEacuteTODO DE HAIRSINE

Procedimiento

Cada variable define una curva un graacutefico m ndash bk

La zona comuacuten sobre dichas curvas es la vaacutelida

Si se elige un punto en esa zona se asegura

bull La estabilidad al vuelco a traveacutes de Fv

bull La estabilidad al deslizamiento mediante

bull La carga admisible del cimiento por j

Mientras maacutes bajo esteacute el punto maacutes econoacutemico es el muro (menores dimensiones)

Es posible imponer distribucioacuten triangular de presiones en el terreno (resultante en nuacutecleo central)

El manejo se simplifica mediante un nomograma en el que se recogen familias de curvas para distintos valores de cada variable

KFd

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

000

020

040

060

080

100

120

140

160

180

200

0 02 04 06 08 1

a

(bK

)12

2

v

m13

F

K

b

2m3m41j

1

K

b

m12

KF

K

b d

ZONA DE

VALIDEZ

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

MEacuteTODO DE HAIRSINE(Jimeacutenez Salas et al 1981)

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

MEacuteTODO DE HAIRSINE

CONSTRUCCIOacuteN DE LAS CURVAS DE HAIRSINE (I) Para mayor precisioacuten es posible construir las tres curvas de cada problema

Estabilidad al vuelco

Presiones en la base seguacuten la distribucioacuten sea

bull Trapezoidal

bull Triangular

bull Triangular parcial

2

v

m13

F

K

b

2m3m41j

1

K

b

2m3m2j

1

K

b

2m314j3

1

K

b

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MEacuteTODO DE HAIRSINE

CONSTRUCCIOacuteN DE LAS CURVAS DE HAIRSINE (II)

Estabilidad al deslizamiento

Friccioacuten = tg base con base = f = 23frsquo base

Adhesioacuten a = c= 05c

bull En terreno sin cohesioacuten soacutelo FRICCIOacuteN

bull En terrenos sin friccioacuten soacutelo ADHESIOacuteN

bull En terrenos con ADHESIOacuteN Y FRICCIOacuteN

m12

KF

K

b d

Ha2

KF

K

b d g

g

H

am12

KF

K

b d

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MEacuteTODO DE HAIRSINE

Permite incorporar SOBRECARGA UNIFORME (q)

Meacutetodo 1 Vaacutelido solamente si la sobrecarga es pequentildea tal que H0=q lt02 H Se adopta una altura ficticia H=H+H0

Meacutetodo 2 Vaacutelido para cualquier sobrecarga se emplean los siguientes paraacutemetros

bull En terrenos con ADHESIOacuteN Y FRICCIOacuteN

bull En terrenos soacutelo con ADHESIOacuteN

Hq1

Hq31

KK

g

g

Hq31

Hq21

FF dd

g

g

Hq

pj a

g

d KF

KFHq

aa

d

g

am12

1

K

b

gg

H

q1H

a2

KF

K

b d

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MEacuteTODO DE HAIRSINE

EJEMPLO

Datos H = 3 m

g = 18 kNm3

K = 13

= 060

Fd gt 15

Fv gt 20

Pmaacutex = 27 kpa

Variables del meacutetodo

Resultados Base b = bh = 067 30 = 20 m

Puntera mbh = 048 20 = 096 m

8403151

60

KFd

50318

27H

pj adm

g 67031171b171

K

b

480m

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MUROS EN L

Las tres meacutensulas en alzado puntera y taloacuten se calcularaacuten como empotradas en su arranque

El alzado se comprueba con el empuje de Rankine

La puntera y taloacuten bajo las cargas gravitatorias la reaccioacuten del terreno y la subpresioacuten del agua

Se suelen mantener las armaduras de las secciones criacuteticas (salvo muros muy altos)

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MUROS DE CONTRAFUERTES

Las placas verticales entre contrafuertes o las horizontales en el taloacuten pueden calcularse como placas empotradas en tres lados

Los contrafuertes en trasdoacutes se dimensionan para las tracciones correspondientes a los empujes sobre la placa vertical

La puntera se calcula como un voladizo

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MUROS DE SOacuteTANO

Estaacuten arriostrados por los forjados y trabajan como placas apoyadas o empotradas

Se suelen calcular para el empuje en reposo

Hay que antildeadir como acciones la solicitacioacuten de los forjados intermedios y la compresioacuten de los soportes

Una parte importante de los empujes horizontales se equilibran contra los forjados y solera

La reaccioacuten de los forjados sobre el muro es una variable maacutes en los caacutelculos

Suele hacerse la hipoacutetesis simplificada de considerar un reparto uniforme de presiones bajo el cimiento

El caacutelculo estructural para dos o maacutes niveles de forjado se puede asimilar a una viga continua

Se suele considerar el muro indefinido en direccioacuten longitudinal

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MUROS DE SOacuteTANO Acciones

Empujes

Sobrecarga E1 = Ko∙q∙H a frac12 H

Peso tierras E2 = frac12 Ko∙g∙H2 a 13 H

Cargas verticales

Axil de pilares N

Pesos Nm Nt Nc

Empujes de forjados o suelo T1 T2

Ecuaciones (Incoacutegnitas Rv T1 T2) Equilibrio de fuerzas

Rv = N

T1+ T2 = E1+ E2

Momentos sobre centro de la base

T1 ∙ H = Ei ∙ei+ Nj ∙ ej

Los ej son positivos si estaacuten a la

derecha de la vertical que pasa por Rv

Comprobaciones Hundimiento Rv B lt padm

Deslizamiento T2 lt (Rv ∙ tg+c ∙B) Fd

qN

T1

E1

E2

Nm

Nc

H

B

Nt

T2

Rv

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RELLENO DEL TRASDOacuteS

La seleccioacuten del relleno en trasdoacutes

Debe considerar la influencia del agua hinchamiento

Dentro de los muros que han experimentado este movimiento haytres veces maacutes con relleno arcilloso que con relleno arenoso

Los rellenos arcillosos provocan movimientos progresivos del muro

bull Originan empujes principalmente por las variaciones estacionales de volumen con el grado de humedad

bull En la estacioacuten seca retraen y aparecen grietas de traccioacuten por las que penetra el agua en la estacioacuten huacutemeda

bull El aumento de volumen va provocandoun movimiento progresivo hacia delante

Lo ideal son suelos GP GW SP SW (lt 5 limos o arcillas)

Bastariacutea con una cuntildea en el trasdoacutes (60ordm inclinacioacuten)

Los rellenos deben ser compactados pero no en exceso

RELLENO GRANULAR

60ordm

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DRENAJE DEL TRASDOacuteS

Los empujes pueden triplicarse si no hay un sistema de drenaje o eacuteste no funciona bien Un 33 de los accidentes ocurridos en muros riacutegidos han sido por ausencia o fallo del sistema de drenaje

El control de las presiones del agua en el trasdoacutes se consigue con sistemas adecuados de drenaje Drenes verticales (material granular hormigoacuten poroso)

en toda la altura del muro o parte de ella

Laacuteminas drenantes

Drenes inclinados

Tapices drenantes horizontales a uno o varios niveles

Drenes horizontales a traveacutes del relleno

Drenes longitudinales en la base o talud del relleno

Mechinales en contacto directo con el relleno

Consideraciones generales El mejor sistema consiste en una cuntildea de relleno

granular filtrante

Todos los sistemas deben tener faacutecil evacuacioacuten del agua evitando su acumulacioacuten en el trasdoacutes

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DRENAJE DEL TRASDOacuteS

ESQUEMAS DE DRENAJE

40-50 litros de grava gruesa

15 m

Cuneta para evacuacioacuten de vertidos

Material granular de

relleno

Material arcilloso de impermeabilizacioacuten

Cuneta

60ordm

Dren de grava de

20-30 cm o panel de hormigoacuten sin finos

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CONSTRUCCIOacuteN

Seguacuten del Documento Baacutesico HS Salubridad del Coacutedigo Teacutecnico de la Edificacioacuten el grado de impermeabilidad exigible a los muros en contacto depende de

La presencia de agua Seguacuten la posicioacuten relativa de la cara del suelo en contacto con el terreno y el nivel freaacutetico

bull Baja La cara inferior del suelo estaacute sobre el nivel freaacutetico

bull Media La cara inferior del suelo estaacute a la misma profundidad que el nivel freaacutetico o a menos de dos metros por debajo

bull Alta La cara inferior del suelo estaacute ge 2 m bajo el nivel freaacutetico

El coeficiente de permeabilidad del terreno

El grado de impermeabilidad seraacute entonces

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CONSTRUCCIOacuteN

Soluciones constructivas para muros (CTE DB S)

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CONSTRUCCIOacuteN

C) CONSTITUCIOacuteN DEL MURO

C1 Hormigoacuten hidroacutefugo

C2 Hormigoacuten de consistencia fluida

C3 Muro de faacutebrica Bloquesladrillos hidrofugados y mortero hidroacutefugo

I) IMPERMEABILIZACIOacuteN

I1 Laacutemina impermeabilizante o aplicacioacuten de productos liacutequidos (poliacutemeros acriacutelicos caucho acriacutelico resinas o polieacutester)

bull En los muros pantalla basta con los lodos bentoniacuteticos

bull Con laacutemina interior debe ser adherida

bull Si es exterior capa antipunzonamiento en caras no adheridas

bull Con laacutemina drenante no precisa antipunzonamiento exterior

bull Con aplicaciones liacutequidas colocar una capa protectora exterior (geotextil o mortero reforzado) salvo que haya capa drenante

I2 Pintura impermeabilizante

I3 Muros de faacutebrica Recubrir interiormente con revestimiento hidroacutefugo (mortero hidroacutefugo cartoacuten-yeso sin yeso higroscoacutepico)

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CONSTRUCCIOacuteN

D) DRENAJE Y EVACUACIOacuteN

D1 Capa drenante y capa filtrante entre el muro y el terreno

bull La capa drenante puede ser una laacutemina grava bloques de arcilla porosos etc

bull Si es una laacutemina debe cerrarse el remate superior de la laacutemina

D2 Pozo drenante de al menos 070 m de diaacutemetro cada 50 m como maacuteximo con capa filtrante y dos bombas de achique para evacuacioacuten

D3 Tubo drenante en el arranque del muro conectado a un sistema de evacuacioacuten

D4 Canaletas de recogida de agua en la caacutemara del muro conectadas a una red de evacuacioacuten

D5 Red de evacuacioacuten del agua de lluvia en la cubierta y del terreno conectada a sistema de evacuacioacuten

V) VENTILACIOacuteN DE LA CAacuteMARA

V1 Aberturas de ventilacioacuten en el arranque y la coronacioacuten de la hoja interior y ventilarse el local al que se abren dichas aberturas

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CONSTRUCCIOacuteN

La excavacioacuten del cimiento debe efectuarse con cuidado para no alterar las caracteriacutesticas geoteacutecnicas del suelo

Las excavaciones provisionales o definitivas deben hacerse de modo que se eviten movimientos en las tierras especialmente en el caso de muros por bataches

En el caso de suelos permeables que requieran agotamiento del agua para realizar las excavaciones eacuteste se mantendraacute durante toda la duracioacuten de los trabajos

El agotamiento debe realizarse de tal forma que no comprometa la estabilidad de los taludes o de las obras vecinas

Las juntas de hormigonado y los procesos de hormigonado vibrado y curado se efectuaraacuten con los criterios definidos en la Instruccioacuten EHE

Page 8: TEMA 03 - ESTRUCTURAS DE CONTENCIÓN RÍGIDAS

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ESTRUCTURAS RIacuteGIDAS

MUROS DE GRAVEDAD

Es el muro maacutes antiguo

No provocan tracciones de importancia en el material

Las acciones actuantes son

bull Peso propio (W)

bull Empujes (E)

ndash Del terreno oacute el agua

ndash De acciones exteriores

Para que el muro sea estable la resultante (R) de ambos debe caer dentro de la base

Trasdoacutes en talud Trasdoacutes en desplome

EW

R

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ESTRUCTURAS RIacuteGIDAS

MUROS ALIGERADOS

Se elimina material donde contribuye poco a la estabilidad

El peso de las tierras contribuye a la estabilidad

Se aumenta la inercia sin incrementar el material

Soportan importantes tracciones por lo que necesitan estar armados

Los contrafuertes en el intradoacutes pueden ser antiesteacuteticos o antifuncionales

Los contrafuertes en el trasdoacutes trabajan a traccioacuten

E

Wm

Wt

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ESTRUCTURAS RIacuteGIDAS

MUROS ANCLADOS POR BATACHES

Para terrenos sin agua

Se excava progresivamente y se hormigonan paneles de 33 m solapando entre siacute las armaduras

Se anclan una vez endurecido el hormigoacuten

bull Se ejecuta un taladro entubado con una sonda

bull Se colocan armaduras

bull Se inyecta el extremo creando un ldquobulbordquo

bull Se tesan las armaduras

bull Se rellena el taladro

BulboCuntildea Perforacioacuten

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ESTRUCTURAS RIacuteGIDAS

MUROS ARRIOSTRADOS

Los muros de soacutetano se arriostran con los forjados con frecuencia antes de trasdosar el muro

No tienen problema de vuelco ni deslizamiento

Generalmente tienen forma de cajones cerrados

Estaacuten sometidos tambieacuten a acciones de la estructura

bull Cargas procedentes de forjados

bull Cargas de los soportes o muros que nacen de su cuacutespide

bull Fuerzas de arriostramiento transversal

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SUELO REFORZADO

SUELO REFORZADO Consiste en reforzar un terrapleacuten con un conjunto de

bull Placas que actuacutean de panel de muro o revestimiento (ldquopielrdquo)

bull Bandas fijadas a las placas que se imbrican con el relleno (ldquoarmadurasrdquo) pueden ser metaacutelicas de fibra textiles etc

bull Un relleno que contribuye a la estabilidad

La primera fue ldquoTIERRA ARMADArdquo (patentada) compuesta por

bull Placas de hormigoacuten armado de unos 75 cm de altura

bull Eslingas metaacutelicas de ancho 4-12 cm y espesor 2-4 mm

La resistencia se basa en el rozamiento terreno-banda

Hay que evitar la corrosioacuten y alteracioacuten de las bandas

El relleno debe ser de calidad para asegurarlo (lt 15 finos)

Las placas son prefabricadas y pueden tener formas diversas

El espesor es pequentildeo (salvo elementos decorativos)

Trasmite muy pocas cargas en cimentacioacuten

Aunque por construirse en el exterior del terreno son muros en realidad son estructuras FLEXIBLES que se pueden deformar de modo importante

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SUELO REFORZADO ndash ldquoTIERRA ARMADArdquo

TERRAPLEacuteN COMPACTADO POR

TONGADAS

BANDAS O ESLINGAS

PLACAS O ldquoESCAMASrdquo

SUELO REFORZADO

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SUELO REFORZADO ndash ldquoTIERRA ARMADArdquo

SUELO REFORZADO

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El proyecto de un muro es un proceso iterativo Partiendo de su dimensionado se comprueba si la seguridad es suficiente

Las acciones principales a considerar son Peso propio del elemento de contencioacuten

Empuje y peso del terreno considerando el nivel freaacutetico

Empujes del agua Presioacuten intersticial subpresioacuten o de filtracioacuten

Sobrecargas sobre la estructura o sobre el terreno del trasdoacutes

Otros Siacutesmicos expansividad congelacioacuten compactacioacuten

Los movimientos del muro influyen en las construcciones o servicios de su entorno

Los estados de empuje dependen del desplazamiento EMPUJE ACTIVO El elemento de contencioacuten gira o se desplaza

hacia el exterior hasta alcanzar unas condiciones de empuje miacutenimo

EMPUJE PASIVO El elemento de contencioacuten es comprimido contra el terreno hasta alcanzar unas condiciones de maacuteximo empuje

EMPUJE EN REPOSO El elemento de contencioacuten no sufre desplazamiento ni giro

COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

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TIPOS DE EMPUJE A CONSIDERAR

EMPUJE ACTIVO

Muros de contencioacuten con cimentacioacuten superficial sobre suelos (padmlt 500 kPa)

Muros en ldquoLrdquo cimentados sobre pilotes verticales resistentes por la punta

Empuje en general superior al activo (media entre reposo y activo)

Muros en ldquoLrdquo sobre roca si el muro es suficientemente flexible puede utilizarse el empuje activo

Cualquier muro sobre pilotes flotantes o cualquier muro excepto en ldquoLrdquo sobre pilotes resistentes por la punta

EMPUJE EN REPOSO

Muros de gravedad sobre roca o sobre pilotes inclinados y verticales

Muros de soacutetano

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SE BASA EN EL MEacuteTODO DE LOS ESTADOS LIacuteMITES

ESTADOS LIacuteMITE UacuteLTIMOS

bull Estabilidad al deslizamiento

bull Estabilidad al vuelco

ndash Paso de la resultante por el nuacutecleo central de la base

bull Hundimiento de la cimentacioacuten (tema 8)

bull Caacutelculo estructural

bull Estabilidad general del conjunto (no lo veremos este curso)

ESTADOS LIacuteMITE DE SERVICIO

bull Movimientos o deformaciones que puedan causar el colapso o afectar a la apariencia o al uso eficiente de la estructura de las estructuras cercanas o de los servicios proacuteximos

bull Infiltracioacuten de agua no admisible a traveacutes o por debajo del elemento de contencioacuten

bull Afeccioacuten a la situacioacuten del agua freaacutetica en el entorno con repercusioacuten sobre edificios proacuteximos o sobre la propia obra

COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

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ESTABILIDAD AL DESLIZAMIENTO

No es preciso comprobar si los empujes horizontalesson lt 10 de la carga vertical total

Efectos desestabilizadores Empujes horizontales

Efectos estabilizadores Reaccioacuten del terreno

bull Adhesioacuten (c= 05crsquoKle005 MPa)

bull Rozamiento (f=23frsquo)

No debe considerarse el efecto favorable del Ep

Coeficiente de seguridad gR (Fd)

Se mejora

Disponiendo material granular en la base

Aumentando el empuje pasivo Ep con zarpas o inclinando la base

51

RREE

tg)REW(Bc

F

Btgc

F

FF

3w1wph

2wv

des

des

estdR

f

fg

r tgc f

e1

Ea

Eh

Ev

wRw1Ep

Rw3

Rw2

Oe3

ew2

B

e2 ew3 ew1

COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

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ESTABILIDAD AL VUELCO

En relacioacuten a un punto de giro O

Efectos estabilizadores

bull Peso W

bull Empuje pasivo pie (en muros no debe considerarse)

bull Presioacuten agua intradoacutes Rw3

Efectos desestabilizadores

bull Empuje trasdoacutes Eahellip (Eh(+) y Ev(-))

bull Empuje agua trasdoacutes Rw1

bull Subpresiones Rw2

Coeficiente de seguridad (Fv)

0290

81

M

M

M

M81901CTE

02eReRBEeE

eReEeW

M

MF

v

eR

vdstE

estbEdstEstbER

2w2w1w1wv1h

3w3w2p3

v

ev

gg

gggg

e1

Ea

Eh

Ev

wRw1Ep

Rw3

Rw2

Oe3

ew2

B

e2 ew3 ew1

COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

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PASO DE LA RESULTANTE POR EL NUacuteCLEO CENTRAL

La resultante de las acciones provoca unas presiones y deformaciones en el terreno

Se aplica la ldquoTeoriacutea del COEFICIENTE DE BALASTOrdquo

bull La presioacuten en la base de un elemento es proporcional a su asiento

p = ks s

bull Es una ley lineal

Si la cimentacioacuten es riacutegida la ley de presiones seraacute tambieacuten lineal

Bd3B

R2p

2

Vmiacuten

d3B2

B

R2p

2

Vmaacutex

B2

ppR miacutenmaacutex

V

miacutenmaacutex2

miacuten2

V ppB6

1pB

2

1dR

v

ve

R

MMd

RV

pmaacutex

pmiacuten

B RH

d

pmaacutex

pmiacuten

B

R

RH

RV

COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

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COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

PASO DE LA RESULTANTEPOR EL NUacuteCLEO CENTRAL

B3 lt d lt 2middotB3 pmiacuten gt 0

Distribucioacuten

trapezoidal

d = B3 pmiacuten = 0

Distribucioacuten triangular pmax=2 middotRvB

d lt B3 pmiacuten lt 0

Distribucioacuten triangular parcial

ldquoTracciones en la baserdquo

)Bd3(B

R2p

2

vmin

d3

R2p V

maacutex

)d3B2(B

R2p

2

vmax

d

RV

pmaacutex

pmiacuten

B3 B3 B3

B3

RV

pmaacutex pmiacuten=0

d

RV

pmaacutexldquopmiacutenlt0rdquo

v

ve

R

MMd

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COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

SEGURIDAD FRENTE AL HUNDIMIENTO

Se considera una zapata ficticia de anchura eficaz Brsquo de manera que la carga quede centrada en la misma

lsaquo rsaquo

Se tiene que cumplir que

3

qqq

B

R hund

R

hundadm

v g

d

Rv

pmaacutex pmiacuten

B2 B2

e d

Rv

B2 B2

e

Brsquo=2middotd=B-2middote

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COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

SEGURIDAD FRENTE A LA ROTURA ESTRUCTURAL

El muro como elemento estructural debe ser lo suficientemente resistente como para soportar las tensiones a las que va a estar sometido con las garantiacuteas necesarias (Instruccioacuten de Hormigoacuten Estructural EHE)

Deformacioacuten

excesiva del

alzado

Rotura por

fisuracioacuten

excesiva

Rotura por

fallo

de solape

Rotura por

esfuerzo

cortante

Rotura por

esfuerzo

rasante

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COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

ESTABILIDAD GENERAL

El conjunto del muro incluida su cimentacioacuten puede fallar mediante un mecanismo de rotura auacuten maacutes profundo que eacutestos o que no siendo tan profundo pudiera cortarlos que habraacute que comprobar

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COacuteDIGO TEacuteCNICO DE LA EDIFICACIOacuteN

COEFICIENTES DE SEGURIDAD PARCIALES

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CRITERIOS DE PREDIMENSIONADO (Jimeacutenez Salas et al 1981)

ge 20 cm

gt25 m

H3 ndash 2H3

ltH2 si Hgt10 m

H12ge30 cm

025 H le B le 04 H

(Si existen sobrecargas importantes aumentar B

hasta un 50)

H

H8-H6

c=020-030 m

025-125 m

05-125 m

H16 ndash H12

H32-H8

04 - 09 H

008-04 H

gt060 m

(CTE miacuten 08m)

Espesor de solera y alzado H12

Ancho de solera 04 - 07 H

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MEacuteTODO DE HAIRSINE

Meacutetodo para predimensionamiento

Para muros en ldquoLrdquo

Desprecia la diferencia entre el peso propio del muro y del terreno

Se obtienen ldquomrdquo y ldquobrdquo a partir de

bull ldquoFvrdquo coeficiente de seguridad al vuelco (gt2)

bull ldquojrdquo funcioacuten de la presioacuten admisible

bull

Que depende de

ldquoFdrdquo al deslizamiento (gt15)

ldquoKrdquo coeficiente de empuje

= tg base

base rozamiento tierras-muro

base = f = 23frsquo base

KFd

H

pj adm

g

mbH

bH

H

K g H

padm=j g H

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MEacuteTODO DE HAIRSINE

Procedimiento

Cada variable define una curva un graacutefico m ndash bk

La zona comuacuten sobre dichas curvas es la vaacutelida

Si se elige un punto en esa zona se asegura

bull La estabilidad al vuelco a traveacutes de Fv

bull La estabilidad al deslizamiento mediante

bull La carga admisible del cimiento por j

Mientras maacutes bajo esteacute el punto maacutes econoacutemico es el muro (menores dimensiones)

Es posible imponer distribucioacuten triangular de presiones en el terreno (resultante en nuacutecleo central)

El manejo se simplifica mediante un nomograma en el que se recogen familias de curvas para distintos valores de cada variable

KFd

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000

020

040

060

080

100

120

140

160

180

200

0 02 04 06 08 1

a

(bK

)12

2

v

m13

F

K

b

2m3m41j

1

K

b

m12

KF

K

b d

ZONA DE

VALIDEZ

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MEacuteTODO DE HAIRSINE(Jimeacutenez Salas et al 1981)

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MEacuteTODO DE HAIRSINE

CONSTRUCCIOacuteN DE LAS CURVAS DE HAIRSINE (I) Para mayor precisioacuten es posible construir las tres curvas de cada problema

Estabilidad al vuelco

Presiones en la base seguacuten la distribucioacuten sea

bull Trapezoidal

bull Triangular

bull Triangular parcial

2

v

m13

F

K

b

2m3m41j

1

K

b

2m3m2j

1

K

b

2m314j3

1

K

b

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MEacuteTODO DE HAIRSINE

CONSTRUCCIOacuteN DE LAS CURVAS DE HAIRSINE (II)

Estabilidad al deslizamiento

Friccioacuten = tg base con base = f = 23frsquo base

Adhesioacuten a = c= 05c

bull En terreno sin cohesioacuten soacutelo FRICCIOacuteN

bull En terrenos sin friccioacuten soacutelo ADHESIOacuteN

bull En terrenos con ADHESIOacuteN Y FRICCIOacuteN

m12

KF

K

b d

Ha2

KF

K

b d g

g

H

am12

KF

K

b d

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MEacuteTODO DE HAIRSINE

Permite incorporar SOBRECARGA UNIFORME (q)

Meacutetodo 1 Vaacutelido solamente si la sobrecarga es pequentildea tal que H0=q lt02 H Se adopta una altura ficticia H=H+H0

Meacutetodo 2 Vaacutelido para cualquier sobrecarga se emplean los siguientes paraacutemetros

bull En terrenos con ADHESIOacuteN Y FRICCIOacuteN

bull En terrenos soacutelo con ADHESIOacuteN

Hq1

Hq31

KK

g

g

Hq31

Hq21

FF dd

g

g

Hq

pj a

g

d KF

KFHq

aa

d

g

am12

1

K

b

gg

H

q1H

a2

KF

K

b d

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

MEacuteTODO DE HAIRSINE

EJEMPLO

Datos H = 3 m

g = 18 kNm3

K = 13

= 060

Fd gt 15

Fv gt 20

Pmaacutex = 27 kpa

Variables del meacutetodo

Resultados Base b = bh = 067 30 = 20 m

Puntera mbh = 048 20 = 096 m

8403151

60

KFd

50318

27H

pj adm

g 67031171b171

K

b

480m

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TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

MUROS EN L

Las tres meacutensulas en alzado puntera y taloacuten se calcularaacuten como empotradas en su arranque

El alzado se comprueba con el empuje de Rankine

La puntera y taloacuten bajo las cargas gravitatorias la reaccioacuten del terreno y la subpresioacuten del agua

Se suelen mantener las armaduras de las secciones criacuteticas (salvo muros muy altos)

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MUROS DE CONTRAFUERTES

Las placas verticales entre contrafuertes o las horizontales en el taloacuten pueden calcularse como placas empotradas en tres lados

Los contrafuertes en trasdoacutes se dimensionan para las tracciones correspondientes a los empujes sobre la placa vertical

La puntera se calcula como un voladizo

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MUROS DE SOacuteTANO

Estaacuten arriostrados por los forjados y trabajan como placas apoyadas o empotradas

Se suelen calcular para el empuje en reposo

Hay que antildeadir como acciones la solicitacioacuten de los forjados intermedios y la compresioacuten de los soportes

Una parte importante de los empujes horizontales se equilibran contra los forjados y solera

La reaccioacuten de los forjados sobre el muro es una variable maacutes en los caacutelculos

Suele hacerse la hipoacutetesis simplificada de considerar un reparto uniforme de presiones bajo el cimiento

El caacutelculo estructural para dos o maacutes niveles de forjado se puede asimilar a una viga continua

Se suele considerar el muro indefinido en direccioacuten longitudinal

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MUROS DE SOacuteTANO Acciones

Empujes

Sobrecarga E1 = Ko∙q∙H a frac12 H

Peso tierras E2 = frac12 Ko∙g∙H2 a 13 H

Cargas verticales

Axil de pilares N

Pesos Nm Nt Nc

Empujes de forjados o suelo T1 T2

Ecuaciones (Incoacutegnitas Rv T1 T2) Equilibrio de fuerzas

Rv = N

T1+ T2 = E1+ E2

Momentos sobre centro de la base

T1 ∙ H = Ei ∙ei+ Nj ∙ ej

Los ej son positivos si estaacuten a la

derecha de la vertical que pasa por Rv

Comprobaciones Hundimiento Rv B lt padm

Deslizamiento T2 lt (Rv ∙ tg+c ∙B) Fd

qN

T1

E1

E2

Nm

Nc

H

B

Nt

T2

Rv

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RELLENO DEL TRASDOacuteS

La seleccioacuten del relleno en trasdoacutes

Debe considerar la influencia del agua hinchamiento

Dentro de los muros que han experimentado este movimiento haytres veces maacutes con relleno arcilloso que con relleno arenoso

Los rellenos arcillosos provocan movimientos progresivos del muro

bull Originan empujes principalmente por las variaciones estacionales de volumen con el grado de humedad

bull En la estacioacuten seca retraen y aparecen grietas de traccioacuten por las que penetra el agua en la estacioacuten huacutemeda

bull El aumento de volumen va provocandoun movimiento progresivo hacia delante

Lo ideal son suelos GP GW SP SW (lt 5 limos o arcillas)

Bastariacutea con una cuntildea en el trasdoacutes (60ordm inclinacioacuten)

Los rellenos deben ser compactados pero no en exceso

RELLENO GRANULAR

60ordm

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DRENAJE DEL TRASDOacuteS

Los empujes pueden triplicarse si no hay un sistema de drenaje o eacuteste no funciona bien Un 33 de los accidentes ocurridos en muros riacutegidos han sido por ausencia o fallo del sistema de drenaje

El control de las presiones del agua en el trasdoacutes se consigue con sistemas adecuados de drenaje Drenes verticales (material granular hormigoacuten poroso)

en toda la altura del muro o parte de ella

Laacuteminas drenantes

Drenes inclinados

Tapices drenantes horizontales a uno o varios niveles

Drenes horizontales a traveacutes del relleno

Drenes longitudinales en la base o talud del relleno

Mechinales en contacto directo con el relleno

Consideraciones generales El mejor sistema consiste en una cuntildea de relleno

granular filtrante

Todos los sistemas deben tener faacutecil evacuacioacuten del agua evitando su acumulacioacuten en el trasdoacutes

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DRENAJE DEL TRASDOacuteS

ESQUEMAS DE DRENAJE

40-50 litros de grava gruesa

15 m

Cuneta para evacuacioacuten de vertidos

Material granular de

relleno

Material arcilloso de impermeabilizacioacuten

Cuneta

60ordm

Dren de grava de

20-30 cm o panel de hormigoacuten sin finos

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CONSTRUCCIOacuteN

Seguacuten del Documento Baacutesico HS Salubridad del Coacutedigo Teacutecnico de la Edificacioacuten el grado de impermeabilidad exigible a los muros en contacto depende de

La presencia de agua Seguacuten la posicioacuten relativa de la cara del suelo en contacto con el terreno y el nivel freaacutetico

bull Baja La cara inferior del suelo estaacute sobre el nivel freaacutetico

bull Media La cara inferior del suelo estaacute a la misma profundidad que el nivel freaacutetico o a menos de dos metros por debajo

bull Alta La cara inferior del suelo estaacute ge 2 m bajo el nivel freaacutetico

El coeficiente de permeabilidad del terreno

El grado de impermeabilidad seraacute entonces

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CONSTRUCCIOacuteN

Soluciones constructivas para muros (CTE DB S)

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CONSTRUCCIOacuteN

C) CONSTITUCIOacuteN DEL MURO

C1 Hormigoacuten hidroacutefugo

C2 Hormigoacuten de consistencia fluida

C3 Muro de faacutebrica Bloquesladrillos hidrofugados y mortero hidroacutefugo

I) IMPERMEABILIZACIOacuteN

I1 Laacutemina impermeabilizante o aplicacioacuten de productos liacutequidos (poliacutemeros acriacutelicos caucho acriacutelico resinas o polieacutester)

bull En los muros pantalla basta con los lodos bentoniacuteticos

bull Con laacutemina interior debe ser adherida

bull Si es exterior capa antipunzonamiento en caras no adheridas

bull Con laacutemina drenante no precisa antipunzonamiento exterior

bull Con aplicaciones liacutequidas colocar una capa protectora exterior (geotextil o mortero reforzado) salvo que haya capa drenante

I2 Pintura impermeabilizante

I3 Muros de faacutebrica Recubrir interiormente con revestimiento hidroacutefugo (mortero hidroacutefugo cartoacuten-yeso sin yeso higroscoacutepico)

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CONSTRUCCIOacuteN

D) DRENAJE Y EVACUACIOacuteN

D1 Capa drenante y capa filtrante entre el muro y el terreno

bull La capa drenante puede ser una laacutemina grava bloques de arcilla porosos etc

bull Si es una laacutemina debe cerrarse el remate superior de la laacutemina

D2 Pozo drenante de al menos 070 m de diaacutemetro cada 50 m como maacuteximo con capa filtrante y dos bombas de achique para evacuacioacuten

D3 Tubo drenante en el arranque del muro conectado a un sistema de evacuacioacuten

D4 Canaletas de recogida de agua en la caacutemara del muro conectadas a una red de evacuacioacuten

D5 Red de evacuacioacuten del agua de lluvia en la cubierta y del terreno conectada a sistema de evacuacioacuten

V) VENTILACIOacuteN DE LA CAacuteMARA

V1 Aberturas de ventilacioacuten en el arranque y la coronacioacuten de la hoja interior y ventilarse el local al que se abren dichas aberturas

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CONSTRUCCIOacuteN

La excavacioacuten del cimiento debe efectuarse con cuidado para no alterar las caracteriacutesticas geoteacutecnicas del suelo

Las excavaciones provisionales o definitivas deben hacerse de modo que se eviten movimientos en las tierras especialmente en el caso de muros por bataches

En el caso de suelos permeables que requieran agotamiento del agua para realizar las excavaciones eacuteste se mantendraacute durante toda la duracioacuten de los trabajos

El agotamiento debe realizarse de tal forma que no comprometa la estabilidad de los taludes o de las obras vecinas

Las juntas de hormigonado y los procesos de hormigonado vibrado y curado se efectuaraacuten con los criterios definidos en la Instruccioacuten EHE

Page 9: TEMA 03 - ESTRUCTURAS DE CONTENCIÓN RÍGIDAS

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ESTRUCTURAS RIacuteGIDAS

MUROS ALIGERADOS

Se elimina material donde contribuye poco a la estabilidad

El peso de las tierras contribuye a la estabilidad

Se aumenta la inercia sin incrementar el material

Soportan importantes tracciones por lo que necesitan estar armados

Los contrafuertes en el intradoacutes pueden ser antiesteacuteticos o antifuncionales

Los contrafuertes en el trasdoacutes trabajan a traccioacuten

E

Wm

Wt

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ESTRUCTURAS RIacuteGIDAS

MUROS ANCLADOS POR BATACHES

Para terrenos sin agua

Se excava progresivamente y se hormigonan paneles de 33 m solapando entre siacute las armaduras

Se anclan una vez endurecido el hormigoacuten

bull Se ejecuta un taladro entubado con una sonda

bull Se colocan armaduras

bull Se inyecta el extremo creando un ldquobulbordquo

bull Se tesan las armaduras

bull Se rellena el taladro

BulboCuntildea Perforacioacuten

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ESTRUCTURAS RIacuteGIDAS

MUROS ARRIOSTRADOS

Los muros de soacutetano se arriostran con los forjados con frecuencia antes de trasdosar el muro

No tienen problema de vuelco ni deslizamiento

Generalmente tienen forma de cajones cerrados

Estaacuten sometidos tambieacuten a acciones de la estructura

bull Cargas procedentes de forjados

bull Cargas de los soportes o muros que nacen de su cuacutespide

bull Fuerzas de arriostramiento transversal

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SUELO REFORZADO

SUELO REFORZADO Consiste en reforzar un terrapleacuten con un conjunto de

bull Placas que actuacutean de panel de muro o revestimiento (ldquopielrdquo)

bull Bandas fijadas a las placas que se imbrican con el relleno (ldquoarmadurasrdquo) pueden ser metaacutelicas de fibra textiles etc

bull Un relleno que contribuye a la estabilidad

La primera fue ldquoTIERRA ARMADArdquo (patentada) compuesta por

bull Placas de hormigoacuten armado de unos 75 cm de altura

bull Eslingas metaacutelicas de ancho 4-12 cm y espesor 2-4 mm

La resistencia se basa en el rozamiento terreno-banda

Hay que evitar la corrosioacuten y alteracioacuten de las bandas

El relleno debe ser de calidad para asegurarlo (lt 15 finos)

Las placas son prefabricadas y pueden tener formas diversas

El espesor es pequentildeo (salvo elementos decorativos)

Trasmite muy pocas cargas en cimentacioacuten

Aunque por construirse en el exterior del terreno son muros en realidad son estructuras FLEXIBLES que se pueden deformar de modo importante

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SUELO REFORZADO ndash ldquoTIERRA ARMADArdquo

TERRAPLEacuteN COMPACTADO POR

TONGADAS

BANDAS O ESLINGAS

PLACAS O ldquoESCAMASrdquo

SUELO REFORZADO

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SUELO REFORZADO ndash ldquoTIERRA ARMADArdquo

SUELO REFORZADO

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El proyecto de un muro es un proceso iterativo Partiendo de su dimensionado se comprueba si la seguridad es suficiente

Las acciones principales a considerar son Peso propio del elemento de contencioacuten

Empuje y peso del terreno considerando el nivel freaacutetico

Empujes del agua Presioacuten intersticial subpresioacuten o de filtracioacuten

Sobrecargas sobre la estructura o sobre el terreno del trasdoacutes

Otros Siacutesmicos expansividad congelacioacuten compactacioacuten

Los movimientos del muro influyen en las construcciones o servicios de su entorno

Los estados de empuje dependen del desplazamiento EMPUJE ACTIVO El elemento de contencioacuten gira o se desplaza

hacia el exterior hasta alcanzar unas condiciones de empuje miacutenimo

EMPUJE PASIVO El elemento de contencioacuten es comprimido contra el terreno hasta alcanzar unas condiciones de maacuteximo empuje

EMPUJE EN REPOSO El elemento de contencioacuten no sufre desplazamiento ni giro

COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

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TIPOS DE EMPUJE A CONSIDERAR

EMPUJE ACTIVO

Muros de contencioacuten con cimentacioacuten superficial sobre suelos (padmlt 500 kPa)

Muros en ldquoLrdquo cimentados sobre pilotes verticales resistentes por la punta

Empuje en general superior al activo (media entre reposo y activo)

Muros en ldquoLrdquo sobre roca si el muro es suficientemente flexible puede utilizarse el empuje activo

Cualquier muro sobre pilotes flotantes o cualquier muro excepto en ldquoLrdquo sobre pilotes resistentes por la punta

EMPUJE EN REPOSO

Muros de gravedad sobre roca o sobre pilotes inclinados y verticales

Muros de soacutetano

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SE BASA EN EL MEacuteTODO DE LOS ESTADOS LIacuteMITES

ESTADOS LIacuteMITE UacuteLTIMOS

bull Estabilidad al deslizamiento

bull Estabilidad al vuelco

ndash Paso de la resultante por el nuacutecleo central de la base

bull Hundimiento de la cimentacioacuten (tema 8)

bull Caacutelculo estructural

bull Estabilidad general del conjunto (no lo veremos este curso)

ESTADOS LIacuteMITE DE SERVICIO

bull Movimientos o deformaciones que puedan causar el colapso o afectar a la apariencia o al uso eficiente de la estructura de las estructuras cercanas o de los servicios proacuteximos

bull Infiltracioacuten de agua no admisible a traveacutes o por debajo del elemento de contencioacuten

bull Afeccioacuten a la situacioacuten del agua freaacutetica en el entorno con repercusioacuten sobre edificios proacuteximos o sobre la propia obra

COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

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ESTABILIDAD AL DESLIZAMIENTO

No es preciso comprobar si los empujes horizontalesson lt 10 de la carga vertical total

Efectos desestabilizadores Empujes horizontales

Efectos estabilizadores Reaccioacuten del terreno

bull Adhesioacuten (c= 05crsquoKle005 MPa)

bull Rozamiento (f=23frsquo)

No debe considerarse el efecto favorable del Ep

Coeficiente de seguridad gR (Fd)

Se mejora

Disponiendo material granular en la base

Aumentando el empuje pasivo Ep con zarpas o inclinando la base

51

RREE

tg)REW(Bc

F

Btgc

F

FF

3w1wph

2wv

des

des

estdR

f

fg

r tgc f

e1

Ea

Eh

Ev

wRw1Ep

Rw3

Rw2

Oe3

ew2

B

e2 ew3 ew1

COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

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ESTABILIDAD AL VUELCO

En relacioacuten a un punto de giro O

Efectos estabilizadores

bull Peso W

bull Empuje pasivo pie (en muros no debe considerarse)

bull Presioacuten agua intradoacutes Rw3

Efectos desestabilizadores

bull Empuje trasdoacutes Eahellip (Eh(+) y Ev(-))

bull Empuje agua trasdoacutes Rw1

bull Subpresiones Rw2

Coeficiente de seguridad (Fv)

0290

81

M

M

M

M81901CTE

02eReRBEeE

eReEeW

M

MF

v

eR

vdstE

estbEdstEstbER

2w2w1w1wv1h

3w3w2p3

v

ev

gg

gggg

e1

Ea

Eh

Ev

wRw1Ep

Rw3

Rw2

Oe3

ew2

B

e2 ew3 ew1

COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

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PASO DE LA RESULTANTE POR EL NUacuteCLEO CENTRAL

La resultante de las acciones provoca unas presiones y deformaciones en el terreno

Se aplica la ldquoTeoriacutea del COEFICIENTE DE BALASTOrdquo

bull La presioacuten en la base de un elemento es proporcional a su asiento

p = ks s

bull Es una ley lineal

Si la cimentacioacuten es riacutegida la ley de presiones seraacute tambieacuten lineal

Bd3B

R2p

2

Vmiacuten

d3B2

B

R2p

2

Vmaacutex

B2

ppR miacutenmaacutex

V

miacutenmaacutex2

miacuten2

V ppB6

1pB

2

1dR

v

ve

R

MMd

RV

pmaacutex

pmiacuten

B RH

d

pmaacutex

pmiacuten

B

R

RH

RV

COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

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COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

PASO DE LA RESULTANTEPOR EL NUacuteCLEO CENTRAL

B3 lt d lt 2middotB3 pmiacuten gt 0

Distribucioacuten

trapezoidal

d = B3 pmiacuten = 0

Distribucioacuten triangular pmax=2 middotRvB

d lt B3 pmiacuten lt 0

Distribucioacuten triangular parcial

ldquoTracciones en la baserdquo

)Bd3(B

R2p

2

vmin

d3

R2p V

maacutex

)d3B2(B

R2p

2

vmax

d

RV

pmaacutex

pmiacuten

B3 B3 B3

B3

RV

pmaacutex pmiacuten=0

d

RV

pmaacutexldquopmiacutenlt0rdquo

v

ve

R

MMd

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COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

SEGURIDAD FRENTE AL HUNDIMIENTO

Se considera una zapata ficticia de anchura eficaz Brsquo de manera que la carga quede centrada en la misma

lsaquo rsaquo

Se tiene que cumplir que

3

qqq

B

R hund

R

hundadm

v g

d

Rv

pmaacutex pmiacuten

B2 B2

e d

Rv

B2 B2

e

Brsquo=2middotd=B-2middote

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COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

SEGURIDAD FRENTE A LA ROTURA ESTRUCTURAL

El muro como elemento estructural debe ser lo suficientemente resistente como para soportar las tensiones a las que va a estar sometido con las garantiacuteas necesarias (Instruccioacuten de Hormigoacuten Estructural EHE)

Deformacioacuten

excesiva del

alzado

Rotura por

fisuracioacuten

excesiva

Rotura por

fallo

de solape

Rotura por

esfuerzo

cortante

Rotura por

esfuerzo

rasante

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COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

ESTABILIDAD GENERAL

El conjunto del muro incluida su cimentacioacuten puede fallar mediante un mecanismo de rotura auacuten maacutes profundo que eacutestos o que no siendo tan profundo pudiera cortarlos que habraacute que comprobar

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COacuteDIGO TEacuteCNICO DE LA EDIFICACIOacuteN

COEFICIENTES DE SEGURIDAD PARCIALES

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

CRITERIOS DE PREDIMENSIONADO (Jimeacutenez Salas et al 1981)

ge 20 cm

gt25 m

H3 ndash 2H3

ltH2 si Hgt10 m

H12ge30 cm

025 H le B le 04 H

(Si existen sobrecargas importantes aumentar B

hasta un 50)

H

H8-H6

c=020-030 m

025-125 m

05-125 m

H16 ndash H12

H32-H8

04 - 09 H

008-04 H

gt060 m

(CTE miacuten 08m)

Espesor de solera y alzado H12

Ancho de solera 04 - 07 H

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MEacuteTODO DE HAIRSINE

Meacutetodo para predimensionamiento

Para muros en ldquoLrdquo

Desprecia la diferencia entre el peso propio del muro y del terreno

Se obtienen ldquomrdquo y ldquobrdquo a partir de

bull ldquoFvrdquo coeficiente de seguridad al vuelco (gt2)

bull ldquojrdquo funcioacuten de la presioacuten admisible

bull

Que depende de

ldquoFdrdquo al deslizamiento (gt15)

ldquoKrdquo coeficiente de empuje

= tg base

base rozamiento tierras-muro

base = f = 23frsquo base

KFd

H

pj adm

g

mbH

bH

H

K g H

padm=j g H

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MEacuteTODO DE HAIRSINE

Procedimiento

Cada variable define una curva un graacutefico m ndash bk

La zona comuacuten sobre dichas curvas es la vaacutelida

Si se elige un punto en esa zona se asegura

bull La estabilidad al vuelco a traveacutes de Fv

bull La estabilidad al deslizamiento mediante

bull La carga admisible del cimiento por j

Mientras maacutes bajo esteacute el punto maacutes econoacutemico es el muro (menores dimensiones)

Es posible imponer distribucioacuten triangular de presiones en el terreno (resultante en nuacutecleo central)

El manejo se simplifica mediante un nomograma en el que se recogen familias de curvas para distintos valores de cada variable

KFd

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

000

020

040

060

080

100

120

140

160

180

200

0 02 04 06 08 1

a

(bK

)12

2

v

m13

F

K

b

2m3m41j

1

K

b

m12

KF

K

b d

ZONA DE

VALIDEZ

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

MEacuteTODO DE HAIRSINE(Jimeacutenez Salas et al 1981)

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

MEacuteTODO DE HAIRSINE

CONSTRUCCIOacuteN DE LAS CURVAS DE HAIRSINE (I) Para mayor precisioacuten es posible construir las tres curvas de cada problema

Estabilidad al vuelco

Presiones en la base seguacuten la distribucioacuten sea

bull Trapezoidal

bull Triangular

bull Triangular parcial

2

v

m13

F

K

b

2m3m41j

1

K

b

2m3m2j

1

K

b

2m314j3

1

K

b

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MEacuteTODO DE HAIRSINE

CONSTRUCCIOacuteN DE LAS CURVAS DE HAIRSINE (II)

Estabilidad al deslizamiento

Friccioacuten = tg base con base = f = 23frsquo base

Adhesioacuten a = c= 05c

bull En terreno sin cohesioacuten soacutelo FRICCIOacuteN

bull En terrenos sin friccioacuten soacutelo ADHESIOacuteN

bull En terrenos con ADHESIOacuteN Y FRICCIOacuteN

m12

KF

K

b d

Ha2

KF

K

b d g

g

H

am12

KF

K

b d

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MEacuteTODO DE HAIRSINE

Permite incorporar SOBRECARGA UNIFORME (q)

Meacutetodo 1 Vaacutelido solamente si la sobrecarga es pequentildea tal que H0=q lt02 H Se adopta una altura ficticia H=H+H0

Meacutetodo 2 Vaacutelido para cualquier sobrecarga se emplean los siguientes paraacutemetros

bull En terrenos con ADHESIOacuteN Y FRICCIOacuteN

bull En terrenos soacutelo con ADHESIOacuteN

Hq1

Hq31

KK

g

g

Hq31

Hq21

FF dd

g

g

Hq

pj a

g

d KF

KFHq

aa

d

g

am12

1

K

b

gg

H

q1H

a2

KF

K

b d

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MEacuteTODO DE HAIRSINE

EJEMPLO

Datos H = 3 m

g = 18 kNm3

K = 13

= 060

Fd gt 15

Fv gt 20

Pmaacutex = 27 kpa

Variables del meacutetodo

Resultados Base b = bh = 067 30 = 20 m

Puntera mbh = 048 20 = 096 m

8403151

60

KFd

50318

27H

pj adm

g 67031171b171

K

b

480m

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TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

MUROS EN L

Las tres meacutensulas en alzado puntera y taloacuten se calcularaacuten como empotradas en su arranque

El alzado se comprueba con el empuje de Rankine

La puntera y taloacuten bajo las cargas gravitatorias la reaccioacuten del terreno y la subpresioacuten del agua

Se suelen mantener las armaduras de las secciones criacuteticas (salvo muros muy altos)

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MUROS DE CONTRAFUERTES

Las placas verticales entre contrafuertes o las horizontales en el taloacuten pueden calcularse como placas empotradas en tres lados

Los contrafuertes en trasdoacutes se dimensionan para las tracciones correspondientes a los empujes sobre la placa vertical

La puntera se calcula como un voladizo

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MUROS DE SOacuteTANO

Estaacuten arriostrados por los forjados y trabajan como placas apoyadas o empotradas

Se suelen calcular para el empuje en reposo

Hay que antildeadir como acciones la solicitacioacuten de los forjados intermedios y la compresioacuten de los soportes

Una parte importante de los empujes horizontales se equilibran contra los forjados y solera

La reaccioacuten de los forjados sobre el muro es una variable maacutes en los caacutelculos

Suele hacerse la hipoacutetesis simplificada de considerar un reparto uniforme de presiones bajo el cimiento

El caacutelculo estructural para dos o maacutes niveles de forjado se puede asimilar a una viga continua

Se suele considerar el muro indefinido en direccioacuten longitudinal

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MUROS DE SOacuteTANO Acciones

Empujes

Sobrecarga E1 = Ko∙q∙H a frac12 H

Peso tierras E2 = frac12 Ko∙g∙H2 a 13 H

Cargas verticales

Axil de pilares N

Pesos Nm Nt Nc

Empujes de forjados o suelo T1 T2

Ecuaciones (Incoacutegnitas Rv T1 T2) Equilibrio de fuerzas

Rv = N

T1+ T2 = E1+ E2

Momentos sobre centro de la base

T1 ∙ H = Ei ∙ei+ Nj ∙ ej

Los ej son positivos si estaacuten a la

derecha de la vertical que pasa por Rv

Comprobaciones Hundimiento Rv B lt padm

Deslizamiento T2 lt (Rv ∙ tg+c ∙B) Fd

qN

T1

E1

E2

Nm

Nc

H

B

Nt

T2

Rv

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RELLENO DEL TRASDOacuteS

La seleccioacuten del relleno en trasdoacutes

Debe considerar la influencia del agua hinchamiento

Dentro de los muros que han experimentado este movimiento haytres veces maacutes con relleno arcilloso que con relleno arenoso

Los rellenos arcillosos provocan movimientos progresivos del muro

bull Originan empujes principalmente por las variaciones estacionales de volumen con el grado de humedad

bull En la estacioacuten seca retraen y aparecen grietas de traccioacuten por las que penetra el agua en la estacioacuten huacutemeda

bull El aumento de volumen va provocandoun movimiento progresivo hacia delante

Lo ideal son suelos GP GW SP SW (lt 5 limos o arcillas)

Bastariacutea con una cuntildea en el trasdoacutes (60ordm inclinacioacuten)

Los rellenos deben ser compactados pero no en exceso

RELLENO GRANULAR

60ordm

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DRENAJE DEL TRASDOacuteS

Los empujes pueden triplicarse si no hay un sistema de drenaje o eacuteste no funciona bien Un 33 de los accidentes ocurridos en muros riacutegidos han sido por ausencia o fallo del sistema de drenaje

El control de las presiones del agua en el trasdoacutes se consigue con sistemas adecuados de drenaje Drenes verticales (material granular hormigoacuten poroso)

en toda la altura del muro o parte de ella

Laacuteminas drenantes

Drenes inclinados

Tapices drenantes horizontales a uno o varios niveles

Drenes horizontales a traveacutes del relleno

Drenes longitudinales en la base o talud del relleno

Mechinales en contacto directo con el relleno

Consideraciones generales El mejor sistema consiste en una cuntildea de relleno

granular filtrante

Todos los sistemas deben tener faacutecil evacuacioacuten del agua evitando su acumulacioacuten en el trasdoacutes

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DRENAJE DEL TRASDOacuteS

ESQUEMAS DE DRENAJE

40-50 litros de grava gruesa

15 m

Cuneta para evacuacioacuten de vertidos

Material granular de

relleno

Material arcilloso de impermeabilizacioacuten

Cuneta

60ordm

Dren de grava de

20-30 cm o panel de hormigoacuten sin finos

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CONSTRUCCIOacuteN

Seguacuten del Documento Baacutesico HS Salubridad del Coacutedigo Teacutecnico de la Edificacioacuten el grado de impermeabilidad exigible a los muros en contacto depende de

La presencia de agua Seguacuten la posicioacuten relativa de la cara del suelo en contacto con el terreno y el nivel freaacutetico

bull Baja La cara inferior del suelo estaacute sobre el nivel freaacutetico

bull Media La cara inferior del suelo estaacute a la misma profundidad que el nivel freaacutetico o a menos de dos metros por debajo

bull Alta La cara inferior del suelo estaacute ge 2 m bajo el nivel freaacutetico

El coeficiente de permeabilidad del terreno

El grado de impermeabilidad seraacute entonces

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CONSTRUCCIOacuteN

Soluciones constructivas para muros (CTE DB S)

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CONSTRUCCIOacuteN

C) CONSTITUCIOacuteN DEL MURO

C1 Hormigoacuten hidroacutefugo

C2 Hormigoacuten de consistencia fluida

C3 Muro de faacutebrica Bloquesladrillos hidrofugados y mortero hidroacutefugo

I) IMPERMEABILIZACIOacuteN

I1 Laacutemina impermeabilizante o aplicacioacuten de productos liacutequidos (poliacutemeros acriacutelicos caucho acriacutelico resinas o polieacutester)

bull En los muros pantalla basta con los lodos bentoniacuteticos

bull Con laacutemina interior debe ser adherida

bull Si es exterior capa antipunzonamiento en caras no adheridas

bull Con laacutemina drenante no precisa antipunzonamiento exterior

bull Con aplicaciones liacutequidas colocar una capa protectora exterior (geotextil o mortero reforzado) salvo que haya capa drenante

I2 Pintura impermeabilizante

I3 Muros de faacutebrica Recubrir interiormente con revestimiento hidroacutefugo (mortero hidroacutefugo cartoacuten-yeso sin yeso higroscoacutepico)

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CONSTRUCCIOacuteN

D) DRENAJE Y EVACUACIOacuteN

D1 Capa drenante y capa filtrante entre el muro y el terreno

bull La capa drenante puede ser una laacutemina grava bloques de arcilla porosos etc

bull Si es una laacutemina debe cerrarse el remate superior de la laacutemina

D2 Pozo drenante de al menos 070 m de diaacutemetro cada 50 m como maacuteximo con capa filtrante y dos bombas de achique para evacuacioacuten

D3 Tubo drenante en el arranque del muro conectado a un sistema de evacuacioacuten

D4 Canaletas de recogida de agua en la caacutemara del muro conectadas a una red de evacuacioacuten

D5 Red de evacuacioacuten del agua de lluvia en la cubierta y del terreno conectada a sistema de evacuacioacuten

V) VENTILACIOacuteN DE LA CAacuteMARA

V1 Aberturas de ventilacioacuten en el arranque y la coronacioacuten de la hoja interior y ventilarse el local al que se abren dichas aberturas

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CONSTRUCCIOacuteN

La excavacioacuten del cimiento debe efectuarse con cuidado para no alterar las caracteriacutesticas geoteacutecnicas del suelo

Las excavaciones provisionales o definitivas deben hacerse de modo que se eviten movimientos en las tierras especialmente en el caso de muros por bataches

En el caso de suelos permeables que requieran agotamiento del agua para realizar las excavaciones eacuteste se mantendraacute durante toda la duracioacuten de los trabajos

El agotamiento debe realizarse de tal forma que no comprometa la estabilidad de los taludes o de las obras vecinas

Las juntas de hormigonado y los procesos de hormigonado vibrado y curado se efectuaraacuten con los criterios definidos en la Instruccioacuten EHE

Page 10: TEMA 03 - ESTRUCTURAS DE CONTENCIÓN RÍGIDAS

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ESTRUCTURAS RIacuteGIDAS

MUROS ANCLADOS POR BATACHES

Para terrenos sin agua

Se excava progresivamente y se hormigonan paneles de 33 m solapando entre siacute las armaduras

Se anclan una vez endurecido el hormigoacuten

bull Se ejecuta un taladro entubado con una sonda

bull Se colocan armaduras

bull Se inyecta el extremo creando un ldquobulbordquo

bull Se tesan las armaduras

bull Se rellena el taladro

BulboCuntildea Perforacioacuten

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ESTRUCTURAS RIacuteGIDAS

MUROS ARRIOSTRADOS

Los muros de soacutetano se arriostran con los forjados con frecuencia antes de trasdosar el muro

No tienen problema de vuelco ni deslizamiento

Generalmente tienen forma de cajones cerrados

Estaacuten sometidos tambieacuten a acciones de la estructura

bull Cargas procedentes de forjados

bull Cargas de los soportes o muros que nacen de su cuacutespide

bull Fuerzas de arriostramiento transversal

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SUELO REFORZADO

SUELO REFORZADO Consiste en reforzar un terrapleacuten con un conjunto de

bull Placas que actuacutean de panel de muro o revestimiento (ldquopielrdquo)

bull Bandas fijadas a las placas que se imbrican con el relleno (ldquoarmadurasrdquo) pueden ser metaacutelicas de fibra textiles etc

bull Un relleno que contribuye a la estabilidad

La primera fue ldquoTIERRA ARMADArdquo (patentada) compuesta por

bull Placas de hormigoacuten armado de unos 75 cm de altura

bull Eslingas metaacutelicas de ancho 4-12 cm y espesor 2-4 mm

La resistencia se basa en el rozamiento terreno-banda

Hay que evitar la corrosioacuten y alteracioacuten de las bandas

El relleno debe ser de calidad para asegurarlo (lt 15 finos)

Las placas son prefabricadas y pueden tener formas diversas

El espesor es pequentildeo (salvo elementos decorativos)

Trasmite muy pocas cargas en cimentacioacuten

Aunque por construirse en el exterior del terreno son muros en realidad son estructuras FLEXIBLES que se pueden deformar de modo importante

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SUELO REFORZADO ndash ldquoTIERRA ARMADArdquo

TERRAPLEacuteN COMPACTADO POR

TONGADAS

BANDAS O ESLINGAS

PLACAS O ldquoESCAMASrdquo

SUELO REFORZADO

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SUELO REFORZADO ndash ldquoTIERRA ARMADArdquo

SUELO REFORZADO

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El proyecto de un muro es un proceso iterativo Partiendo de su dimensionado se comprueba si la seguridad es suficiente

Las acciones principales a considerar son Peso propio del elemento de contencioacuten

Empuje y peso del terreno considerando el nivel freaacutetico

Empujes del agua Presioacuten intersticial subpresioacuten o de filtracioacuten

Sobrecargas sobre la estructura o sobre el terreno del trasdoacutes

Otros Siacutesmicos expansividad congelacioacuten compactacioacuten

Los movimientos del muro influyen en las construcciones o servicios de su entorno

Los estados de empuje dependen del desplazamiento EMPUJE ACTIVO El elemento de contencioacuten gira o se desplaza

hacia el exterior hasta alcanzar unas condiciones de empuje miacutenimo

EMPUJE PASIVO El elemento de contencioacuten es comprimido contra el terreno hasta alcanzar unas condiciones de maacuteximo empuje

EMPUJE EN REPOSO El elemento de contencioacuten no sufre desplazamiento ni giro

COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

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TIPOS DE EMPUJE A CONSIDERAR

EMPUJE ACTIVO

Muros de contencioacuten con cimentacioacuten superficial sobre suelos (padmlt 500 kPa)

Muros en ldquoLrdquo cimentados sobre pilotes verticales resistentes por la punta

Empuje en general superior al activo (media entre reposo y activo)

Muros en ldquoLrdquo sobre roca si el muro es suficientemente flexible puede utilizarse el empuje activo

Cualquier muro sobre pilotes flotantes o cualquier muro excepto en ldquoLrdquo sobre pilotes resistentes por la punta

EMPUJE EN REPOSO

Muros de gravedad sobre roca o sobre pilotes inclinados y verticales

Muros de soacutetano

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SE BASA EN EL MEacuteTODO DE LOS ESTADOS LIacuteMITES

ESTADOS LIacuteMITE UacuteLTIMOS

bull Estabilidad al deslizamiento

bull Estabilidad al vuelco

ndash Paso de la resultante por el nuacutecleo central de la base

bull Hundimiento de la cimentacioacuten (tema 8)

bull Caacutelculo estructural

bull Estabilidad general del conjunto (no lo veremos este curso)

ESTADOS LIacuteMITE DE SERVICIO

bull Movimientos o deformaciones que puedan causar el colapso o afectar a la apariencia o al uso eficiente de la estructura de las estructuras cercanas o de los servicios proacuteximos

bull Infiltracioacuten de agua no admisible a traveacutes o por debajo del elemento de contencioacuten

bull Afeccioacuten a la situacioacuten del agua freaacutetica en el entorno con repercusioacuten sobre edificios proacuteximos o sobre la propia obra

COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

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ESTABILIDAD AL DESLIZAMIENTO

No es preciso comprobar si los empujes horizontalesson lt 10 de la carga vertical total

Efectos desestabilizadores Empujes horizontales

Efectos estabilizadores Reaccioacuten del terreno

bull Adhesioacuten (c= 05crsquoKle005 MPa)

bull Rozamiento (f=23frsquo)

No debe considerarse el efecto favorable del Ep

Coeficiente de seguridad gR (Fd)

Se mejora

Disponiendo material granular en la base

Aumentando el empuje pasivo Ep con zarpas o inclinando la base

51

RREE

tg)REW(Bc

F

Btgc

F

FF

3w1wph

2wv

des

des

estdR

f

fg

r tgc f

e1

Ea

Eh

Ev

wRw1Ep

Rw3

Rw2

Oe3

ew2

B

e2 ew3 ew1

COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

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ESTABILIDAD AL VUELCO

En relacioacuten a un punto de giro O

Efectos estabilizadores

bull Peso W

bull Empuje pasivo pie (en muros no debe considerarse)

bull Presioacuten agua intradoacutes Rw3

Efectos desestabilizadores

bull Empuje trasdoacutes Eahellip (Eh(+) y Ev(-))

bull Empuje agua trasdoacutes Rw1

bull Subpresiones Rw2

Coeficiente de seguridad (Fv)

0290

81

M

M

M

M81901CTE

02eReRBEeE

eReEeW

M

MF

v

eR

vdstE

estbEdstEstbER

2w2w1w1wv1h

3w3w2p3

v

ev

gg

gggg

e1

Ea

Eh

Ev

wRw1Ep

Rw3

Rw2

Oe3

ew2

B

e2 ew3 ew1

COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

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PASO DE LA RESULTANTE POR EL NUacuteCLEO CENTRAL

La resultante de las acciones provoca unas presiones y deformaciones en el terreno

Se aplica la ldquoTeoriacutea del COEFICIENTE DE BALASTOrdquo

bull La presioacuten en la base de un elemento es proporcional a su asiento

p = ks s

bull Es una ley lineal

Si la cimentacioacuten es riacutegida la ley de presiones seraacute tambieacuten lineal

Bd3B

R2p

2

Vmiacuten

d3B2

B

R2p

2

Vmaacutex

B2

ppR miacutenmaacutex

V

miacutenmaacutex2

miacuten2

V ppB6

1pB

2

1dR

v

ve

R

MMd

RV

pmaacutex

pmiacuten

B RH

d

pmaacutex

pmiacuten

B

R

RH

RV

COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

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COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

PASO DE LA RESULTANTEPOR EL NUacuteCLEO CENTRAL

B3 lt d lt 2middotB3 pmiacuten gt 0

Distribucioacuten

trapezoidal

d = B3 pmiacuten = 0

Distribucioacuten triangular pmax=2 middotRvB

d lt B3 pmiacuten lt 0

Distribucioacuten triangular parcial

ldquoTracciones en la baserdquo

)Bd3(B

R2p

2

vmin

d3

R2p V

maacutex

)d3B2(B

R2p

2

vmax

d

RV

pmaacutex

pmiacuten

B3 B3 B3

B3

RV

pmaacutex pmiacuten=0

d

RV

pmaacutexldquopmiacutenlt0rdquo

v

ve

R

MMd

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COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

SEGURIDAD FRENTE AL HUNDIMIENTO

Se considera una zapata ficticia de anchura eficaz Brsquo de manera que la carga quede centrada en la misma

lsaquo rsaquo

Se tiene que cumplir que

3

qqq

B

R hund

R

hundadm

v g

d

Rv

pmaacutex pmiacuten

B2 B2

e d

Rv

B2 B2

e

Brsquo=2middotd=B-2middote

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COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

SEGURIDAD FRENTE A LA ROTURA ESTRUCTURAL

El muro como elemento estructural debe ser lo suficientemente resistente como para soportar las tensiones a las que va a estar sometido con las garantiacuteas necesarias (Instruccioacuten de Hormigoacuten Estructural EHE)

Deformacioacuten

excesiva del

alzado

Rotura por

fisuracioacuten

excesiva

Rotura por

fallo

de solape

Rotura por

esfuerzo

cortante

Rotura por

esfuerzo

rasante

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COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

ESTABILIDAD GENERAL

El conjunto del muro incluida su cimentacioacuten puede fallar mediante un mecanismo de rotura auacuten maacutes profundo que eacutestos o que no siendo tan profundo pudiera cortarlos que habraacute que comprobar

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COacuteDIGO TEacuteCNICO DE LA EDIFICACIOacuteN

COEFICIENTES DE SEGURIDAD PARCIALES

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CRITERIOS DE PREDIMENSIONADO (Jimeacutenez Salas et al 1981)

ge 20 cm

gt25 m

H3 ndash 2H3

ltH2 si Hgt10 m

H12ge30 cm

025 H le B le 04 H

(Si existen sobrecargas importantes aumentar B

hasta un 50)

H

H8-H6

c=020-030 m

025-125 m

05-125 m

H16 ndash H12

H32-H8

04 - 09 H

008-04 H

gt060 m

(CTE miacuten 08m)

Espesor de solera y alzado H12

Ancho de solera 04 - 07 H

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MEacuteTODO DE HAIRSINE

Meacutetodo para predimensionamiento

Para muros en ldquoLrdquo

Desprecia la diferencia entre el peso propio del muro y del terreno

Se obtienen ldquomrdquo y ldquobrdquo a partir de

bull ldquoFvrdquo coeficiente de seguridad al vuelco (gt2)

bull ldquojrdquo funcioacuten de la presioacuten admisible

bull

Que depende de

ldquoFdrdquo al deslizamiento (gt15)

ldquoKrdquo coeficiente de empuje

= tg base

base rozamiento tierras-muro

base = f = 23frsquo base

KFd

H

pj adm

g

mbH

bH

H

K g H

padm=j g H

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MEacuteTODO DE HAIRSINE

Procedimiento

Cada variable define una curva un graacutefico m ndash bk

La zona comuacuten sobre dichas curvas es la vaacutelida

Si se elige un punto en esa zona se asegura

bull La estabilidad al vuelco a traveacutes de Fv

bull La estabilidad al deslizamiento mediante

bull La carga admisible del cimiento por j

Mientras maacutes bajo esteacute el punto maacutes econoacutemico es el muro (menores dimensiones)

Es posible imponer distribucioacuten triangular de presiones en el terreno (resultante en nuacutecleo central)

El manejo se simplifica mediante un nomograma en el que se recogen familias de curvas para distintos valores de cada variable

KFd

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000

020

040

060

080

100

120

140

160

180

200

0 02 04 06 08 1

a

(bK

)12

2

v

m13

F

K

b

2m3m41j

1

K

b

m12

KF

K

b d

ZONA DE

VALIDEZ

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MEacuteTODO DE HAIRSINE(Jimeacutenez Salas et al 1981)

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MEacuteTODO DE HAIRSINE

CONSTRUCCIOacuteN DE LAS CURVAS DE HAIRSINE (I) Para mayor precisioacuten es posible construir las tres curvas de cada problema

Estabilidad al vuelco

Presiones en la base seguacuten la distribucioacuten sea

bull Trapezoidal

bull Triangular

bull Triangular parcial

2

v

m13

F

K

b

2m3m41j

1

K

b

2m3m2j

1

K

b

2m314j3

1

K

b

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MEacuteTODO DE HAIRSINE

CONSTRUCCIOacuteN DE LAS CURVAS DE HAIRSINE (II)

Estabilidad al deslizamiento

Friccioacuten = tg base con base = f = 23frsquo base

Adhesioacuten a = c= 05c

bull En terreno sin cohesioacuten soacutelo FRICCIOacuteN

bull En terrenos sin friccioacuten soacutelo ADHESIOacuteN

bull En terrenos con ADHESIOacuteN Y FRICCIOacuteN

m12

KF

K

b d

Ha2

KF

K

b d g

g

H

am12

KF

K

b d

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MEacuteTODO DE HAIRSINE

Permite incorporar SOBRECARGA UNIFORME (q)

Meacutetodo 1 Vaacutelido solamente si la sobrecarga es pequentildea tal que H0=q lt02 H Se adopta una altura ficticia H=H+H0

Meacutetodo 2 Vaacutelido para cualquier sobrecarga se emplean los siguientes paraacutemetros

bull En terrenos con ADHESIOacuteN Y FRICCIOacuteN

bull En terrenos soacutelo con ADHESIOacuteN

Hq1

Hq31

KK

g

g

Hq31

Hq21

FF dd

g

g

Hq

pj a

g

d KF

KFHq

aa

d

g

am12

1

K

b

gg

H

q1H

a2

KF

K

b d

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MEacuteTODO DE HAIRSINE

EJEMPLO

Datos H = 3 m

g = 18 kNm3

K = 13

= 060

Fd gt 15

Fv gt 20

Pmaacutex = 27 kpa

Variables del meacutetodo

Resultados Base b = bh = 067 30 = 20 m

Puntera mbh = 048 20 = 096 m

8403151

60

KFd

50318

27H

pj adm

g 67031171b171

K

b

480m

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MUROS EN L

Las tres meacutensulas en alzado puntera y taloacuten se calcularaacuten como empotradas en su arranque

El alzado se comprueba con el empuje de Rankine

La puntera y taloacuten bajo las cargas gravitatorias la reaccioacuten del terreno y la subpresioacuten del agua

Se suelen mantener las armaduras de las secciones criacuteticas (salvo muros muy altos)

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MUROS DE CONTRAFUERTES

Las placas verticales entre contrafuertes o las horizontales en el taloacuten pueden calcularse como placas empotradas en tres lados

Los contrafuertes en trasdoacutes se dimensionan para las tracciones correspondientes a los empujes sobre la placa vertical

La puntera se calcula como un voladizo

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MUROS DE SOacuteTANO

Estaacuten arriostrados por los forjados y trabajan como placas apoyadas o empotradas

Se suelen calcular para el empuje en reposo

Hay que antildeadir como acciones la solicitacioacuten de los forjados intermedios y la compresioacuten de los soportes

Una parte importante de los empujes horizontales se equilibran contra los forjados y solera

La reaccioacuten de los forjados sobre el muro es una variable maacutes en los caacutelculos

Suele hacerse la hipoacutetesis simplificada de considerar un reparto uniforme de presiones bajo el cimiento

El caacutelculo estructural para dos o maacutes niveles de forjado se puede asimilar a una viga continua

Se suele considerar el muro indefinido en direccioacuten longitudinal

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

MUROS DE SOacuteTANO Acciones

Empujes

Sobrecarga E1 = Ko∙q∙H a frac12 H

Peso tierras E2 = frac12 Ko∙g∙H2 a 13 H

Cargas verticales

Axil de pilares N

Pesos Nm Nt Nc

Empujes de forjados o suelo T1 T2

Ecuaciones (Incoacutegnitas Rv T1 T2) Equilibrio de fuerzas

Rv = N

T1+ T2 = E1+ E2

Momentos sobre centro de la base

T1 ∙ H = Ei ∙ei+ Nj ∙ ej

Los ej son positivos si estaacuten a la

derecha de la vertical que pasa por Rv

Comprobaciones Hundimiento Rv B lt padm

Deslizamiento T2 lt (Rv ∙ tg+c ∙B) Fd

qN

T1

E1

E2

Nm

Nc

H

B

Nt

T2

Rv

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RELLENO DEL TRASDOacuteS

La seleccioacuten del relleno en trasdoacutes

Debe considerar la influencia del agua hinchamiento

Dentro de los muros que han experimentado este movimiento haytres veces maacutes con relleno arcilloso que con relleno arenoso

Los rellenos arcillosos provocan movimientos progresivos del muro

bull Originan empujes principalmente por las variaciones estacionales de volumen con el grado de humedad

bull En la estacioacuten seca retraen y aparecen grietas de traccioacuten por las que penetra el agua en la estacioacuten huacutemeda

bull El aumento de volumen va provocandoun movimiento progresivo hacia delante

Lo ideal son suelos GP GW SP SW (lt 5 limos o arcillas)

Bastariacutea con una cuntildea en el trasdoacutes (60ordm inclinacioacuten)

Los rellenos deben ser compactados pero no en exceso

RELLENO GRANULAR

60ordm

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DRENAJE DEL TRASDOacuteS

Los empujes pueden triplicarse si no hay un sistema de drenaje o eacuteste no funciona bien Un 33 de los accidentes ocurridos en muros riacutegidos han sido por ausencia o fallo del sistema de drenaje

El control de las presiones del agua en el trasdoacutes se consigue con sistemas adecuados de drenaje Drenes verticales (material granular hormigoacuten poroso)

en toda la altura del muro o parte de ella

Laacuteminas drenantes

Drenes inclinados

Tapices drenantes horizontales a uno o varios niveles

Drenes horizontales a traveacutes del relleno

Drenes longitudinales en la base o talud del relleno

Mechinales en contacto directo con el relleno

Consideraciones generales El mejor sistema consiste en una cuntildea de relleno

granular filtrante

Todos los sistemas deben tener faacutecil evacuacioacuten del agua evitando su acumulacioacuten en el trasdoacutes

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DRENAJE DEL TRASDOacuteS

ESQUEMAS DE DRENAJE

40-50 litros de grava gruesa

15 m

Cuneta para evacuacioacuten de vertidos

Material granular de

relleno

Material arcilloso de impermeabilizacioacuten

Cuneta

60ordm

Dren de grava de

20-30 cm o panel de hormigoacuten sin finos

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CONSTRUCCIOacuteN

Seguacuten del Documento Baacutesico HS Salubridad del Coacutedigo Teacutecnico de la Edificacioacuten el grado de impermeabilidad exigible a los muros en contacto depende de

La presencia de agua Seguacuten la posicioacuten relativa de la cara del suelo en contacto con el terreno y el nivel freaacutetico

bull Baja La cara inferior del suelo estaacute sobre el nivel freaacutetico

bull Media La cara inferior del suelo estaacute a la misma profundidad que el nivel freaacutetico o a menos de dos metros por debajo

bull Alta La cara inferior del suelo estaacute ge 2 m bajo el nivel freaacutetico

El coeficiente de permeabilidad del terreno

El grado de impermeabilidad seraacute entonces

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CONSTRUCCIOacuteN

Soluciones constructivas para muros (CTE DB S)

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CONSTRUCCIOacuteN

C) CONSTITUCIOacuteN DEL MURO

C1 Hormigoacuten hidroacutefugo

C2 Hormigoacuten de consistencia fluida

C3 Muro de faacutebrica Bloquesladrillos hidrofugados y mortero hidroacutefugo

I) IMPERMEABILIZACIOacuteN

I1 Laacutemina impermeabilizante o aplicacioacuten de productos liacutequidos (poliacutemeros acriacutelicos caucho acriacutelico resinas o polieacutester)

bull En los muros pantalla basta con los lodos bentoniacuteticos

bull Con laacutemina interior debe ser adherida

bull Si es exterior capa antipunzonamiento en caras no adheridas

bull Con laacutemina drenante no precisa antipunzonamiento exterior

bull Con aplicaciones liacutequidas colocar una capa protectora exterior (geotextil o mortero reforzado) salvo que haya capa drenante

I2 Pintura impermeabilizante

I3 Muros de faacutebrica Recubrir interiormente con revestimiento hidroacutefugo (mortero hidroacutefugo cartoacuten-yeso sin yeso higroscoacutepico)

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CONSTRUCCIOacuteN

D) DRENAJE Y EVACUACIOacuteN

D1 Capa drenante y capa filtrante entre el muro y el terreno

bull La capa drenante puede ser una laacutemina grava bloques de arcilla porosos etc

bull Si es una laacutemina debe cerrarse el remate superior de la laacutemina

D2 Pozo drenante de al menos 070 m de diaacutemetro cada 50 m como maacuteximo con capa filtrante y dos bombas de achique para evacuacioacuten

D3 Tubo drenante en el arranque del muro conectado a un sistema de evacuacioacuten

D4 Canaletas de recogida de agua en la caacutemara del muro conectadas a una red de evacuacioacuten

D5 Red de evacuacioacuten del agua de lluvia en la cubierta y del terreno conectada a sistema de evacuacioacuten

V) VENTILACIOacuteN DE LA CAacuteMARA

V1 Aberturas de ventilacioacuten en el arranque y la coronacioacuten de la hoja interior y ventilarse el local al que se abren dichas aberturas

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CONSTRUCCIOacuteN

La excavacioacuten del cimiento debe efectuarse con cuidado para no alterar las caracteriacutesticas geoteacutecnicas del suelo

Las excavaciones provisionales o definitivas deben hacerse de modo que se eviten movimientos en las tierras especialmente en el caso de muros por bataches

En el caso de suelos permeables que requieran agotamiento del agua para realizar las excavaciones eacuteste se mantendraacute durante toda la duracioacuten de los trabajos

El agotamiento debe realizarse de tal forma que no comprometa la estabilidad de los taludes o de las obras vecinas

Las juntas de hormigonado y los procesos de hormigonado vibrado y curado se efectuaraacuten con los criterios definidos en la Instruccioacuten EHE

Page 11: TEMA 03 - ESTRUCTURAS DE CONTENCIÓN RÍGIDAS

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ESTRUCTURAS RIacuteGIDAS

MUROS ARRIOSTRADOS

Los muros de soacutetano se arriostran con los forjados con frecuencia antes de trasdosar el muro

No tienen problema de vuelco ni deslizamiento

Generalmente tienen forma de cajones cerrados

Estaacuten sometidos tambieacuten a acciones de la estructura

bull Cargas procedentes de forjados

bull Cargas de los soportes o muros que nacen de su cuacutespide

bull Fuerzas de arriostramiento transversal

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SUELO REFORZADO

SUELO REFORZADO Consiste en reforzar un terrapleacuten con un conjunto de

bull Placas que actuacutean de panel de muro o revestimiento (ldquopielrdquo)

bull Bandas fijadas a las placas que se imbrican con el relleno (ldquoarmadurasrdquo) pueden ser metaacutelicas de fibra textiles etc

bull Un relleno que contribuye a la estabilidad

La primera fue ldquoTIERRA ARMADArdquo (patentada) compuesta por

bull Placas de hormigoacuten armado de unos 75 cm de altura

bull Eslingas metaacutelicas de ancho 4-12 cm y espesor 2-4 mm

La resistencia se basa en el rozamiento terreno-banda

Hay que evitar la corrosioacuten y alteracioacuten de las bandas

El relleno debe ser de calidad para asegurarlo (lt 15 finos)

Las placas son prefabricadas y pueden tener formas diversas

El espesor es pequentildeo (salvo elementos decorativos)

Trasmite muy pocas cargas en cimentacioacuten

Aunque por construirse en el exterior del terreno son muros en realidad son estructuras FLEXIBLES que se pueden deformar de modo importante

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SUELO REFORZADO ndash ldquoTIERRA ARMADArdquo

TERRAPLEacuteN COMPACTADO POR

TONGADAS

BANDAS O ESLINGAS

PLACAS O ldquoESCAMASrdquo

SUELO REFORZADO

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SUELO REFORZADO ndash ldquoTIERRA ARMADArdquo

SUELO REFORZADO

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El proyecto de un muro es un proceso iterativo Partiendo de su dimensionado se comprueba si la seguridad es suficiente

Las acciones principales a considerar son Peso propio del elemento de contencioacuten

Empuje y peso del terreno considerando el nivel freaacutetico

Empujes del agua Presioacuten intersticial subpresioacuten o de filtracioacuten

Sobrecargas sobre la estructura o sobre el terreno del trasdoacutes

Otros Siacutesmicos expansividad congelacioacuten compactacioacuten

Los movimientos del muro influyen en las construcciones o servicios de su entorno

Los estados de empuje dependen del desplazamiento EMPUJE ACTIVO El elemento de contencioacuten gira o se desplaza

hacia el exterior hasta alcanzar unas condiciones de empuje miacutenimo

EMPUJE PASIVO El elemento de contencioacuten es comprimido contra el terreno hasta alcanzar unas condiciones de maacuteximo empuje

EMPUJE EN REPOSO El elemento de contencioacuten no sufre desplazamiento ni giro

COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

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TIPOS DE EMPUJE A CONSIDERAR

EMPUJE ACTIVO

Muros de contencioacuten con cimentacioacuten superficial sobre suelos (padmlt 500 kPa)

Muros en ldquoLrdquo cimentados sobre pilotes verticales resistentes por la punta

Empuje en general superior al activo (media entre reposo y activo)

Muros en ldquoLrdquo sobre roca si el muro es suficientemente flexible puede utilizarse el empuje activo

Cualquier muro sobre pilotes flotantes o cualquier muro excepto en ldquoLrdquo sobre pilotes resistentes por la punta

EMPUJE EN REPOSO

Muros de gravedad sobre roca o sobre pilotes inclinados y verticales

Muros de soacutetano

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SE BASA EN EL MEacuteTODO DE LOS ESTADOS LIacuteMITES

ESTADOS LIacuteMITE UacuteLTIMOS

bull Estabilidad al deslizamiento

bull Estabilidad al vuelco

ndash Paso de la resultante por el nuacutecleo central de la base

bull Hundimiento de la cimentacioacuten (tema 8)

bull Caacutelculo estructural

bull Estabilidad general del conjunto (no lo veremos este curso)

ESTADOS LIacuteMITE DE SERVICIO

bull Movimientos o deformaciones que puedan causar el colapso o afectar a la apariencia o al uso eficiente de la estructura de las estructuras cercanas o de los servicios proacuteximos

bull Infiltracioacuten de agua no admisible a traveacutes o por debajo del elemento de contencioacuten

bull Afeccioacuten a la situacioacuten del agua freaacutetica en el entorno con repercusioacuten sobre edificios proacuteximos o sobre la propia obra

COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

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ESTABILIDAD AL DESLIZAMIENTO

No es preciso comprobar si los empujes horizontalesson lt 10 de la carga vertical total

Efectos desestabilizadores Empujes horizontales

Efectos estabilizadores Reaccioacuten del terreno

bull Adhesioacuten (c= 05crsquoKle005 MPa)

bull Rozamiento (f=23frsquo)

No debe considerarse el efecto favorable del Ep

Coeficiente de seguridad gR (Fd)

Se mejora

Disponiendo material granular en la base

Aumentando el empuje pasivo Ep con zarpas o inclinando la base

51

RREE

tg)REW(Bc

F

Btgc

F

FF

3w1wph

2wv

des

des

estdR

f

fg

r tgc f

e1

Ea

Eh

Ev

wRw1Ep

Rw3

Rw2

Oe3

ew2

B

e2 ew3 ew1

COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

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ESTABILIDAD AL VUELCO

En relacioacuten a un punto de giro O

Efectos estabilizadores

bull Peso W

bull Empuje pasivo pie (en muros no debe considerarse)

bull Presioacuten agua intradoacutes Rw3

Efectos desestabilizadores

bull Empuje trasdoacutes Eahellip (Eh(+) y Ev(-))

bull Empuje agua trasdoacutes Rw1

bull Subpresiones Rw2

Coeficiente de seguridad (Fv)

0290

81

M

M

M

M81901CTE

02eReRBEeE

eReEeW

M

MF

v

eR

vdstE

estbEdstEstbER

2w2w1w1wv1h

3w3w2p3

v

ev

gg

gggg

e1

Ea

Eh

Ev

wRw1Ep

Rw3

Rw2

Oe3

ew2

B

e2 ew3 ew1

COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

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PASO DE LA RESULTANTE POR EL NUacuteCLEO CENTRAL

La resultante de las acciones provoca unas presiones y deformaciones en el terreno

Se aplica la ldquoTeoriacutea del COEFICIENTE DE BALASTOrdquo

bull La presioacuten en la base de un elemento es proporcional a su asiento

p = ks s

bull Es una ley lineal

Si la cimentacioacuten es riacutegida la ley de presiones seraacute tambieacuten lineal

Bd3B

R2p

2

Vmiacuten

d3B2

B

R2p

2

Vmaacutex

B2

ppR miacutenmaacutex

V

miacutenmaacutex2

miacuten2

V ppB6

1pB

2

1dR

v

ve

R

MMd

RV

pmaacutex

pmiacuten

B RH

d

pmaacutex

pmiacuten

B

R

RH

RV

COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

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COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

PASO DE LA RESULTANTEPOR EL NUacuteCLEO CENTRAL

B3 lt d lt 2middotB3 pmiacuten gt 0

Distribucioacuten

trapezoidal

d = B3 pmiacuten = 0

Distribucioacuten triangular pmax=2 middotRvB

d lt B3 pmiacuten lt 0

Distribucioacuten triangular parcial

ldquoTracciones en la baserdquo

)Bd3(B

R2p

2

vmin

d3

R2p V

maacutex

)d3B2(B

R2p

2

vmax

d

RV

pmaacutex

pmiacuten

B3 B3 B3

B3

RV

pmaacutex pmiacuten=0

d

RV

pmaacutexldquopmiacutenlt0rdquo

v

ve

R

MMd

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COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

SEGURIDAD FRENTE AL HUNDIMIENTO

Se considera una zapata ficticia de anchura eficaz Brsquo de manera que la carga quede centrada en la misma

lsaquo rsaquo

Se tiene que cumplir que

3

qqq

B

R hund

R

hundadm

v g

d

Rv

pmaacutex pmiacuten

B2 B2

e d

Rv

B2 B2

e

Brsquo=2middotd=B-2middote

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COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

SEGURIDAD FRENTE A LA ROTURA ESTRUCTURAL

El muro como elemento estructural debe ser lo suficientemente resistente como para soportar las tensiones a las que va a estar sometido con las garantiacuteas necesarias (Instruccioacuten de Hormigoacuten Estructural EHE)

Deformacioacuten

excesiva del

alzado

Rotura por

fisuracioacuten

excesiva

Rotura por

fallo

de solape

Rotura por

esfuerzo

cortante

Rotura por

esfuerzo

rasante

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COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

ESTABILIDAD GENERAL

El conjunto del muro incluida su cimentacioacuten puede fallar mediante un mecanismo de rotura auacuten maacutes profundo que eacutestos o que no siendo tan profundo pudiera cortarlos que habraacute que comprobar

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COacuteDIGO TEacuteCNICO DE LA EDIFICACIOacuteN

COEFICIENTES DE SEGURIDAD PARCIALES

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

CRITERIOS DE PREDIMENSIONADO (Jimeacutenez Salas et al 1981)

ge 20 cm

gt25 m

H3 ndash 2H3

ltH2 si Hgt10 m

H12ge30 cm

025 H le B le 04 H

(Si existen sobrecargas importantes aumentar B

hasta un 50)

H

H8-H6

c=020-030 m

025-125 m

05-125 m

H16 ndash H12

H32-H8

04 - 09 H

008-04 H

gt060 m

(CTE miacuten 08m)

Espesor de solera y alzado H12

Ancho de solera 04 - 07 H

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MEacuteTODO DE HAIRSINE

Meacutetodo para predimensionamiento

Para muros en ldquoLrdquo

Desprecia la diferencia entre el peso propio del muro y del terreno

Se obtienen ldquomrdquo y ldquobrdquo a partir de

bull ldquoFvrdquo coeficiente de seguridad al vuelco (gt2)

bull ldquojrdquo funcioacuten de la presioacuten admisible

bull

Que depende de

ldquoFdrdquo al deslizamiento (gt15)

ldquoKrdquo coeficiente de empuje

= tg base

base rozamiento tierras-muro

base = f = 23frsquo base

KFd

H

pj adm

g

mbH

bH

H

K g H

padm=j g H

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

MEacuteTODO DE HAIRSINE

Procedimiento

Cada variable define una curva un graacutefico m ndash bk

La zona comuacuten sobre dichas curvas es la vaacutelida

Si se elige un punto en esa zona se asegura

bull La estabilidad al vuelco a traveacutes de Fv

bull La estabilidad al deslizamiento mediante

bull La carga admisible del cimiento por j

Mientras maacutes bajo esteacute el punto maacutes econoacutemico es el muro (menores dimensiones)

Es posible imponer distribucioacuten triangular de presiones en el terreno (resultante en nuacutecleo central)

El manejo se simplifica mediante un nomograma en el que se recogen familias de curvas para distintos valores de cada variable

KFd

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

000

020

040

060

080

100

120

140

160

180

200

0 02 04 06 08 1

a

(bK

)12

2

v

m13

F

K

b

2m3m41j

1

K

b

m12

KF

K

b d

ZONA DE

VALIDEZ

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

MEacuteTODO DE HAIRSINE(Jimeacutenez Salas et al 1981)

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

MEacuteTODO DE HAIRSINE

CONSTRUCCIOacuteN DE LAS CURVAS DE HAIRSINE (I) Para mayor precisioacuten es posible construir las tres curvas de cada problema

Estabilidad al vuelco

Presiones en la base seguacuten la distribucioacuten sea

bull Trapezoidal

bull Triangular

bull Triangular parcial

2

v

m13

F

K

b

2m3m41j

1

K

b

2m3m2j

1

K

b

2m314j3

1

K

b

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MEacuteTODO DE HAIRSINE

CONSTRUCCIOacuteN DE LAS CURVAS DE HAIRSINE (II)

Estabilidad al deslizamiento

Friccioacuten = tg base con base = f = 23frsquo base

Adhesioacuten a = c= 05c

bull En terreno sin cohesioacuten soacutelo FRICCIOacuteN

bull En terrenos sin friccioacuten soacutelo ADHESIOacuteN

bull En terrenos con ADHESIOacuteN Y FRICCIOacuteN

m12

KF

K

b d

Ha2

KF

K

b d g

g

H

am12

KF

K

b d

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MEacuteTODO DE HAIRSINE

Permite incorporar SOBRECARGA UNIFORME (q)

Meacutetodo 1 Vaacutelido solamente si la sobrecarga es pequentildea tal que H0=q lt02 H Se adopta una altura ficticia H=H+H0

Meacutetodo 2 Vaacutelido para cualquier sobrecarga se emplean los siguientes paraacutemetros

bull En terrenos con ADHESIOacuteN Y FRICCIOacuteN

bull En terrenos soacutelo con ADHESIOacuteN

Hq1

Hq31

KK

g

g

Hq31

Hq21

FF dd

g

g

Hq

pj a

g

d KF

KFHq

aa

d

g

am12

1

K

b

gg

H

q1H

a2

KF

K

b d

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MEacuteTODO DE HAIRSINE

EJEMPLO

Datos H = 3 m

g = 18 kNm3

K = 13

= 060

Fd gt 15

Fv gt 20

Pmaacutex = 27 kpa

Variables del meacutetodo

Resultados Base b = bh = 067 30 = 20 m

Puntera mbh = 048 20 = 096 m

8403151

60

KFd

50318

27H

pj adm

g 67031171b171

K

b

480m

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

MUROS EN L

Las tres meacutensulas en alzado puntera y taloacuten se calcularaacuten como empotradas en su arranque

El alzado se comprueba con el empuje de Rankine

La puntera y taloacuten bajo las cargas gravitatorias la reaccioacuten del terreno y la subpresioacuten del agua

Se suelen mantener las armaduras de las secciones criacuteticas (salvo muros muy altos)

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MUROS DE CONTRAFUERTES

Las placas verticales entre contrafuertes o las horizontales en el taloacuten pueden calcularse como placas empotradas en tres lados

Los contrafuertes en trasdoacutes se dimensionan para las tracciones correspondientes a los empujes sobre la placa vertical

La puntera se calcula como un voladizo

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MUROS DE SOacuteTANO

Estaacuten arriostrados por los forjados y trabajan como placas apoyadas o empotradas

Se suelen calcular para el empuje en reposo

Hay que antildeadir como acciones la solicitacioacuten de los forjados intermedios y la compresioacuten de los soportes

Una parte importante de los empujes horizontales se equilibran contra los forjados y solera

La reaccioacuten de los forjados sobre el muro es una variable maacutes en los caacutelculos

Suele hacerse la hipoacutetesis simplificada de considerar un reparto uniforme de presiones bajo el cimiento

El caacutelculo estructural para dos o maacutes niveles de forjado se puede asimilar a una viga continua

Se suele considerar el muro indefinido en direccioacuten longitudinal

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MUROS DE SOacuteTANO Acciones

Empujes

Sobrecarga E1 = Ko∙q∙H a frac12 H

Peso tierras E2 = frac12 Ko∙g∙H2 a 13 H

Cargas verticales

Axil de pilares N

Pesos Nm Nt Nc

Empujes de forjados o suelo T1 T2

Ecuaciones (Incoacutegnitas Rv T1 T2) Equilibrio de fuerzas

Rv = N

T1+ T2 = E1+ E2

Momentos sobre centro de la base

T1 ∙ H = Ei ∙ei+ Nj ∙ ej

Los ej son positivos si estaacuten a la

derecha de la vertical que pasa por Rv

Comprobaciones Hundimiento Rv B lt padm

Deslizamiento T2 lt (Rv ∙ tg+c ∙B) Fd

qN

T1

E1

E2

Nm

Nc

H

B

Nt

T2

Rv

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RELLENO DEL TRASDOacuteS

La seleccioacuten del relleno en trasdoacutes

Debe considerar la influencia del agua hinchamiento

Dentro de los muros que han experimentado este movimiento haytres veces maacutes con relleno arcilloso que con relleno arenoso

Los rellenos arcillosos provocan movimientos progresivos del muro

bull Originan empujes principalmente por las variaciones estacionales de volumen con el grado de humedad

bull En la estacioacuten seca retraen y aparecen grietas de traccioacuten por las que penetra el agua en la estacioacuten huacutemeda

bull El aumento de volumen va provocandoun movimiento progresivo hacia delante

Lo ideal son suelos GP GW SP SW (lt 5 limos o arcillas)

Bastariacutea con una cuntildea en el trasdoacutes (60ordm inclinacioacuten)

Los rellenos deben ser compactados pero no en exceso

RELLENO GRANULAR

60ordm

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DRENAJE DEL TRASDOacuteS

Los empujes pueden triplicarse si no hay un sistema de drenaje o eacuteste no funciona bien Un 33 de los accidentes ocurridos en muros riacutegidos han sido por ausencia o fallo del sistema de drenaje

El control de las presiones del agua en el trasdoacutes se consigue con sistemas adecuados de drenaje Drenes verticales (material granular hormigoacuten poroso)

en toda la altura del muro o parte de ella

Laacuteminas drenantes

Drenes inclinados

Tapices drenantes horizontales a uno o varios niveles

Drenes horizontales a traveacutes del relleno

Drenes longitudinales en la base o talud del relleno

Mechinales en contacto directo con el relleno

Consideraciones generales El mejor sistema consiste en una cuntildea de relleno

granular filtrante

Todos los sistemas deben tener faacutecil evacuacioacuten del agua evitando su acumulacioacuten en el trasdoacutes

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

DRENAJE DEL TRASDOacuteS

ESQUEMAS DE DRENAJE

40-50 litros de grava gruesa

15 m

Cuneta para evacuacioacuten de vertidos

Material granular de

relleno

Material arcilloso de impermeabilizacioacuten

Cuneta

60ordm

Dren de grava de

20-30 cm o panel de hormigoacuten sin finos

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CONSTRUCCIOacuteN

Seguacuten del Documento Baacutesico HS Salubridad del Coacutedigo Teacutecnico de la Edificacioacuten el grado de impermeabilidad exigible a los muros en contacto depende de

La presencia de agua Seguacuten la posicioacuten relativa de la cara del suelo en contacto con el terreno y el nivel freaacutetico

bull Baja La cara inferior del suelo estaacute sobre el nivel freaacutetico

bull Media La cara inferior del suelo estaacute a la misma profundidad que el nivel freaacutetico o a menos de dos metros por debajo

bull Alta La cara inferior del suelo estaacute ge 2 m bajo el nivel freaacutetico

El coeficiente de permeabilidad del terreno

El grado de impermeabilidad seraacute entonces

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CONSTRUCCIOacuteN

Soluciones constructivas para muros (CTE DB S)

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CONSTRUCCIOacuteN

C) CONSTITUCIOacuteN DEL MURO

C1 Hormigoacuten hidroacutefugo

C2 Hormigoacuten de consistencia fluida

C3 Muro de faacutebrica Bloquesladrillos hidrofugados y mortero hidroacutefugo

I) IMPERMEABILIZACIOacuteN

I1 Laacutemina impermeabilizante o aplicacioacuten de productos liacutequidos (poliacutemeros acriacutelicos caucho acriacutelico resinas o polieacutester)

bull En los muros pantalla basta con los lodos bentoniacuteticos

bull Con laacutemina interior debe ser adherida

bull Si es exterior capa antipunzonamiento en caras no adheridas

bull Con laacutemina drenante no precisa antipunzonamiento exterior

bull Con aplicaciones liacutequidas colocar una capa protectora exterior (geotextil o mortero reforzado) salvo que haya capa drenante

I2 Pintura impermeabilizante

I3 Muros de faacutebrica Recubrir interiormente con revestimiento hidroacutefugo (mortero hidroacutefugo cartoacuten-yeso sin yeso higroscoacutepico)

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CONSTRUCCIOacuteN

D) DRENAJE Y EVACUACIOacuteN

D1 Capa drenante y capa filtrante entre el muro y el terreno

bull La capa drenante puede ser una laacutemina grava bloques de arcilla porosos etc

bull Si es una laacutemina debe cerrarse el remate superior de la laacutemina

D2 Pozo drenante de al menos 070 m de diaacutemetro cada 50 m como maacuteximo con capa filtrante y dos bombas de achique para evacuacioacuten

D3 Tubo drenante en el arranque del muro conectado a un sistema de evacuacioacuten

D4 Canaletas de recogida de agua en la caacutemara del muro conectadas a una red de evacuacioacuten

D5 Red de evacuacioacuten del agua de lluvia en la cubierta y del terreno conectada a sistema de evacuacioacuten

V) VENTILACIOacuteN DE LA CAacuteMARA

V1 Aberturas de ventilacioacuten en el arranque y la coronacioacuten de la hoja interior y ventilarse el local al que se abren dichas aberturas

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CONSTRUCCIOacuteN

La excavacioacuten del cimiento debe efectuarse con cuidado para no alterar las caracteriacutesticas geoteacutecnicas del suelo

Las excavaciones provisionales o definitivas deben hacerse de modo que se eviten movimientos en las tierras especialmente en el caso de muros por bataches

En el caso de suelos permeables que requieran agotamiento del agua para realizar las excavaciones eacuteste se mantendraacute durante toda la duracioacuten de los trabajos

El agotamiento debe realizarse de tal forma que no comprometa la estabilidad de los taludes o de las obras vecinas

Las juntas de hormigonado y los procesos de hormigonado vibrado y curado se efectuaraacuten con los criterios definidos en la Instruccioacuten EHE

Page 12: TEMA 03 - ESTRUCTURAS DE CONTENCIÓN RÍGIDAS

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SUELO REFORZADO

SUELO REFORZADO Consiste en reforzar un terrapleacuten con un conjunto de

bull Placas que actuacutean de panel de muro o revestimiento (ldquopielrdquo)

bull Bandas fijadas a las placas que se imbrican con el relleno (ldquoarmadurasrdquo) pueden ser metaacutelicas de fibra textiles etc

bull Un relleno que contribuye a la estabilidad

La primera fue ldquoTIERRA ARMADArdquo (patentada) compuesta por

bull Placas de hormigoacuten armado de unos 75 cm de altura

bull Eslingas metaacutelicas de ancho 4-12 cm y espesor 2-4 mm

La resistencia se basa en el rozamiento terreno-banda

Hay que evitar la corrosioacuten y alteracioacuten de las bandas

El relleno debe ser de calidad para asegurarlo (lt 15 finos)

Las placas son prefabricadas y pueden tener formas diversas

El espesor es pequentildeo (salvo elementos decorativos)

Trasmite muy pocas cargas en cimentacioacuten

Aunque por construirse en el exterior del terreno son muros en realidad son estructuras FLEXIBLES que se pueden deformar de modo importante

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SUELO REFORZADO ndash ldquoTIERRA ARMADArdquo

TERRAPLEacuteN COMPACTADO POR

TONGADAS

BANDAS O ESLINGAS

PLACAS O ldquoESCAMASrdquo

SUELO REFORZADO

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SUELO REFORZADO ndash ldquoTIERRA ARMADArdquo

SUELO REFORZADO

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El proyecto de un muro es un proceso iterativo Partiendo de su dimensionado se comprueba si la seguridad es suficiente

Las acciones principales a considerar son Peso propio del elemento de contencioacuten

Empuje y peso del terreno considerando el nivel freaacutetico

Empujes del agua Presioacuten intersticial subpresioacuten o de filtracioacuten

Sobrecargas sobre la estructura o sobre el terreno del trasdoacutes

Otros Siacutesmicos expansividad congelacioacuten compactacioacuten

Los movimientos del muro influyen en las construcciones o servicios de su entorno

Los estados de empuje dependen del desplazamiento EMPUJE ACTIVO El elemento de contencioacuten gira o se desplaza

hacia el exterior hasta alcanzar unas condiciones de empuje miacutenimo

EMPUJE PASIVO El elemento de contencioacuten es comprimido contra el terreno hasta alcanzar unas condiciones de maacuteximo empuje

EMPUJE EN REPOSO El elemento de contencioacuten no sufre desplazamiento ni giro

COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

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TIPOS DE EMPUJE A CONSIDERAR

EMPUJE ACTIVO

Muros de contencioacuten con cimentacioacuten superficial sobre suelos (padmlt 500 kPa)

Muros en ldquoLrdquo cimentados sobre pilotes verticales resistentes por la punta

Empuje en general superior al activo (media entre reposo y activo)

Muros en ldquoLrdquo sobre roca si el muro es suficientemente flexible puede utilizarse el empuje activo

Cualquier muro sobre pilotes flotantes o cualquier muro excepto en ldquoLrdquo sobre pilotes resistentes por la punta

EMPUJE EN REPOSO

Muros de gravedad sobre roca o sobre pilotes inclinados y verticales

Muros de soacutetano

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SE BASA EN EL MEacuteTODO DE LOS ESTADOS LIacuteMITES

ESTADOS LIacuteMITE UacuteLTIMOS

bull Estabilidad al deslizamiento

bull Estabilidad al vuelco

ndash Paso de la resultante por el nuacutecleo central de la base

bull Hundimiento de la cimentacioacuten (tema 8)

bull Caacutelculo estructural

bull Estabilidad general del conjunto (no lo veremos este curso)

ESTADOS LIacuteMITE DE SERVICIO

bull Movimientos o deformaciones que puedan causar el colapso o afectar a la apariencia o al uso eficiente de la estructura de las estructuras cercanas o de los servicios proacuteximos

bull Infiltracioacuten de agua no admisible a traveacutes o por debajo del elemento de contencioacuten

bull Afeccioacuten a la situacioacuten del agua freaacutetica en el entorno con repercusioacuten sobre edificios proacuteximos o sobre la propia obra

COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

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ESTABILIDAD AL DESLIZAMIENTO

No es preciso comprobar si los empujes horizontalesson lt 10 de la carga vertical total

Efectos desestabilizadores Empujes horizontales

Efectos estabilizadores Reaccioacuten del terreno

bull Adhesioacuten (c= 05crsquoKle005 MPa)

bull Rozamiento (f=23frsquo)

No debe considerarse el efecto favorable del Ep

Coeficiente de seguridad gR (Fd)

Se mejora

Disponiendo material granular en la base

Aumentando el empuje pasivo Ep con zarpas o inclinando la base

51

RREE

tg)REW(Bc

F

Btgc

F

FF

3w1wph

2wv

des

des

estdR

f

fg

r tgc f

e1

Ea

Eh

Ev

wRw1Ep

Rw3

Rw2

Oe3

ew2

B

e2 ew3 ew1

COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

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ESTABILIDAD AL VUELCO

En relacioacuten a un punto de giro O

Efectos estabilizadores

bull Peso W

bull Empuje pasivo pie (en muros no debe considerarse)

bull Presioacuten agua intradoacutes Rw3

Efectos desestabilizadores

bull Empuje trasdoacutes Eahellip (Eh(+) y Ev(-))

bull Empuje agua trasdoacutes Rw1

bull Subpresiones Rw2

Coeficiente de seguridad (Fv)

0290

81

M

M

M

M81901CTE

02eReRBEeE

eReEeW

M

MF

v

eR

vdstE

estbEdstEstbER

2w2w1w1wv1h

3w3w2p3

v

ev

gg

gggg

e1

Ea

Eh

Ev

wRw1Ep

Rw3

Rw2

Oe3

ew2

B

e2 ew3 ew1

COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

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PASO DE LA RESULTANTE POR EL NUacuteCLEO CENTRAL

La resultante de las acciones provoca unas presiones y deformaciones en el terreno

Se aplica la ldquoTeoriacutea del COEFICIENTE DE BALASTOrdquo

bull La presioacuten en la base de un elemento es proporcional a su asiento

p = ks s

bull Es una ley lineal

Si la cimentacioacuten es riacutegida la ley de presiones seraacute tambieacuten lineal

Bd3B

R2p

2

Vmiacuten

d3B2

B

R2p

2

Vmaacutex

B2

ppR miacutenmaacutex

V

miacutenmaacutex2

miacuten2

V ppB6

1pB

2

1dR

v

ve

R

MMd

RV

pmaacutex

pmiacuten

B RH

d

pmaacutex

pmiacuten

B

R

RH

RV

COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

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COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

PASO DE LA RESULTANTEPOR EL NUacuteCLEO CENTRAL

B3 lt d lt 2middotB3 pmiacuten gt 0

Distribucioacuten

trapezoidal

d = B3 pmiacuten = 0

Distribucioacuten triangular pmax=2 middotRvB

d lt B3 pmiacuten lt 0

Distribucioacuten triangular parcial

ldquoTracciones en la baserdquo

)Bd3(B

R2p

2

vmin

d3

R2p V

maacutex

)d3B2(B

R2p

2

vmax

d

RV

pmaacutex

pmiacuten

B3 B3 B3

B3

RV

pmaacutex pmiacuten=0

d

RV

pmaacutexldquopmiacutenlt0rdquo

v

ve

R

MMd

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COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

SEGURIDAD FRENTE AL HUNDIMIENTO

Se considera una zapata ficticia de anchura eficaz Brsquo de manera que la carga quede centrada en la misma

lsaquo rsaquo

Se tiene que cumplir que

3

qqq

B

R hund

R

hundadm

v g

d

Rv

pmaacutex pmiacuten

B2 B2

e d

Rv

B2 B2

e

Brsquo=2middotd=B-2middote

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COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

SEGURIDAD FRENTE A LA ROTURA ESTRUCTURAL

El muro como elemento estructural debe ser lo suficientemente resistente como para soportar las tensiones a las que va a estar sometido con las garantiacuteas necesarias (Instruccioacuten de Hormigoacuten Estructural EHE)

Deformacioacuten

excesiva del

alzado

Rotura por

fisuracioacuten

excesiva

Rotura por

fallo

de solape

Rotura por

esfuerzo

cortante

Rotura por

esfuerzo

rasante

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COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

ESTABILIDAD GENERAL

El conjunto del muro incluida su cimentacioacuten puede fallar mediante un mecanismo de rotura auacuten maacutes profundo que eacutestos o que no siendo tan profundo pudiera cortarlos que habraacute que comprobar

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COacuteDIGO TEacuteCNICO DE LA EDIFICACIOacuteN

COEFICIENTES DE SEGURIDAD PARCIALES

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CRITERIOS DE PREDIMENSIONADO (Jimeacutenez Salas et al 1981)

ge 20 cm

gt25 m

H3 ndash 2H3

ltH2 si Hgt10 m

H12ge30 cm

025 H le B le 04 H

(Si existen sobrecargas importantes aumentar B

hasta un 50)

H

H8-H6

c=020-030 m

025-125 m

05-125 m

H16 ndash H12

H32-H8

04 - 09 H

008-04 H

gt060 m

(CTE miacuten 08m)

Espesor de solera y alzado H12

Ancho de solera 04 - 07 H

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MEacuteTODO DE HAIRSINE

Meacutetodo para predimensionamiento

Para muros en ldquoLrdquo

Desprecia la diferencia entre el peso propio del muro y del terreno

Se obtienen ldquomrdquo y ldquobrdquo a partir de

bull ldquoFvrdquo coeficiente de seguridad al vuelco (gt2)

bull ldquojrdquo funcioacuten de la presioacuten admisible

bull

Que depende de

ldquoFdrdquo al deslizamiento (gt15)

ldquoKrdquo coeficiente de empuje

= tg base

base rozamiento tierras-muro

base = f = 23frsquo base

KFd

H

pj adm

g

mbH

bH

H

K g H

padm=j g H

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MEacuteTODO DE HAIRSINE

Procedimiento

Cada variable define una curva un graacutefico m ndash bk

La zona comuacuten sobre dichas curvas es la vaacutelida

Si se elige un punto en esa zona se asegura

bull La estabilidad al vuelco a traveacutes de Fv

bull La estabilidad al deslizamiento mediante

bull La carga admisible del cimiento por j

Mientras maacutes bajo esteacute el punto maacutes econoacutemico es el muro (menores dimensiones)

Es posible imponer distribucioacuten triangular de presiones en el terreno (resultante en nuacutecleo central)

El manejo se simplifica mediante un nomograma en el que se recogen familias de curvas para distintos valores de cada variable

KFd

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

000

020

040

060

080

100

120

140

160

180

200

0 02 04 06 08 1

a

(bK

)12

2

v

m13

F

K

b

2m3m41j

1

K

b

m12

KF

K

b d

ZONA DE

VALIDEZ

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

MEacuteTODO DE HAIRSINE(Jimeacutenez Salas et al 1981)

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

MEacuteTODO DE HAIRSINE

CONSTRUCCIOacuteN DE LAS CURVAS DE HAIRSINE (I) Para mayor precisioacuten es posible construir las tres curvas de cada problema

Estabilidad al vuelco

Presiones en la base seguacuten la distribucioacuten sea

bull Trapezoidal

bull Triangular

bull Triangular parcial

2

v

m13

F

K

b

2m3m41j

1

K

b

2m3m2j

1

K

b

2m314j3

1

K

b

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MEacuteTODO DE HAIRSINE

CONSTRUCCIOacuteN DE LAS CURVAS DE HAIRSINE (II)

Estabilidad al deslizamiento

Friccioacuten = tg base con base = f = 23frsquo base

Adhesioacuten a = c= 05c

bull En terreno sin cohesioacuten soacutelo FRICCIOacuteN

bull En terrenos sin friccioacuten soacutelo ADHESIOacuteN

bull En terrenos con ADHESIOacuteN Y FRICCIOacuteN

m12

KF

K

b d

Ha2

KF

K

b d g

g

H

am12

KF

K

b d

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MEacuteTODO DE HAIRSINE

Permite incorporar SOBRECARGA UNIFORME (q)

Meacutetodo 1 Vaacutelido solamente si la sobrecarga es pequentildea tal que H0=q lt02 H Se adopta una altura ficticia H=H+H0

Meacutetodo 2 Vaacutelido para cualquier sobrecarga se emplean los siguientes paraacutemetros

bull En terrenos con ADHESIOacuteN Y FRICCIOacuteN

bull En terrenos soacutelo con ADHESIOacuteN

Hq1

Hq31

KK

g

g

Hq31

Hq21

FF dd

g

g

Hq

pj a

g

d KF

KFHq

aa

d

g

am12

1

K

b

gg

H

q1H

a2

KF

K

b d

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MEacuteTODO DE HAIRSINE

EJEMPLO

Datos H = 3 m

g = 18 kNm3

K = 13

= 060

Fd gt 15

Fv gt 20

Pmaacutex = 27 kpa

Variables del meacutetodo

Resultados Base b = bh = 067 30 = 20 m

Puntera mbh = 048 20 = 096 m

8403151

60

KFd

50318

27H

pj adm

g 67031171b171

K

b

480m

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

MUROS EN L

Las tres meacutensulas en alzado puntera y taloacuten se calcularaacuten como empotradas en su arranque

El alzado se comprueba con el empuje de Rankine

La puntera y taloacuten bajo las cargas gravitatorias la reaccioacuten del terreno y la subpresioacuten del agua

Se suelen mantener las armaduras de las secciones criacuteticas (salvo muros muy altos)

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MUROS DE CONTRAFUERTES

Las placas verticales entre contrafuertes o las horizontales en el taloacuten pueden calcularse como placas empotradas en tres lados

Los contrafuertes en trasdoacutes se dimensionan para las tracciones correspondientes a los empujes sobre la placa vertical

La puntera se calcula como un voladizo

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

MUROS DE SOacuteTANO

Estaacuten arriostrados por los forjados y trabajan como placas apoyadas o empotradas

Se suelen calcular para el empuje en reposo

Hay que antildeadir como acciones la solicitacioacuten de los forjados intermedios y la compresioacuten de los soportes

Una parte importante de los empujes horizontales se equilibran contra los forjados y solera

La reaccioacuten de los forjados sobre el muro es una variable maacutes en los caacutelculos

Suele hacerse la hipoacutetesis simplificada de considerar un reparto uniforme de presiones bajo el cimiento

El caacutelculo estructural para dos o maacutes niveles de forjado se puede asimilar a una viga continua

Se suele considerar el muro indefinido en direccioacuten longitudinal

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MUROS DE SOacuteTANO Acciones

Empujes

Sobrecarga E1 = Ko∙q∙H a frac12 H

Peso tierras E2 = frac12 Ko∙g∙H2 a 13 H

Cargas verticales

Axil de pilares N

Pesos Nm Nt Nc

Empujes de forjados o suelo T1 T2

Ecuaciones (Incoacutegnitas Rv T1 T2) Equilibrio de fuerzas

Rv = N

T1+ T2 = E1+ E2

Momentos sobre centro de la base

T1 ∙ H = Ei ∙ei+ Nj ∙ ej

Los ej son positivos si estaacuten a la

derecha de la vertical que pasa por Rv

Comprobaciones Hundimiento Rv B lt padm

Deslizamiento T2 lt (Rv ∙ tg+c ∙B) Fd

qN

T1

E1

E2

Nm

Nc

H

B

Nt

T2

Rv

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RELLENO DEL TRASDOacuteS

La seleccioacuten del relleno en trasdoacutes

Debe considerar la influencia del agua hinchamiento

Dentro de los muros que han experimentado este movimiento haytres veces maacutes con relleno arcilloso que con relleno arenoso

Los rellenos arcillosos provocan movimientos progresivos del muro

bull Originan empujes principalmente por las variaciones estacionales de volumen con el grado de humedad

bull En la estacioacuten seca retraen y aparecen grietas de traccioacuten por las que penetra el agua en la estacioacuten huacutemeda

bull El aumento de volumen va provocandoun movimiento progresivo hacia delante

Lo ideal son suelos GP GW SP SW (lt 5 limos o arcillas)

Bastariacutea con una cuntildea en el trasdoacutes (60ordm inclinacioacuten)

Los rellenos deben ser compactados pero no en exceso

RELLENO GRANULAR

60ordm

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DRENAJE DEL TRASDOacuteS

Los empujes pueden triplicarse si no hay un sistema de drenaje o eacuteste no funciona bien Un 33 de los accidentes ocurridos en muros riacutegidos han sido por ausencia o fallo del sistema de drenaje

El control de las presiones del agua en el trasdoacutes se consigue con sistemas adecuados de drenaje Drenes verticales (material granular hormigoacuten poroso)

en toda la altura del muro o parte de ella

Laacuteminas drenantes

Drenes inclinados

Tapices drenantes horizontales a uno o varios niveles

Drenes horizontales a traveacutes del relleno

Drenes longitudinales en la base o talud del relleno

Mechinales en contacto directo con el relleno

Consideraciones generales El mejor sistema consiste en una cuntildea de relleno

granular filtrante

Todos los sistemas deben tener faacutecil evacuacioacuten del agua evitando su acumulacioacuten en el trasdoacutes

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DRENAJE DEL TRASDOacuteS

ESQUEMAS DE DRENAJE

40-50 litros de grava gruesa

15 m

Cuneta para evacuacioacuten de vertidos

Material granular de

relleno

Material arcilloso de impermeabilizacioacuten

Cuneta

60ordm

Dren de grava de

20-30 cm o panel de hormigoacuten sin finos

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CONSTRUCCIOacuteN

Seguacuten del Documento Baacutesico HS Salubridad del Coacutedigo Teacutecnico de la Edificacioacuten el grado de impermeabilidad exigible a los muros en contacto depende de

La presencia de agua Seguacuten la posicioacuten relativa de la cara del suelo en contacto con el terreno y el nivel freaacutetico

bull Baja La cara inferior del suelo estaacute sobre el nivel freaacutetico

bull Media La cara inferior del suelo estaacute a la misma profundidad que el nivel freaacutetico o a menos de dos metros por debajo

bull Alta La cara inferior del suelo estaacute ge 2 m bajo el nivel freaacutetico

El coeficiente de permeabilidad del terreno

El grado de impermeabilidad seraacute entonces

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CONSTRUCCIOacuteN

Soluciones constructivas para muros (CTE DB S)

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CONSTRUCCIOacuteN

C) CONSTITUCIOacuteN DEL MURO

C1 Hormigoacuten hidroacutefugo

C2 Hormigoacuten de consistencia fluida

C3 Muro de faacutebrica Bloquesladrillos hidrofugados y mortero hidroacutefugo

I) IMPERMEABILIZACIOacuteN

I1 Laacutemina impermeabilizante o aplicacioacuten de productos liacutequidos (poliacutemeros acriacutelicos caucho acriacutelico resinas o polieacutester)

bull En los muros pantalla basta con los lodos bentoniacuteticos

bull Con laacutemina interior debe ser adherida

bull Si es exterior capa antipunzonamiento en caras no adheridas

bull Con laacutemina drenante no precisa antipunzonamiento exterior

bull Con aplicaciones liacutequidas colocar una capa protectora exterior (geotextil o mortero reforzado) salvo que haya capa drenante

I2 Pintura impermeabilizante

I3 Muros de faacutebrica Recubrir interiormente con revestimiento hidroacutefugo (mortero hidroacutefugo cartoacuten-yeso sin yeso higroscoacutepico)

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CONSTRUCCIOacuteN

D) DRENAJE Y EVACUACIOacuteN

D1 Capa drenante y capa filtrante entre el muro y el terreno

bull La capa drenante puede ser una laacutemina grava bloques de arcilla porosos etc

bull Si es una laacutemina debe cerrarse el remate superior de la laacutemina

D2 Pozo drenante de al menos 070 m de diaacutemetro cada 50 m como maacuteximo con capa filtrante y dos bombas de achique para evacuacioacuten

D3 Tubo drenante en el arranque del muro conectado a un sistema de evacuacioacuten

D4 Canaletas de recogida de agua en la caacutemara del muro conectadas a una red de evacuacioacuten

D5 Red de evacuacioacuten del agua de lluvia en la cubierta y del terreno conectada a sistema de evacuacioacuten

V) VENTILACIOacuteN DE LA CAacuteMARA

V1 Aberturas de ventilacioacuten en el arranque y la coronacioacuten de la hoja interior y ventilarse el local al que se abren dichas aberturas

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

CONSTRUCCIOacuteN

La excavacioacuten del cimiento debe efectuarse con cuidado para no alterar las caracteriacutesticas geoteacutecnicas del suelo

Las excavaciones provisionales o definitivas deben hacerse de modo que se eviten movimientos en las tierras especialmente en el caso de muros por bataches

En el caso de suelos permeables que requieran agotamiento del agua para realizar las excavaciones eacuteste se mantendraacute durante toda la duracioacuten de los trabajos

El agotamiento debe realizarse de tal forma que no comprometa la estabilidad de los taludes o de las obras vecinas

Las juntas de hormigonado y los procesos de hormigonado vibrado y curado se efectuaraacuten con los criterios definidos en la Instruccioacuten EHE

Page 13: TEMA 03 - ESTRUCTURAS DE CONTENCIÓN RÍGIDAS

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

SUELO REFORZADO ndash ldquoTIERRA ARMADArdquo

TERRAPLEacuteN COMPACTADO POR

TONGADAS

BANDAS O ESLINGAS

PLACAS O ldquoESCAMASrdquo

SUELO REFORZADO

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

SUELO REFORZADO ndash ldquoTIERRA ARMADArdquo

SUELO REFORZADO

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

El proyecto de un muro es un proceso iterativo Partiendo de su dimensionado se comprueba si la seguridad es suficiente

Las acciones principales a considerar son Peso propio del elemento de contencioacuten

Empuje y peso del terreno considerando el nivel freaacutetico

Empujes del agua Presioacuten intersticial subpresioacuten o de filtracioacuten

Sobrecargas sobre la estructura o sobre el terreno del trasdoacutes

Otros Siacutesmicos expansividad congelacioacuten compactacioacuten

Los movimientos del muro influyen en las construcciones o servicios de su entorno

Los estados de empuje dependen del desplazamiento EMPUJE ACTIVO El elemento de contencioacuten gira o se desplaza

hacia el exterior hasta alcanzar unas condiciones de empuje miacutenimo

EMPUJE PASIVO El elemento de contencioacuten es comprimido contra el terreno hasta alcanzar unas condiciones de maacuteximo empuje

EMPUJE EN REPOSO El elemento de contencioacuten no sufre desplazamiento ni giro

COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

TIPOS DE EMPUJE A CONSIDERAR

EMPUJE ACTIVO

Muros de contencioacuten con cimentacioacuten superficial sobre suelos (padmlt 500 kPa)

Muros en ldquoLrdquo cimentados sobre pilotes verticales resistentes por la punta

Empuje en general superior al activo (media entre reposo y activo)

Muros en ldquoLrdquo sobre roca si el muro es suficientemente flexible puede utilizarse el empuje activo

Cualquier muro sobre pilotes flotantes o cualquier muro excepto en ldquoLrdquo sobre pilotes resistentes por la punta

EMPUJE EN REPOSO

Muros de gravedad sobre roca o sobre pilotes inclinados y verticales

Muros de soacutetano

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

SE BASA EN EL MEacuteTODO DE LOS ESTADOS LIacuteMITES

ESTADOS LIacuteMITE UacuteLTIMOS

bull Estabilidad al deslizamiento

bull Estabilidad al vuelco

ndash Paso de la resultante por el nuacutecleo central de la base

bull Hundimiento de la cimentacioacuten (tema 8)

bull Caacutelculo estructural

bull Estabilidad general del conjunto (no lo veremos este curso)

ESTADOS LIacuteMITE DE SERVICIO

bull Movimientos o deformaciones que puedan causar el colapso o afectar a la apariencia o al uso eficiente de la estructura de las estructuras cercanas o de los servicios proacuteximos

bull Infiltracioacuten de agua no admisible a traveacutes o por debajo del elemento de contencioacuten

bull Afeccioacuten a la situacioacuten del agua freaacutetica en el entorno con repercusioacuten sobre edificios proacuteximos o sobre la propia obra

COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

ESTABILIDAD AL DESLIZAMIENTO

No es preciso comprobar si los empujes horizontalesson lt 10 de la carga vertical total

Efectos desestabilizadores Empujes horizontales

Efectos estabilizadores Reaccioacuten del terreno

bull Adhesioacuten (c= 05crsquoKle005 MPa)

bull Rozamiento (f=23frsquo)

No debe considerarse el efecto favorable del Ep

Coeficiente de seguridad gR (Fd)

Se mejora

Disponiendo material granular en la base

Aumentando el empuje pasivo Ep con zarpas o inclinando la base

51

RREE

tg)REW(Bc

F

Btgc

F

FF

3w1wph

2wv

des

des

estdR

f

fg

r tgc f

e1

Ea

Eh

Ev

wRw1Ep

Rw3

Rw2

Oe3

ew2

B

e2 ew3 ew1

COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

ESTABILIDAD AL VUELCO

En relacioacuten a un punto de giro O

Efectos estabilizadores

bull Peso W

bull Empuje pasivo pie (en muros no debe considerarse)

bull Presioacuten agua intradoacutes Rw3

Efectos desestabilizadores

bull Empuje trasdoacutes Eahellip (Eh(+) y Ev(-))

bull Empuje agua trasdoacutes Rw1

bull Subpresiones Rw2

Coeficiente de seguridad (Fv)

0290

81

M

M

M

M81901CTE

02eReRBEeE

eReEeW

M

MF

v

eR

vdstE

estbEdstEstbER

2w2w1w1wv1h

3w3w2p3

v

ev

gg

gggg

e1

Ea

Eh

Ev

wRw1Ep

Rw3

Rw2

Oe3

ew2

B

e2 ew3 ew1

COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

PASO DE LA RESULTANTE POR EL NUacuteCLEO CENTRAL

La resultante de las acciones provoca unas presiones y deformaciones en el terreno

Se aplica la ldquoTeoriacutea del COEFICIENTE DE BALASTOrdquo

bull La presioacuten en la base de un elemento es proporcional a su asiento

p = ks s

bull Es una ley lineal

Si la cimentacioacuten es riacutegida la ley de presiones seraacute tambieacuten lineal

Bd3B

R2p

2

Vmiacuten

d3B2

B

R2p

2

Vmaacutex

B2

ppR miacutenmaacutex

V

miacutenmaacutex2

miacuten2

V ppB6

1pB

2

1dR

v

ve

R

MMd

RV

pmaacutex

pmiacuten

B RH

d

pmaacutex

pmiacuten

B

R

RH

RV

COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

PASO DE LA RESULTANTEPOR EL NUacuteCLEO CENTRAL

B3 lt d lt 2middotB3 pmiacuten gt 0

Distribucioacuten

trapezoidal

d = B3 pmiacuten = 0

Distribucioacuten triangular pmax=2 middotRvB

d lt B3 pmiacuten lt 0

Distribucioacuten triangular parcial

ldquoTracciones en la baserdquo

)Bd3(B

R2p

2

vmin

d3

R2p V

maacutex

)d3B2(B

R2p

2

vmax

d

RV

pmaacutex

pmiacuten

B3 B3 B3

B3

RV

pmaacutex pmiacuten=0

d

RV

pmaacutexldquopmiacutenlt0rdquo

v

ve

R

MMd

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

SEGURIDAD FRENTE AL HUNDIMIENTO

Se considera una zapata ficticia de anchura eficaz Brsquo de manera que la carga quede centrada en la misma

lsaquo rsaquo

Se tiene que cumplir que

3

qqq

B

R hund

R

hundadm

v g

d

Rv

pmaacutex pmiacuten

B2 B2

e d

Rv

B2 B2

e

Brsquo=2middotd=B-2middote

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

SEGURIDAD FRENTE A LA ROTURA ESTRUCTURAL

El muro como elemento estructural debe ser lo suficientemente resistente como para soportar las tensiones a las que va a estar sometido con las garantiacuteas necesarias (Instruccioacuten de Hormigoacuten Estructural EHE)

Deformacioacuten

excesiva del

alzado

Rotura por

fisuracioacuten

excesiva

Rotura por

fallo

de solape

Rotura por

esfuerzo

cortante

Rotura por

esfuerzo

rasante

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

ESTABILIDAD GENERAL

El conjunto del muro incluida su cimentacioacuten puede fallar mediante un mecanismo de rotura auacuten maacutes profundo que eacutestos o que no siendo tan profundo pudiera cortarlos que habraacute que comprobar

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

COacuteDIGO TEacuteCNICO DE LA EDIFICACIOacuteN

COEFICIENTES DE SEGURIDAD PARCIALES

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

CRITERIOS DE PREDIMENSIONADO (Jimeacutenez Salas et al 1981)

ge 20 cm

gt25 m

H3 ndash 2H3

ltH2 si Hgt10 m

H12ge30 cm

025 H le B le 04 H

(Si existen sobrecargas importantes aumentar B

hasta un 50)

H

H8-H6

c=020-030 m

025-125 m

05-125 m

H16 ndash H12

H32-H8

04 - 09 H

008-04 H

gt060 m

(CTE miacuten 08m)

Espesor de solera y alzado H12

Ancho de solera 04 - 07 H

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

MEacuteTODO DE HAIRSINE

Meacutetodo para predimensionamiento

Para muros en ldquoLrdquo

Desprecia la diferencia entre el peso propio del muro y del terreno

Se obtienen ldquomrdquo y ldquobrdquo a partir de

bull ldquoFvrdquo coeficiente de seguridad al vuelco (gt2)

bull ldquojrdquo funcioacuten de la presioacuten admisible

bull

Que depende de

ldquoFdrdquo al deslizamiento (gt15)

ldquoKrdquo coeficiente de empuje

= tg base

base rozamiento tierras-muro

base = f = 23frsquo base

KFd

H

pj adm

g

mbH

bH

H

K g H

padm=j g H

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

MEacuteTODO DE HAIRSINE

Procedimiento

Cada variable define una curva un graacutefico m ndash bk

La zona comuacuten sobre dichas curvas es la vaacutelida

Si se elige un punto en esa zona se asegura

bull La estabilidad al vuelco a traveacutes de Fv

bull La estabilidad al deslizamiento mediante

bull La carga admisible del cimiento por j

Mientras maacutes bajo esteacute el punto maacutes econoacutemico es el muro (menores dimensiones)

Es posible imponer distribucioacuten triangular de presiones en el terreno (resultante en nuacutecleo central)

El manejo se simplifica mediante un nomograma en el que se recogen familias de curvas para distintos valores de cada variable

KFd

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

000

020

040

060

080

100

120

140

160

180

200

0 02 04 06 08 1

a

(bK

)12

2

v

m13

F

K

b

2m3m41j

1

K

b

m12

KF

K

b d

ZONA DE

VALIDEZ

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

MEacuteTODO DE HAIRSINE(Jimeacutenez Salas et al 1981)

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

MEacuteTODO DE HAIRSINE

CONSTRUCCIOacuteN DE LAS CURVAS DE HAIRSINE (I) Para mayor precisioacuten es posible construir las tres curvas de cada problema

Estabilidad al vuelco

Presiones en la base seguacuten la distribucioacuten sea

bull Trapezoidal

bull Triangular

bull Triangular parcial

2

v

m13

F

K

b

2m3m41j

1

K

b

2m3m2j

1

K

b

2m314j3

1

K

b

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

MEacuteTODO DE HAIRSINE

CONSTRUCCIOacuteN DE LAS CURVAS DE HAIRSINE (II)

Estabilidad al deslizamiento

Friccioacuten = tg base con base = f = 23frsquo base

Adhesioacuten a = c= 05c

bull En terreno sin cohesioacuten soacutelo FRICCIOacuteN

bull En terrenos sin friccioacuten soacutelo ADHESIOacuteN

bull En terrenos con ADHESIOacuteN Y FRICCIOacuteN

m12

KF

K

b d

Ha2

KF

K

b d g

g

H

am12

KF

K

b d

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

MEacuteTODO DE HAIRSINE

Permite incorporar SOBRECARGA UNIFORME (q)

Meacutetodo 1 Vaacutelido solamente si la sobrecarga es pequentildea tal que H0=q lt02 H Se adopta una altura ficticia H=H+H0

Meacutetodo 2 Vaacutelido para cualquier sobrecarga se emplean los siguientes paraacutemetros

bull En terrenos con ADHESIOacuteN Y FRICCIOacuteN

bull En terrenos soacutelo con ADHESIOacuteN

Hq1

Hq31

KK

g

g

Hq31

Hq21

FF dd

g

g

Hq

pj a

g

d KF

KFHq

aa

d

g

am12

1

K

b

gg

H

q1H

a2

KF

K

b d

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

MEacuteTODO DE HAIRSINE

EJEMPLO

Datos H = 3 m

g = 18 kNm3

K = 13

= 060

Fd gt 15

Fv gt 20

Pmaacutex = 27 kpa

Variables del meacutetodo

Resultados Base b = bh = 067 30 = 20 m

Puntera mbh = 048 20 = 096 m

8403151

60

KFd

50318

27H

pj adm

g 67031171b171

K

b

480m

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

MUROS EN L

Las tres meacutensulas en alzado puntera y taloacuten se calcularaacuten como empotradas en su arranque

El alzado se comprueba con el empuje de Rankine

La puntera y taloacuten bajo las cargas gravitatorias la reaccioacuten del terreno y la subpresioacuten del agua

Se suelen mantener las armaduras de las secciones criacuteticas (salvo muros muy altos)

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

MUROS DE CONTRAFUERTES

Las placas verticales entre contrafuertes o las horizontales en el taloacuten pueden calcularse como placas empotradas en tres lados

Los contrafuertes en trasdoacutes se dimensionan para las tracciones correspondientes a los empujes sobre la placa vertical

La puntera se calcula como un voladizo

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

MUROS DE SOacuteTANO

Estaacuten arriostrados por los forjados y trabajan como placas apoyadas o empotradas

Se suelen calcular para el empuje en reposo

Hay que antildeadir como acciones la solicitacioacuten de los forjados intermedios y la compresioacuten de los soportes

Una parte importante de los empujes horizontales se equilibran contra los forjados y solera

La reaccioacuten de los forjados sobre el muro es una variable maacutes en los caacutelculos

Suele hacerse la hipoacutetesis simplificada de considerar un reparto uniforme de presiones bajo el cimiento

El caacutelculo estructural para dos o maacutes niveles de forjado se puede asimilar a una viga continua

Se suele considerar el muro indefinido en direccioacuten longitudinal

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

MUROS DE SOacuteTANO Acciones

Empujes

Sobrecarga E1 = Ko∙q∙H a frac12 H

Peso tierras E2 = frac12 Ko∙g∙H2 a 13 H

Cargas verticales

Axil de pilares N

Pesos Nm Nt Nc

Empujes de forjados o suelo T1 T2

Ecuaciones (Incoacutegnitas Rv T1 T2) Equilibrio de fuerzas

Rv = N

T1+ T2 = E1+ E2

Momentos sobre centro de la base

T1 ∙ H = Ei ∙ei+ Nj ∙ ej

Los ej son positivos si estaacuten a la

derecha de la vertical que pasa por Rv

Comprobaciones Hundimiento Rv B lt padm

Deslizamiento T2 lt (Rv ∙ tg+c ∙B) Fd

qN

T1

E1

E2

Nm

Nc

H

B

Nt

T2

Rv

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

RELLENO DEL TRASDOacuteS

La seleccioacuten del relleno en trasdoacutes

Debe considerar la influencia del agua hinchamiento

Dentro de los muros que han experimentado este movimiento haytres veces maacutes con relleno arcilloso que con relleno arenoso

Los rellenos arcillosos provocan movimientos progresivos del muro

bull Originan empujes principalmente por las variaciones estacionales de volumen con el grado de humedad

bull En la estacioacuten seca retraen y aparecen grietas de traccioacuten por las que penetra el agua en la estacioacuten huacutemeda

bull El aumento de volumen va provocandoun movimiento progresivo hacia delante

Lo ideal son suelos GP GW SP SW (lt 5 limos o arcillas)

Bastariacutea con una cuntildea en el trasdoacutes (60ordm inclinacioacuten)

Los rellenos deben ser compactados pero no en exceso

RELLENO GRANULAR

60ordm

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

DRENAJE DEL TRASDOacuteS

Los empujes pueden triplicarse si no hay un sistema de drenaje o eacuteste no funciona bien Un 33 de los accidentes ocurridos en muros riacutegidos han sido por ausencia o fallo del sistema de drenaje

El control de las presiones del agua en el trasdoacutes se consigue con sistemas adecuados de drenaje Drenes verticales (material granular hormigoacuten poroso)

en toda la altura del muro o parte de ella

Laacuteminas drenantes

Drenes inclinados

Tapices drenantes horizontales a uno o varios niveles

Drenes horizontales a traveacutes del relleno

Drenes longitudinales en la base o talud del relleno

Mechinales en contacto directo con el relleno

Consideraciones generales El mejor sistema consiste en una cuntildea de relleno

granular filtrante

Todos los sistemas deben tener faacutecil evacuacioacuten del agua evitando su acumulacioacuten en el trasdoacutes

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

DRENAJE DEL TRASDOacuteS

ESQUEMAS DE DRENAJE

40-50 litros de grava gruesa

15 m

Cuneta para evacuacioacuten de vertidos

Material granular de

relleno

Material arcilloso de impermeabilizacioacuten

Cuneta

60ordm

Dren de grava de

20-30 cm o panel de hormigoacuten sin finos

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

CONSTRUCCIOacuteN

Seguacuten del Documento Baacutesico HS Salubridad del Coacutedigo Teacutecnico de la Edificacioacuten el grado de impermeabilidad exigible a los muros en contacto depende de

La presencia de agua Seguacuten la posicioacuten relativa de la cara del suelo en contacto con el terreno y el nivel freaacutetico

bull Baja La cara inferior del suelo estaacute sobre el nivel freaacutetico

bull Media La cara inferior del suelo estaacute a la misma profundidad que el nivel freaacutetico o a menos de dos metros por debajo

bull Alta La cara inferior del suelo estaacute ge 2 m bajo el nivel freaacutetico

El coeficiente de permeabilidad del terreno

El grado de impermeabilidad seraacute entonces

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

CONSTRUCCIOacuteN

Soluciones constructivas para muros (CTE DB S)

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

CONSTRUCCIOacuteN

C) CONSTITUCIOacuteN DEL MURO

C1 Hormigoacuten hidroacutefugo

C2 Hormigoacuten de consistencia fluida

C3 Muro de faacutebrica Bloquesladrillos hidrofugados y mortero hidroacutefugo

I) IMPERMEABILIZACIOacuteN

I1 Laacutemina impermeabilizante o aplicacioacuten de productos liacutequidos (poliacutemeros acriacutelicos caucho acriacutelico resinas o polieacutester)

bull En los muros pantalla basta con los lodos bentoniacuteticos

bull Con laacutemina interior debe ser adherida

bull Si es exterior capa antipunzonamiento en caras no adheridas

bull Con laacutemina drenante no precisa antipunzonamiento exterior

bull Con aplicaciones liacutequidas colocar una capa protectora exterior (geotextil o mortero reforzado) salvo que haya capa drenante

I2 Pintura impermeabilizante

I3 Muros de faacutebrica Recubrir interiormente con revestimiento hidroacutefugo (mortero hidroacutefugo cartoacuten-yeso sin yeso higroscoacutepico)

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

CONSTRUCCIOacuteN

D) DRENAJE Y EVACUACIOacuteN

D1 Capa drenante y capa filtrante entre el muro y el terreno

bull La capa drenante puede ser una laacutemina grava bloques de arcilla porosos etc

bull Si es una laacutemina debe cerrarse el remate superior de la laacutemina

D2 Pozo drenante de al menos 070 m de diaacutemetro cada 50 m como maacuteximo con capa filtrante y dos bombas de achique para evacuacioacuten

D3 Tubo drenante en el arranque del muro conectado a un sistema de evacuacioacuten

D4 Canaletas de recogida de agua en la caacutemara del muro conectadas a una red de evacuacioacuten

D5 Red de evacuacioacuten del agua de lluvia en la cubierta y del terreno conectada a sistema de evacuacioacuten

V) VENTILACIOacuteN DE LA CAacuteMARA

V1 Aberturas de ventilacioacuten en el arranque y la coronacioacuten de la hoja interior y ventilarse el local al que se abren dichas aberturas

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

CONSTRUCCIOacuteN

La excavacioacuten del cimiento debe efectuarse con cuidado para no alterar las caracteriacutesticas geoteacutecnicas del suelo

Las excavaciones provisionales o definitivas deben hacerse de modo que se eviten movimientos en las tierras especialmente en el caso de muros por bataches

En el caso de suelos permeables que requieran agotamiento del agua para realizar las excavaciones eacuteste se mantendraacute durante toda la duracioacuten de los trabajos

El agotamiento debe realizarse de tal forma que no comprometa la estabilidad de los taludes o de las obras vecinas

Las juntas de hormigonado y los procesos de hormigonado vibrado y curado se efectuaraacuten con los criterios definidos en la Instruccioacuten EHE

Page 14: TEMA 03 - ESTRUCTURAS DE CONTENCIÓN RÍGIDAS

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

SUELO REFORZADO ndash ldquoTIERRA ARMADArdquo

SUELO REFORZADO

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

El proyecto de un muro es un proceso iterativo Partiendo de su dimensionado se comprueba si la seguridad es suficiente

Las acciones principales a considerar son Peso propio del elemento de contencioacuten

Empuje y peso del terreno considerando el nivel freaacutetico

Empujes del agua Presioacuten intersticial subpresioacuten o de filtracioacuten

Sobrecargas sobre la estructura o sobre el terreno del trasdoacutes

Otros Siacutesmicos expansividad congelacioacuten compactacioacuten

Los movimientos del muro influyen en las construcciones o servicios de su entorno

Los estados de empuje dependen del desplazamiento EMPUJE ACTIVO El elemento de contencioacuten gira o se desplaza

hacia el exterior hasta alcanzar unas condiciones de empuje miacutenimo

EMPUJE PASIVO El elemento de contencioacuten es comprimido contra el terreno hasta alcanzar unas condiciones de maacuteximo empuje

EMPUJE EN REPOSO El elemento de contencioacuten no sufre desplazamiento ni giro

COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

TIPOS DE EMPUJE A CONSIDERAR

EMPUJE ACTIVO

Muros de contencioacuten con cimentacioacuten superficial sobre suelos (padmlt 500 kPa)

Muros en ldquoLrdquo cimentados sobre pilotes verticales resistentes por la punta

Empuje en general superior al activo (media entre reposo y activo)

Muros en ldquoLrdquo sobre roca si el muro es suficientemente flexible puede utilizarse el empuje activo

Cualquier muro sobre pilotes flotantes o cualquier muro excepto en ldquoLrdquo sobre pilotes resistentes por la punta

EMPUJE EN REPOSO

Muros de gravedad sobre roca o sobre pilotes inclinados y verticales

Muros de soacutetano

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

SE BASA EN EL MEacuteTODO DE LOS ESTADOS LIacuteMITES

ESTADOS LIacuteMITE UacuteLTIMOS

bull Estabilidad al deslizamiento

bull Estabilidad al vuelco

ndash Paso de la resultante por el nuacutecleo central de la base

bull Hundimiento de la cimentacioacuten (tema 8)

bull Caacutelculo estructural

bull Estabilidad general del conjunto (no lo veremos este curso)

ESTADOS LIacuteMITE DE SERVICIO

bull Movimientos o deformaciones que puedan causar el colapso o afectar a la apariencia o al uso eficiente de la estructura de las estructuras cercanas o de los servicios proacuteximos

bull Infiltracioacuten de agua no admisible a traveacutes o por debajo del elemento de contencioacuten

bull Afeccioacuten a la situacioacuten del agua freaacutetica en el entorno con repercusioacuten sobre edificios proacuteximos o sobre la propia obra

COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

ESTABILIDAD AL DESLIZAMIENTO

No es preciso comprobar si los empujes horizontalesson lt 10 de la carga vertical total

Efectos desestabilizadores Empujes horizontales

Efectos estabilizadores Reaccioacuten del terreno

bull Adhesioacuten (c= 05crsquoKle005 MPa)

bull Rozamiento (f=23frsquo)

No debe considerarse el efecto favorable del Ep

Coeficiente de seguridad gR (Fd)

Se mejora

Disponiendo material granular en la base

Aumentando el empuje pasivo Ep con zarpas o inclinando la base

51

RREE

tg)REW(Bc

F

Btgc

F

FF

3w1wph

2wv

des

des

estdR

f

fg

r tgc f

e1

Ea

Eh

Ev

wRw1Ep

Rw3

Rw2

Oe3

ew2

B

e2 ew3 ew1

COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

ESTABILIDAD AL VUELCO

En relacioacuten a un punto de giro O

Efectos estabilizadores

bull Peso W

bull Empuje pasivo pie (en muros no debe considerarse)

bull Presioacuten agua intradoacutes Rw3

Efectos desestabilizadores

bull Empuje trasdoacutes Eahellip (Eh(+) y Ev(-))

bull Empuje agua trasdoacutes Rw1

bull Subpresiones Rw2

Coeficiente de seguridad (Fv)

0290

81

M

M

M

M81901CTE

02eReRBEeE

eReEeW

M

MF

v

eR

vdstE

estbEdstEstbER

2w2w1w1wv1h

3w3w2p3

v

ev

gg

gggg

e1

Ea

Eh

Ev

wRw1Ep

Rw3

Rw2

Oe3

ew2

B

e2 ew3 ew1

COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

PASO DE LA RESULTANTE POR EL NUacuteCLEO CENTRAL

La resultante de las acciones provoca unas presiones y deformaciones en el terreno

Se aplica la ldquoTeoriacutea del COEFICIENTE DE BALASTOrdquo

bull La presioacuten en la base de un elemento es proporcional a su asiento

p = ks s

bull Es una ley lineal

Si la cimentacioacuten es riacutegida la ley de presiones seraacute tambieacuten lineal

Bd3B

R2p

2

Vmiacuten

d3B2

B

R2p

2

Vmaacutex

B2

ppR miacutenmaacutex

V

miacutenmaacutex2

miacuten2

V ppB6

1pB

2

1dR

v

ve

R

MMd

RV

pmaacutex

pmiacuten

B RH

d

pmaacutex

pmiacuten

B

R

RH

RV

COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

PASO DE LA RESULTANTEPOR EL NUacuteCLEO CENTRAL

B3 lt d lt 2middotB3 pmiacuten gt 0

Distribucioacuten

trapezoidal

d = B3 pmiacuten = 0

Distribucioacuten triangular pmax=2 middotRvB

d lt B3 pmiacuten lt 0

Distribucioacuten triangular parcial

ldquoTracciones en la baserdquo

)Bd3(B

R2p

2

vmin

d3

R2p V

maacutex

)d3B2(B

R2p

2

vmax

d

RV

pmaacutex

pmiacuten

B3 B3 B3

B3

RV

pmaacutex pmiacuten=0

d

RV

pmaacutexldquopmiacutenlt0rdquo

v

ve

R

MMd

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

SEGURIDAD FRENTE AL HUNDIMIENTO

Se considera una zapata ficticia de anchura eficaz Brsquo de manera que la carga quede centrada en la misma

lsaquo rsaquo

Se tiene que cumplir que

3

qqq

B

R hund

R

hundadm

v g

d

Rv

pmaacutex pmiacuten

B2 B2

e d

Rv

B2 B2

e

Brsquo=2middotd=B-2middote

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

SEGURIDAD FRENTE A LA ROTURA ESTRUCTURAL

El muro como elemento estructural debe ser lo suficientemente resistente como para soportar las tensiones a las que va a estar sometido con las garantiacuteas necesarias (Instruccioacuten de Hormigoacuten Estructural EHE)

Deformacioacuten

excesiva del

alzado

Rotura por

fisuracioacuten

excesiva

Rotura por

fallo

de solape

Rotura por

esfuerzo

cortante

Rotura por

esfuerzo

rasante

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

ESTABILIDAD GENERAL

El conjunto del muro incluida su cimentacioacuten puede fallar mediante un mecanismo de rotura auacuten maacutes profundo que eacutestos o que no siendo tan profundo pudiera cortarlos que habraacute que comprobar

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

COacuteDIGO TEacuteCNICO DE LA EDIFICACIOacuteN

COEFICIENTES DE SEGURIDAD PARCIALES

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

CRITERIOS DE PREDIMENSIONADO (Jimeacutenez Salas et al 1981)

ge 20 cm

gt25 m

H3 ndash 2H3

ltH2 si Hgt10 m

H12ge30 cm

025 H le B le 04 H

(Si existen sobrecargas importantes aumentar B

hasta un 50)

H

H8-H6

c=020-030 m

025-125 m

05-125 m

H16 ndash H12

H32-H8

04 - 09 H

008-04 H

gt060 m

(CTE miacuten 08m)

Espesor de solera y alzado H12

Ancho de solera 04 - 07 H

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

MEacuteTODO DE HAIRSINE

Meacutetodo para predimensionamiento

Para muros en ldquoLrdquo

Desprecia la diferencia entre el peso propio del muro y del terreno

Se obtienen ldquomrdquo y ldquobrdquo a partir de

bull ldquoFvrdquo coeficiente de seguridad al vuelco (gt2)

bull ldquojrdquo funcioacuten de la presioacuten admisible

bull

Que depende de

ldquoFdrdquo al deslizamiento (gt15)

ldquoKrdquo coeficiente de empuje

= tg base

base rozamiento tierras-muro

base = f = 23frsquo base

KFd

H

pj adm

g

mbH

bH

H

K g H

padm=j g H

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

MEacuteTODO DE HAIRSINE

Procedimiento

Cada variable define una curva un graacutefico m ndash bk

La zona comuacuten sobre dichas curvas es la vaacutelida

Si se elige un punto en esa zona se asegura

bull La estabilidad al vuelco a traveacutes de Fv

bull La estabilidad al deslizamiento mediante

bull La carga admisible del cimiento por j

Mientras maacutes bajo esteacute el punto maacutes econoacutemico es el muro (menores dimensiones)

Es posible imponer distribucioacuten triangular de presiones en el terreno (resultante en nuacutecleo central)

El manejo se simplifica mediante un nomograma en el que se recogen familias de curvas para distintos valores de cada variable

KFd

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

000

020

040

060

080

100

120

140

160

180

200

0 02 04 06 08 1

a

(bK

)12

2

v

m13

F

K

b

2m3m41j

1

K

b

m12

KF

K

b d

ZONA DE

VALIDEZ

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

MEacuteTODO DE HAIRSINE(Jimeacutenez Salas et al 1981)

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

MEacuteTODO DE HAIRSINE

CONSTRUCCIOacuteN DE LAS CURVAS DE HAIRSINE (I) Para mayor precisioacuten es posible construir las tres curvas de cada problema

Estabilidad al vuelco

Presiones en la base seguacuten la distribucioacuten sea

bull Trapezoidal

bull Triangular

bull Triangular parcial

2

v

m13

F

K

b

2m3m41j

1

K

b

2m3m2j

1

K

b

2m314j3

1

K

b

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MEacuteTODO DE HAIRSINE

CONSTRUCCIOacuteN DE LAS CURVAS DE HAIRSINE (II)

Estabilidad al deslizamiento

Friccioacuten = tg base con base = f = 23frsquo base

Adhesioacuten a = c= 05c

bull En terreno sin cohesioacuten soacutelo FRICCIOacuteN

bull En terrenos sin friccioacuten soacutelo ADHESIOacuteN

bull En terrenos con ADHESIOacuteN Y FRICCIOacuteN

m12

KF

K

b d

Ha2

KF

K

b d g

g

H

am12

KF

K

b d

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MEacuteTODO DE HAIRSINE

Permite incorporar SOBRECARGA UNIFORME (q)

Meacutetodo 1 Vaacutelido solamente si la sobrecarga es pequentildea tal que H0=q lt02 H Se adopta una altura ficticia H=H+H0

Meacutetodo 2 Vaacutelido para cualquier sobrecarga se emplean los siguientes paraacutemetros

bull En terrenos con ADHESIOacuteN Y FRICCIOacuteN

bull En terrenos soacutelo con ADHESIOacuteN

Hq1

Hq31

KK

g

g

Hq31

Hq21

FF dd

g

g

Hq

pj a

g

d KF

KFHq

aa

d

g

am12

1

K

b

gg

H

q1H

a2

KF

K

b d

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

MEacuteTODO DE HAIRSINE

EJEMPLO

Datos H = 3 m

g = 18 kNm3

K = 13

= 060

Fd gt 15

Fv gt 20

Pmaacutex = 27 kpa

Variables del meacutetodo

Resultados Base b = bh = 067 30 = 20 m

Puntera mbh = 048 20 = 096 m

8403151

60

KFd

50318

27H

pj adm

g 67031171b171

K

b

480m

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

MUROS EN L

Las tres meacutensulas en alzado puntera y taloacuten se calcularaacuten como empotradas en su arranque

El alzado se comprueba con el empuje de Rankine

La puntera y taloacuten bajo las cargas gravitatorias la reaccioacuten del terreno y la subpresioacuten del agua

Se suelen mantener las armaduras de las secciones criacuteticas (salvo muros muy altos)

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MUROS DE CONTRAFUERTES

Las placas verticales entre contrafuertes o las horizontales en el taloacuten pueden calcularse como placas empotradas en tres lados

Los contrafuertes en trasdoacutes se dimensionan para las tracciones correspondientes a los empujes sobre la placa vertical

La puntera se calcula como un voladizo

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MUROS DE SOacuteTANO

Estaacuten arriostrados por los forjados y trabajan como placas apoyadas o empotradas

Se suelen calcular para el empuje en reposo

Hay que antildeadir como acciones la solicitacioacuten de los forjados intermedios y la compresioacuten de los soportes

Una parte importante de los empujes horizontales se equilibran contra los forjados y solera

La reaccioacuten de los forjados sobre el muro es una variable maacutes en los caacutelculos

Suele hacerse la hipoacutetesis simplificada de considerar un reparto uniforme de presiones bajo el cimiento

El caacutelculo estructural para dos o maacutes niveles de forjado se puede asimilar a una viga continua

Se suele considerar el muro indefinido en direccioacuten longitudinal

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MUROS DE SOacuteTANO Acciones

Empujes

Sobrecarga E1 = Ko∙q∙H a frac12 H

Peso tierras E2 = frac12 Ko∙g∙H2 a 13 H

Cargas verticales

Axil de pilares N

Pesos Nm Nt Nc

Empujes de forjados o suelo T1 T2

Ecuaciones (Incoacutegnitas Rv T1 T2) Equilibrio de fuerzas

Rv = N

T1+ T2 = E1+ E2

Momentos sobre centro de la base

T1 ∙ H = Ei ∙ei+ Nj ∙ ej

Los ej son positivos si estaacuten a la

derecha de la vertical que pasa por Rv

Comprobaciones Hundimiento Rv B lt padm

Deslizamiento T2 lt (Rv ∙ tg+c ∙B) Fd

qN

T1

E1

E2

Nm

Nc

H

B

Nt

T2

Rv

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RELLENO DEL TRASDOacuteS

La seleccioacuten del relleno en trasdoacutes

Debe considerar la influencia del agua hinchamiento

Dentro de los muros que han experimentado este movimiento haytres veces maacutes con relleno arcilloso que con relleno arenoso

Los rellenos arcillosos provocan movimientos progresivos del muro

bull Originan empujes principalmente por las variaciones estacionales de volumen con el grado de humedad

bull En la estacioacuten seca retraen y aparecen grietas de traccioacuten por las que penetra el agua en la estacioacuten huacutemeda

bull El aumento de volumen va provocandoun movimiento progresivo hacia delante

Lo ideal son suelos GP GW SP SW (lt 5 limos o arcillas)

Bastariacutea con una cuntildea en el trasdoacutes (60ordm inclinacioacuten)

Los rellenos deben ser compactados pero no en exceso

RELLENO GRANULAR

60ordm

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DRENAJE DEL TRASDOacuteS

Los empujes pueden triplicarse si no hay un sistema de drenaje o eacuteste no funciona bien Un 33 de los accidentes ocurridos en muros riacutegidos han sido por ausencia o fallo del sistema de drenaje

El control de las presiones del agua en el trasdoacutes se consigue con sistemas adecuados de drenaje Drenes verticales (material granular hormigoacuten poroso)

en toda la altura del muro o parte de ella

Laacuteminas drenantes

Drenes inclinados

Tapices drenantes horizontales a uno o varios niveles

Drenes horizontales a traveacutes del relleno

Drenes longitudinales en la base o talud del relleno

Mechinales en contacto directo con el relleno

Consideraciones generales El mejor sistema consiste en una cuntildea de relleno

granular filtrante

Todos los sistemas deben tener faacutecil evacuacioacuten del agua evitando su acumulacioacuten en el trasdoacutes

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DRENAJE DEL TRASDOacuteS

ESQUEMAS DE DRENAJE

40-50 litros de grava gruesa

15 m

Cuneta para evacuacioacuten de vertidos

Material granular de

relleno

Material arcilloso de impermeabilizacioacuten

Cuneta

60ordm

Dren de grava de

20-30 cm o panel de hormigoacuten sin finos

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CONSTRUCCIOacuteN

Seguacuten del Documento Baacutesico HS Salubridad del Coacutedigo Teacutecnico de la Edificacioacuten el grado de impermeabilidad exigible a los muros en contacto depende de

La presencia de agua Seguacuten la posicioacuten relativa de la cara del suelo en contacto con el terreno y el nivel freaacutetico

bull Baja La cara inferior del suelo estaacute sobre el nivel freaacutetico

bull Media La cara inferior del suelo estaacute a la misma profundidad que el nivel freaacutetico o a menos de dos metros por debajo

bull Alta La cara inferior del suelo estaacute ge 2 m bajo el nivel freaacutetico

El coeficiente de permeabilidad del terreno

El grado de impermeabilidad seraacute entonces

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CONSTRUCCIOacuteN

Soluciones constructivas para muros (CTE DB S)

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CONSTRUCCIOacuteN

C) CONSTITUCIOacuteN DEL MURO

C1 Hormigoacuten hidroacutefugo

C2 Hormigoacuten de consistencia fluida

C3 Muro de faacutebrica Bloquesladrillos hidrofugados y mortero hidroacutefugo

I) IMPERMEABILIZACIOacuteN

I1 Laacutemina impermeabilizante o aplicacioacuten de productos liacutequidos (poliacutemeros acriacutelicos caucho acriacutelico resinas o polieacutester)

bull En los muros pantalla basta con los lodos bentoniacuteticos

bull Con laacutemina interior debe ser adherida

bull Si es exterior capa antipunzonamiento en caras no adheridas

bull Con laacutemina drenante no precisa antipunzonamiento exterior

bull Con aplicaciones liacutequidas colocar una capa protectora exterior (geotextil o mortero reforzado) salvo que haya capa drenante

I2 Pintura impermeabilizante

I3 Muros de faacutebrica Recubrir interiormente con revestimiento hidroacutefugo (mortero hidroacutefugo cartoacuten-yeso sin yeso higroscoacutepico)

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CONSTRUCCIOacuteN

D) DRENAJE Y EVACUACIOacuteN

D1 Capa drenante y capa filtrante entre el muro y el terreno

bull La capa drenante puede ser una laacutemina grava bloques de arcilla porosos etc

bull Si es una laacutemina debe cerrarse el remate superior de la laacutemina

D2 Pozo drenante de al menos 070 m de diaacutemetro cada 50 m como maacuteximo con capa filtrante y dos bombas de achique para evacuacioacuten

D3 Tubo drenante en el arranque del muro conectado a un sistema de evacuacioacuten

D4 Canaletas de recogida de agua en la caacutemara del muro conectadas a una red de evacuacioacuten

D5 Red de evacuacioacuten del agua de lluvia en la cubierta y del terreno conectada a sistema de evacuacioacuten

V) VENTILACIOacuteN DE LA CAacuteMARA

V1 Aberturas de ventilacioacuten en el arranque y la coronacioacuten de la hoja interior y ventilarse el local al que se abren dichas aberturas

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CONSTRUCCIOacuteN

La excavacioacuten del cimiento debe efectuarse con cuidado para no alterar las caracteriacutesticas geoteacutecnicas del suelo

Las excavaciones provisionales o definitivas deben hacerse de modo que se eviten movimientos en las tierras especialmente en el caso de muros por bataches

En el caso de suelos permeables que requieran agotamiento del agua para realizar las excavaciones eacuteste se mantendraacute durante toda la duracioacuten de los trabajos

El agotamiento debe realizarse de tal forma que no comprometa la estabilidad de los taludes o de las obras vecinas

Las juntas de hormigonado y los procesos de hormigonado vibrado y curado se efectuaraacuten con los criterios definidos en la Instruccioacuten EHE

Page 15: TEMA 03 - ESTRUCTURAS DE CONTENCIÓN RÍGIDAS

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

El proyecto de un muro es un proceso iterativo Partiendo de su dimensionado se comprueba si la seguridad es suficiente

Las acciones principales a considerar son Peso propio del elemento de contencioacuten

Empuje y peso del terreno considerando el nivel freaacutetico

Empujes del agua Presioacuten intersticial subpresioacuten o de filtracioacuten

Sobrecargas sobre la estructura o sobre el terreno del trasdoacutes

Otros Siacutesmicos expansividad congelacioacuten compactacioacuten

Los movimientos del muro influyen en las construcciones o servicios de su entorno

Los estados de empuje dependen del desplazamiento EMPUJE ACTIVO El elemento de contencioacuten gira o se desplaza

hacia el exterior hasta alcanzar unas condiciones de empuje miacutenimo

EMPUJE PASIVO El elemento de contencioacuten es comprimido contra el terreno hasta alcanzar unas condiciones de maacuteximo empuje

EMPUJE EN REPOSO El elemento de contencioacuten no sufre desplazamiento ni giro

COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

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TIPOS DE EMPUJE A CONSIDERAR

EMPUJE ACTIVO

Muros de contencioacuten con cimentacioacuten superficial sobre suelos (padmlt 500 kPa)

Muros en ldquoLrdquo cimentados sobre pilotes verticales resistentes por la punta

Empuje en general superior al activo (media entre reposo y activo)

Muros en ldquoLrdquo sobre roca si el muro es suficientemente flexible puede utilizarse el empuje activo

Cualquier muro sobre pilotes flotantes o cualquier muro excepto en ldquoLrdquo sobre pilotes resistentes por la punta

EMPUJE EN REPOSO

Muros de gravedad sobre roca o sobre pilotes inclinados y verticales

Muros de soacutetano

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SE BASA EN EL MEacuteTODO DE LOS ESTADOS LIacuteMITES

ESTADOS LIacuteMITE UacuteLTIMOS

bull Estabilidad al deslizamiento

bull Estabilidad al vuelco

ndash Paso de la resultante por el nuacutecleo central de la base

bull Hundimiento de la cimentacioacuten (tema 8)

bull Caacutelculo estructural

bull Estabilidad general del conjunto (no lo veremos este curso)

ESTADOS LIacuteMITE DE SERVICIO

bull Movimientos o deformaciones que puedan causar el colapso o afectar a la apariencia o al uso eficiente de la estructura de las estructuras cercanas o de los servicios proacuteximos

bull Infiltracioacuten de agua no admisible a traveacutes o por debajo del elemento de contencioacuten

bull Afeccioacuten a la situacioacuten del agua freaacutetica en el entorno con repercusioacuten sobre edificios proacuteximos o sobre la propia obra

COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

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ESTABILIDAD AL DESLIZAMIENTO

No es preciso comprobar si los empujes horizontalesson lt 10 de la carga vertical total

Efectos desestabilizadores Empujes horizontales

Efectos estabilizadores Reaccioacuten del terreno

bull Adhesioacuten (c= 05crsquoKle005 MPa)

bull Rozamiento (f=23frsquo)

No debe considerarse el efecto favorable del Ep

Coeficiente de seguridad gR (Fd)

Se mejora

Disponiendo material granular en la base

Aumentando el empuje pasivo Ep con zarpas o inclinando la base

51

RREE

tg)REW(Bc

F

Btgc

F

FF

3w1wph

2wv

des

des

estdR

f

fg

r tgc f

e1

Ea

Eh

Ev

wRw1Ep

Rw3

Rw2

Oe3

ew2

B

e2 ew3 ew1

COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

ESTABILIDAD AL VUELCO

En relacioacuten a un punto de giro O

Efectos estabilizadores

bull Peso W

bull Empuje pasivo pie (en muros no debe considerarse)

bull Presioacuten agua intradoacutes Rw3

Efectos desestabilizadores

bull Empuje trasdoacutes Eahellip (Eh(+) y Ev(-))

bull Empuje agua trasdoacutes Rw1

bull Subpresiones Rw2

Coeficiente de seguridad (Fv)

0290

81

M

M

M

M81901CTE

02eReRBEeE

eReEeW

M

MF

v

eR

vdstE

estbEdstEstbER

2w2w1w1wv1h

3w3w2p3

v

ev

gg

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e1

Ea

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Rw3

Rw2

Oe3

ew2

B

e2 ew3 ew1

COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

PASO DE LA RESULTANTE POR EL NUacuteCLEO CENTRAL

La resultante de las acciones provoca unas presiones y deformaciones en el terreno

Se aplica la ldquoTeoriacutea del COEFICIENTE DE BALASTOrdquo

bull La presioacuten en la base de un elemento es proporcional a su asiento

p = ks s

bull Es una ley lineal

Si la cimentacioacuten es riacutegida la ley de presiones seraacute tambieacuten lineal

Bd3B

R2p

2

Vmiacuten

d3B2

B

R2p

2

Vmaacutex

B2

ppR miacutenmaacutex

V

miacutenmaacutex2

miacuten2

V ppB6

1pB

2

1dR

v

ve

R

MMd

RV

pmaacutex

pmiacuten

B RH

d

pmaacutex

pmiacuten

B

R

RH

RV

COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

PASO DE LA RESULTANTEPOR EL NUacuteCLEO CENTRAL

B3 lt d lt 2middotB3 pmiacuten gt 0

Distribucioacuten

trapezoidal

d = B3 pmiacuten = 0

Distribucioacuten triangular pmax=2 middotRvB

d lt B3 pmiacuten lt 0

Distribucioacuten triangular parcial

ldquoTracciones en la baserdquo

)Bd3(B

R2p

2

vmin

d3

R2p V

maacutex

)d3B2(B

R2p

2

vmax

d

RV

pmaacutex

pmiacuten

B3 B3 B3

B3

RV

pmaacutex pmiacuten=0

d

RV

pmaacutexldquopmiacutenlt0rdquo

v

ve

R

MMd

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

SEGURIDAD FRENTE AL HUNDIMIENTO

Se considera una zapata ficticia de anchura eficaz Brsquo de manera que la carga quede centrada en la misma

lsaquo rsaquo

Se tiene que cumplir que

3

qqq

B

R hund

R

hundadm

v g

d

Rv

pmaacutex pmiacuten

B2 B2

e d

Rv

B2 B2

e

Brsquo=2middotd=B-2middote

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

SEGURIDAD FRENTE A LA ROTURA ESTRUCTURAL

El muro como elemento estructural debe ser lo suficientemente resistente como para soportar las tensiones a las que va a estar sometido con las garantiacuteas necesarias (Instruccioacuten de Hormigoacuten Estructural EHE)

Deformacioacuten

excesiva del

alzado

Rotura por

fisuracioacuten

excesiva

Rotura por

fallo

de solape

Rotura por

esfuerzo

cortante

Rotura por

esfuerzo

rasante

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

ESTABILIDAD GENERAL

El conjunto del muro incluida su cimentacioacuten puede fallar mediante un mecanismo de rotura auacuten maacutes profundo que eacutestos o que no siendo tan profundo pudiera cortarlos que habraacute que comprobar

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COacuteDIGO TEacuteCNICO DE LA EDIFICACIOacuteN

COEFICIENTES DE SEGURIDAD PARCIALES

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CRITERIOS DE PREDIMENSIONADO (Jimeacutenez Salas et al 1981)

ge 20 cm

gt25 m

H3 ndash 2H3

ltH2 si Hgt10 m

H12ge30 cm

025 H le B le 04 H

(Si existen sobrecargas importantes aumentar B

hasta un 50)

H

H8-H6

c=020-030 m

025-125 m

05-125 m

H16 ndash H12

H32-H8

04 - 09 H

008-04 H

gt060 m

(CTE miacuten 08m)

Espesor de solera y alzado H12

Ancho de solera 04 - 07 H

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

MEacuteTODO DE HAIRSINE

Meacutetodo para predimensionamiento

Para muros en ldquoLrdquo

Desprecia la diferencia entre el peso propio del muro y del terreno

Se obtienen ldquomrdquo y ldquobrdquo a partir de

bull ldquoFvrdquo coeficiente de seguridad al vuelco (gt2)

bull ldquojrdquo funcioacuten de la presioacuten admisible

bull

Que depende de

ldquoFdrdquo al deslizamiento (gt15)

ldquoKrdquo coeficiente de empuje

= tg base

base rozamiento tierras-muro

base = f = 23frsquo base

KFd

H

pj adm

g

mbH

bH

H

K g H

padm=j g H

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MEacuteTODO DE HAIRSINE

Procedimiento

Cada variable define una curva un graacutefico m ndash bk

La zona comuacuten sobre dichas curvas es la vaacutelida

Si se elige un punto en esa zona se asegura

bull La estabilidad al vuelco a traveacutes de Fv

bull La estabilidad al deslizamiento mediante

bull La carga admisible del cimiento por j

Mientras maacutes bajo esteacute el punto maacutes econoacutemico es el muro (menores dimensiones)

Es posible imponer distribucioacuten triangular de presiones en el terreno (resultante en nuacutecleo central)

El manejo se simplifica mediante un nomograma en el que se recogen familias de curvas para distintos valores de cada variable

KFd

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

000

020

040

060

080

100

120

140

160

180

200

0 02 04 06 08 1

a

(bK

)12

2

v

m13

F

K

b

2m3m41j

1

K

b

m12

KF

K

b d

ZONA DE

VALIDEZ

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

MEacuteTODO DE HAIRSINE(Jimeacutenez Salas et al 1981)

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

MEacuteTODO DE HAIRSINE

CONSTRUCCIOacuteN DE LAS CURVAS DE HAIRSINE (I) Para mayor precisioacuten es posible construir las tres curvas de cada problema

Estabilidad al vuelco

Presiones en la base seguacuten la distribucioacuten sea

bull Trapezoidal

bull Triangular

bull Triangular parcial

2

v

m13

F

K

b

2m3m41j

1

K

b

2m3m2j

1

K

b

2m314j3

1

K

b

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MEacuteTODO DE HAIRSINE

CONSTRUCCIOacuteN DE LAS CURVAS DE HAIRSINE (II)

Estabilidad al deslizamiento

Friccioacuten = tg base con base = f = 23frsquo base

Adhesioacuten a = c= 05c

bull En terreno sin cohesioacuten soacutelo FRICCIOacuteN

bull En terrenos sin friccioacuten soacutelo ADHESIOacuteN

bull En terrenos con ADHESIOacuteN Y FRICCIOacuteN

m12

KF

K

b d

Ha2

KF

K

b d g

g

H

am12

KF

K

b d

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MEacuteTODO DE HAIRSINE

Permite incorporar SOBRECARGA UNIFORME (q)

Meacutetodo 1 Vaacutelido solamente si la sobrecarga es pequentildea tal que H0=q lt02 H Se adopta una altura ficticia H=H+H0

Meacutetodo 2 Vaacutelido para cualquier sobrecarga se emplean los siguientes paraacutemetros

bull En terrenos con ADHESIOacuteN Y FRICCIOacuteN

bull En terrenos soacutelo con ADHESIOacuteN

Hq1

Hq31

KK

g

g

Hq31

Hq21

FF dd

g

g

Hq

pj a

g

d KF

KFHq

aa

d

g

am12

1

K

b

gg

H

q1H

a2

KF

K

b d

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MEacuteTODO DE HAIRSINE

EJEMPLO

Datos H = 3 m

g = 18 kNm3

K = 13

= 060

Fd gt 15

Fv gt 20

Pmaacutex = 27 kpa

Variables del meacutetodo

Resultados Base b = bh = 067 30 = 20 m

Puntera mbh = 048 20 = 096 m

8403151

60

KFd

50318

27H

pj adm

g 67031171b171

K

b

480m

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MUROS EN L

Las tres meacutensulas en alzado puntera y taloacuten se calcularaacuten como empotradas en su arranque

El alzado se comprueba con el empuje de Rankine

La puntera y taloacuten bajo las cargas gravitatorias la reaccioacuten del terreno y la subpresioacuten del agua

Se suelen mantener las armaduras de las secciones criacuteticas (salvo muros muy altos)

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MUROS DE CONTRAFUERTES

Las placas verticales entre contrafuertes o las horizontales en el taloacuten pueden calcularse como placas empotradas en tres lados

Los contrafuertes en trasdoacutes se dimensionan para las tracciones correspondientes a los empujes sobre la placa vertical

La puntera se calcula como un voladizo

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MUROS DE SOacuteTANO

Estaacuten arriostrados por los forjados y trabajan como placas apoyadas o empotradas

Se suelen calcular para el empuje en reposo

Hay que antildeadir como acciones la solicitacioacuten de los forjados intermedios y la compresioacuten de los soportes

Una parte importante de los empujes horizontales se equilibran contra los forjados y solera

La reaccioacuten de los forjados sobre el muro es una variable maacutes en los caacutelculos

Suele hacerse la hipoacutetesis simplificada de considerar un reparto uniforme de presiones bajo el cimiento

El caacutelculo estructural para dos o maacutes niveles de forjado se puede asimilar a una viga continua

Se suele considerar el muro indefinido en direccioacuten longitudinal

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MUROS DE SOacuteTANO Acciones

Empujes

Sobrecarga E1 = Ko∙q∙H a frac12 H

Peso tierras E2 = frac12 Ko∙g∙H2 a 13 H

Cargas verticales

Axil de pilares N

Pesos Nm Nt Nc

Empujes de forjados o suelo T1 T2

Ecuaciones (Incoacutegnitas Rv T1 T2) Equilibrio de fuerzas

Rv = N

T1+ T2 = E1+ E2

Momentos sobre centro de la base

T1 ∙ H = Ei ∙ei+ Nj ∙ ej

Los ej son positivos si estaacuten a la

derecha de la vertical que pasa por Rv

Comprobaciones Hundimiento Rv B lt padm

Deslizamiento T2 lt (Rv ∙ tg+c ∙B) Fd

qN

T1

E1

E2

Nm

Nc

H

B

Nt

T2

Rv

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RELLENO DEL TRASDOacuteS

La seleccioacuten del relleno en trasdoacutes

Debe considerar la influencia del agua hinchamiento

Dentro de los muros que han experimentado este movimiento haytres veces maacutes con relleno arcilloso que con relleno arenoso

Los rellenos arcillosos provocan movimientos progresivos del muro

bull Originan empujes principalmente por las variaciones estacionales de volumen con el grado de humedad

bull En la estacioacuten seca retraen y aparecen grietas de traccioacuten por las que penetra el agua en la estacioacuten huacutemeda

bull El aumento de volumen va provocandoun movimiento progresivo hacia delante

Lo ideal son suelos GP GW SP SW (lt 5 limos o arcillas)

Bastariacutea con una cuntildea en el trasdoacutes (60ordm inclinacioacuten)

Los rellenos deben ser compactados pero no en exceso

RELLENO GRANULAR

60ordm

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DRENAJE DEL TRASDOacuteS

Los empujes pueden triplicarse si no hay un sistema de drenaje o eacuteste no funciona bien Un 33 de los accidentes ocurridos en muros riacutegidos han sido por ausencia o fallo del sistema de drenaje

El control de las presiones del agua en el trasdoacutes se consigue con sistemas adecuados de drenaje Drenes verticales (material granular hormigoacuten poroso)

en toda la altura del muro o parte de ella

Laacuteminas drenantes

Drenes inclinados

Tapices drenantes horizontales a uno o varios niveles

Drenes horizontales a traveacutes del relleno

Drenes longitudinales en la base o talud del relleno

Mechinales en contacto directo con el relleno

Consideraciones generales El mejor sistema consiste en una cuntildea de relleno

granular filtrante

Todos los sistemas deben tener faacutecil evacuacioacuten del agua evitando su acumulacioacuten en el trasdoacutes

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DRENAJE DEL TRASDOacuteS

ESQUEMAS DE DRENAJE

40-50 litros de grava gruesa

15 m

Cuneta para evacuacioacuten de vertidos

Material granular de

relleno

Material arcilloso de impermeabilizacioacuten

Cuneta

60ordm

Dren de grava de

20-30 cm o panel de hormigoacuten sin finos

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CONSTRUCCIOacuteN

Seguacuten del Documento Baacutesico HS Salubridad del Coacutedigo Teacutecnico de la Edificacioacuten el grado de impermeabilidad exigible a los muros en contacto depende de

La presencia de agua Seguacuten la posicioacuten relativa de la cara del suelo en contacto con el terreno y el nivel freaacutetico

bull Baja La cara inferior del suelo estaacute sobre el nivel freaacutetico

bull Media La cara inferior del suelo estaacute a la misma profundidad que el nivel freaacutetico o a menos de dos metros por debajo

bull Alta La cara inferior del suelo estaacute ge 2 m bajo el nivel freaacutetico

El coeficiente de permeabilidad del terreno

El grado de impermeabilidad seraacute entonces

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CONSTRUCCIOacuteN

Soluciones constructivas para muros (CTE DB S)

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CONSTRUCCIOacuteN

C) CONSTITUCIOacuteN DEL MURO

C1 Hormigoacuten hidroacutefugo

C2 Hormigoacuten de consistencia fluida

C3 Muro de faacutebrica Bloquesladrillos hidrofugados y mortero hidroacutefugo

I) IMPERMEABILIZACIOacuteN

I1 Laacutemina impermeabilizante o aplicacioacuten de productos liacutequidos (poliacutemeros acriacutelicos caucho acriacutelico resinas o polieacutester)

bull En los muros pantalla basta con los lodos bentoniacuteticos

bull Con laacutemina interior debe ser adherida

bull Si es exterior capa antipunzonamiento en caras no adheridas

bull Con laacutemina drenante no precisa antipunzonamiento exterior

bull Con aplicaciones liacutequidas colocar una capa protectora exterior (geotextil o mortero reforzado) salvo que haya capa drenante

I2 Pintura impermeabilizante

I3 Muros de faacutebrica Recubrir interiormente con revestimiento hidroacutefugo (mortero hidroacutefugo cartoacuten-yeso sin yeso higroscoacutepico)

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CONSTRUCCIOacuteN

D) DRENAJE Y EVACUACIOacuteN

D1 Capa drenante y capa filtrante entre el muro y el terreno

bull La capa drenante puede ser una laacutemina grava bloques de arcilla porosos etc

bull Si es una laacutemina debe cerrarse el remate superior de la laacutemina

D2 Pozo drenante de al menos 070 m de diaacutemetro cada 50 m como maacuteximo con capa filtrante y dos bombas de achique para evacuacioacuten

D3 Tubo drenante en el arranque del muro conectado a un sistema de evacuacioacuten

D4 Canaletas de recogida de agua en la caacutemara del muro conectadas a una red de evacuacioacuten

D5 Red de evacuacioacuten del agua de lluvia en la cubierta y del terreno conectada a sistema de evacuacioacuten

V) VENTILACIOacuteN DE LA CAacuteMARA

V1 Aberturas de ventilacioacuten en el arranque y la coronacioacuten de la hoja interior y ventilarse el local al que se abren dichas aberturas

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CONSTRUCCIOacuteN

La excavacioacuten del cimiento debe efectuarse con cuidado para no alterar las caracteriacutesticas geoteacutecnicas del suelo

Las excavaciones provisionales o definitivas deben hacerse de modo que se eviten movimientos en las tierras especialmente en el caso de muros por bataches

En el caso de suelos permeables que requieran agotamiento del agua para realizar las excavaciones eacuteste se mantendraacute durante toda la duracioacuten de los trabajos

El agotamiento debe realizarse de tal forma que no comprometa la estabilidad de los taludes o de las obras vecinas

Las juntas de hormigonado y los procesos de hormigonado vibrado y curado se efectuaraacuten con los criterios definidos en la Instruccioacuten EHE

Page 16: TEMA 03 - ESTRUCTURAS DE CONTENCIÓN RÍGIDAS

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TIPOS DE EMPUJE A CONSIDERAR

EMPUJE ACTIVO

Muros de contencioacuten con cimentacioacuten superficial sobre suelos (padmlt 500 kPa)

Muros en ldquoLrdquo cimentados sobre pilotes verticales resistentes por la punta

Empuje en general superior al activo (media entre reposo y activo)

Muros en ldquoLrdquo sobre roca si el muro es suficientemente flexible puede utilizarse el empuje activo

Cualquier muro sobre pilotes flotantes o cualquier muro excepto en ldquoLrdquo sobre pilotes resistentes por la punta

EMPUJE EN REPOSO

Muros de gravedad sobre roca o sobre pilotes inclinados y verticales

Muros de soacutetano

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SE BASA EN EL MEacuteTODO DE LOS ESTADOS LIacuteMITES

ESTADOS LIacuteMITE UacuteLTIMOS

bull Estabilidad al deslizamiento

bull Estabilidad al vuelco

ndash Paso de la resultante por el nuacutecleo central de la base

bull Hundimiento de la cimentacioacuten (tema 8)

bull Caacutelculo estructural

bull Estabilidad general del conjunto (no lo veremos este curso)

ESTADOS LIacuteMITE DE SERVICIO

bull Movimientos o deformaciones que puedan causar el colapso o afectar a la apariencia o al uso eficiente de la estructura de las estructuras cercanas o de los servicios proacuteximos

bull Infiltracioacuten de agua no admisible a traveacutes o por debajo del elemento de contencioacuten

bull Afeccioacuten a la situacioacuten del agua freaacutetica en el entorno con repercusioacuten sobre edificios proacuteximos o sobre la propia obra

COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

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ESTABILIDAD AL DESLIZAMIENTO

No es preciso comprobar si los empujes horizontalesson lt 10 de la carga vertical total

Efectos desestabilizadores Empujes horizontales

Efectos estabilizadores Reaccioacuten del terreno

bull Adhesioacuten (c= 05crsquoKle005 MPa)

bull Rozamiento (f=23frsquo)

No debe considerarse el efecto favorable del Ep

Coeficiente de seguridad gR (Fd)

Se mejora

Disponiendo material granular en la base

Aumentando el empuje pasivo Ep con zarpas o inclinando la base

51

RREE

tg)REW(Bc

F

Btgc

F

FF

3w1wph

2wv

des

des

estdR

f

fg

r tgc f

e1

Ea

Eh

Ev

wRw1Ep

Rw3

Rw2

Oe3

ew2

B

e2 ew3 ew1

COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

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ESTABILIDAD AL VUELCO

En relacioacuten a un punto de giro O

Efectos estabilizadores

bull Peso W

bull Empuje pasivo pie (en muros no debe considerarse)

bull Presioacuten agua intradoacutes Rw3

Efectos desestabilizadores

bull Empuje trasdoacutes Eahellip (Eh(+) y Ev(-))

bull Empuje agua trasdoacutes Rw1

bull Subpresiones Rw2

Coeficiente de seguridad (Fv)

0290

81

M

M

M

M81901CTE

02eReRBEeE

eReEeW

M

MF

v

eR

vdstE

estbEdstEstbER

2w2w1w1wv1h

3w3w2p3

v

ev

gg

gggg

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Rw2

Oe3

ew2

B

e2 ew3 ew1

COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

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PASO DE LA RESULTANTE POR EL NUacuteCLEO CENTRAL

La resultante de las acciones provoca unas presiones y deformaciones en el terreno

Se aplica la ldquoTeoriacutea del COEFICIENTE DE BALASTOrdquo

bull La presioacuten en la base de un elemento es proporcional a su asiento

p = ks s

bull Es una ley lineal

Si la cimentacioacuten es riacutegida la ley de presiones seraacute tambieacuten lineal

Bd3B

R2p

2

Vmiacuten

d3B2

B

R2p

2

Vmaacutex

B2

ppR miacutenmaacutex

V

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miacuten2

V ppB6

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v

ve

R

MMd

RV

pmaacutex

pmiacuten

B RH

d

pmaacutex

pmiacuten

B

R

RH

RV

COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

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COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

PASO DE LA RESULTANTEPOR EL NUacuteCLEO CENTRAL

B3 lt d lt 2middotB3 pmiacuten gt 0

Distribucioacuten

trapezoidal

d = B3 pmiacuten = 0

Distribucioacuten triangular pmax=2 middotRvB

d lt B3 pmiacuten lt 0

Distribucioacuten triangular parcial

ldquoTracciones en la baserdquo

)Bd3(B

R2p

2

vmin

d3

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maacutex

)d3B2(B

R2p

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RV

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pmiacuten

B3 B3 B3

B3

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v

ve

R

MMd

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

SEGURIDAD FRENTE AL HUNDIMIENTO

Se considera una zapata ficticia de anchura eficaz Brsquo de manera que la carga quede centrada en la misma

lsaquo rsaquo

Se tiene que cumplir que

3

qqq

B

R hund

R

hundadm

v g

d

Rv

pmaacutex pmiacuten

B2 B2

e d

Rv

B2 B2

e

Brsquo=2middotd=B-2middote

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

SEGURIDAD FRENTE A LA ROTURA ESTRUCTURAL

El muro como elemento estructural debe ser lo suficientemente resistente como para soportar las tensiones a las que va a estar sometido con las garantiacuteas necesarias (Instruccioacuten de Hormigoacuten Estructural EHE)

Deformacioacuten

excesiva del

alzado

Rotura por

fisuracioacuten

excesiva

Rotura por

fallo

de solape

Rotura por

esfuerzo

cortante

Rotura por

esfuerzo

rasante

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

ESTABILIDAD GENERAL

El conjunto del muro incluida su cimentacioacuten puede fallar mediante un mecanismo de rotura auacuten maacutes profundo que eacutestos o que no siendo tan profundo pudiera cortarlos que habraacute que comprobar

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COacuteDIGO TEacuteCNICO DE LA EDIFICACIOacuteN

COEFICIENTES DE SEGURIDAD PARCIALES

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

CRITERIOS DE PREDIMENSIONADO (Jimeacutenez Salas et al 1981)

ge 20 cm

gt25 m

H3 ndash 2H3

ltH2 si Hgt10 m

H12ge30 cm

025 H le B le 04 H

(Si existen sobrecargas importantes aumentar B

hasta un 50)

H

H8-H6

c=020-030 m

025-125 m

05-125 m

H16 ndash H12

H32-H8

04 - 09 H

008-04 H

gt060 m

(CTE miacuten 08m)

Espesor de solera y alzado H12

Ancho de solera 04 - 07 H

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MEacuteTODO DE HAIRSINE

Meacutetodo para predimensionamiento

Para muros en ldquoLrdquo

Desprecia la diferencia entre el peso propio del muro y del terreno

Se obtienen ldquomrdquo y ldquobrdquo a partir de

bull ldquoFvrdquo coeficiente de seguridad al vuelco (gt2)

bull ldquojrdquo funcioacuten de la presioacuten admisible

bull

Que depende de

ldquoFdrdquo al deslizamiento (gt15)

ldquoKrdquo coeficiente de empuje

= tg base

base rozamiento tierras-muro

base = f = 23frsquo base

KFd

H

pj adm

g

mbH

bH

H

K g H

padm=j g H

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

MEacuteTODO DE HAIRSINE

Procedimiento

Cada variable define una curva un graacutefico m ndash bk

La zona comuacuten sobre dichas curvas es la vaacutelida

Si se elige un punto en esa zona se asegura

bull La estabilidad al vuelco a traveacutes de Fv

bull La estabilidad al deslizamiento mediante

bull La carga admisible del cimiento por j

Mientras maacutes bajo esteacute el punto maacutes econoacutemico es el muro (menores dimensiones)

Es posible imponer distribucioacuten triangular de presiones en el terreno (resultante en nuacutecleo central)

El manejo se simplifica mediante un nomograma en el que se recogen familias de curvas para distintos valores de cada variable

KFd

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

000

020

040

060

080

100

120

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a

(bK

)12

2

v

m13

F

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K

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KF

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b d

ZONA DE

VALIDEZ

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

MEacuteTODO DE HAIRSINE(Jimeacutenez Salas et al 1981)

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

MEacuteTODO DE HAIRSINE

CONSTRUCCIOacuteN DE LAS CURVAS DE HAIRSINE (I) Para mayor precisioacuten es posible construir las tres curvas de cada problema

Estabilidad al vuelco

Presiones en la base seguacuten la distribucioacuten sea

bull Trapezoidal

bull Triangular

bull Triangular parcial

2

v

m13

F

K

b

2m3m41j

1

K

b

2m3m2j

1

K

b

2m314j3

1

K

b

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

MEacuteTODO DE HAIRSINE

CONSTRUCCIOacuteN DE LAS CURVAS DE HAIRSINE (II)

Estabilidad al deslizamiento

Friccioacuten = tg base con base = f = 23frsquo base

Adhesioacuten a = c= 05c

bull En terreno sin cohesioacuten soacutelo FRICCIOacuteN

bull En terrenos sin friccioacuten soacutelo ADHESIOacuteN

bull En terrenos con ADHESIOacuteN Y FRICCIOacuteN

m12

KF

K

b d

Ha2

KF

K

b d g

g

H

am12

KF

K

b d

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

MEacuteTODO DE HAIRSINE

Permite incorporar SOBRECARGA UNIFORME (q)

Meacutetodo 1 Vaacutelido solamente si la sobrecarga es pequentildea tal que H0=q lt02 H Se adopta una altura ficticia H=H+H0

Meacutetodo 2 Vaacutelido para cualquier sobrecarga se emplean los siguientes paraacutemetros

bull En terrenos con ADHESIOacuteN Y FRICCIOacuteN

bull En terrenos soacutelo con ADHESIOacuteN

Hq1

Hq31

KK

g

g

Hq31

Hq21

FF dd

g

g

Hq

pj a

g

d KF

KFHq

aa

d

g

am12

1

K

b

gg

H

q1H

a2

KF

K

b d

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

MEacuteTODO DE HAIRSINE

EJEMPLO

Datos H = 3 m

g = 18 kNm3

K = 13

= 060

Fd gt 15

Fv gt 20

Pmaacutex = 27 kpa

Variables del meacutetodo

Resultados Base b = bh = 067 30 = 20 m

Puntera mbh = 048 20 = 096 m

8403151

60

KFd

50318

27H

pj adm

g 67031171b171

K

b

480m

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

MUROS EN L

Las tres meacutensulas en alzado puntera y taloacuten se calcularaacuten como empotradas en su arranque

El alzado se comprueba con el empuje de Rankine

La puntera y taloacuten bajo las cargas gravitatorias la reaccioacuten del terreno y la subpresioacuten del agua

Se suelen mantener las armaduras de las secciones criacuteticas (salvo muros muy altos)

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

MUROS DE CONTRAFUERTES

Las placas verticales entre contrafuertes o las horizontales en el taloacuten pueden calcularse como placas empotradas en tres lados

Los contrafuertes en trasdoacutes se dimensionan para las tracciones correspondientes a los empujes sobre la placa vertical

La puntera se calcula como un voladizo

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

MUROS DE SOacuteTANO

Estaacuten arriostrados por los forjados y trabajan como placas apoyadas o empotradas

Se suelen calcular para el empuje en reposo

Hay que antildeadir como acciones la solicitacioacuten de los forjados intermedios y la compresioacuten de los soportes

Una parte importante de los empujes horizontales se equilibran contra los forjados y solera

La reaccioacuten de los forjados sobre el muro es una variable maacutes en los caacutelculos

Suele hacerse la hipoacutetesis simplificada de considerar un reparto uniforme de presiones bajo el cimiento

El caacutelculo estructural para dos o maacutes niveles de forjado se puede asimilar a una viga continua

Se suele considerar el muro indefinido en direccioacuten longitudinal

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

MUROS DE SOacuteTANO Acciones

Empujes

Sobrecarga E1 = Ko∙q∙H a frac12 H

Peso tierras E2 = frac12 Ko∙g∙H2 a 13 H

Cargas verticales

Axil de pilares N

Pesos Nm Nt Nc

Empujes de forjados o suelo T1 T2

Ecuaciones (Incoacutegnitas Rv T1 T2) Equilibrio de fuerzas

Rv = N

T1+ T2 = E1+ E2

Momentos sobre centro de la base

T1 ∙ H = Ei ∙ei+ Nj ∙ ej

Los ej son positivos si estaacuten a la

derecha de la vertical que pasa por Rv

Comprobaciones Hundimiento Rv B lt padm

Deslizamiento T2 lt (Rv ∙ tg+c ∙B) Fd

qN

T1

E1

E2

Nm

Nc

H

B

Nt

T2

Rv

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RELLENO DEL TRASDOacuteS

La seleccioacuten del relleno en trasdoacutes

Debe considerar la influencia del agua hinchamiento

Dentro de los muros que han experimentado este movimiento haytres veces maacutes con relleno arcilloso que con relleno arenoso

Los rellenos arcillosos provocan movimientos progresivos del muro

bull Originan empujes principalmente por las variaciones estacionales de volumen con el grado de humedad

bull En la estacioacuten seca retraen y aparecen grietas de traccioacuten por las que penetra el agua en la estacioacuten huacutemeda

bull El aumento de volumen va provocandoun movimiento progresivo hacia delante

Lo ideal son suelos GP GW SP SW (lt 5 limos o arcillas)

Bastariacutea con una cuntildea en el trasdoacutes (60ordm inclinacioacuten)

Los rellenos deben ser compactados pero no en exceso

RELLENO GRANULAR

60ordm

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DRENAJE DEL TRASDOacuteS

Los empujes pueden triplicarse si no hay un sistema de drenaje o eacuteste no funciona bien Un 33 de los accidentes ocurridos en muros riacutegidos han sido por ausencia o fallo del sistema de drenaje

El control de las presiones del agua en el trasdoacutes se consigue con sistemas adecuados de drenaje Drenes verticales (material granular hormigoacuten poroso)

en toda la altura del muro o parte de ella

Laacuteminas drenantes

Drenes inclinados

Tapices drenantes horizontales a uno o varios niveles

Drenes horizontales a traveacutes del relleno

Drenes longitudinales en la base o talud del relleno

Mechinales en contacto directo con el relleno

Consideraciones generales El mejor sistema consiste en una cuntildea de relleno

granular filtrante

Todos los sistemas deben tener faacutecil evacuacioacuten del agua evitando su acumulacioacuten en el trasdoacutes

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

DRENAJE DEL TRASDOacuteS

ESQUEMAS DE DRENAJE

40-50 litros de grava gruesa

15 m

Cuneta para evacuacioacuten de vertidos

Material granular de

relleno

Material arcilloso de impermeabilizacioacuten

Cuneta

60ordm

Dren de grava de

20-30 cm o panel de hormigoacuten sin finos

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CONSTRUCCIOacuteN

Seguacuten del Documento Baacutesico HS Salubridad del Coacutedigo Teacutecnico de la Edificacioacuten el grado de impermeabilidad exigible a los muros en contacto depende de

La presencia de agua Seguacuten la posicioacuten relativa de la cara del suelo en contacto con el terreno y el nivel freaacutetico

bull Baja La cara inferior del suelo estaacute sobre el nivel freaacutetico

bull Media La cara inferior del suelo estaacute a la misma profundidad que el nivel freaacutetico o a menos de dos metros por debajo

bull Alta La cara inferior del suelo estaacute ge 2 m bajo el nivel freaacutetico

El coeficiente de permeabilidad del terreno

El grado de impermeabilidad seraacute entonces

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CONSTRUCCIOacuteN

Soluciones constructivas para muros (CTE DB S)

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CONSTRUCCIOacuteN

C) CONSTITUCIOacuteN DEL MURO

C1 Hormigoacuten hidroacutefugo

C2 Hormigoacuten de consistencia fluida

C3 Muro de faacutebrica Bloquesladrillos hidrofugados y mortero hidroacutefugo

I) IMPERMEABILIZACIOacuteN

I1 Laacutemina impermeabilizante o aplicacioacuten de productos liacutequidos (poliacutemeros acriacutelicos caucho acriacutelico resinas o polieacutester)

bull En los muros pantalla basta con los lodos bentoniacuteticos

bull Con laacutemina interior debe ser adherida

bull Si es exterior capa antipunzonamiento en caras no adheridas

bull Con laacutemina drenante no precisa antipunzonamiento exterior

bull Con aplicaciones liacutequidas colocar una capa protectora exterior (geotextil o mortero reforzado) salvo que haya capa drenante

I2 Pintura impermeabilizante

I3 Muros de faacutebrica Recubrir interiormente con revestimiento hidroacutefugo (mortero hidroacutefugo cartoacuten-yeso sin yeso higroscoacutepico)

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CONSTRUCCIOacuteN

D) DRENAJE Y EVACUACIOacuteN

D1 Capa drenante y capa filtrante entre el muro y el terreno

bull La capa drenante puede ser una laacutemina grava bloques de arcilla porosos etc

bull Si es una laacutemina debe cerrarse el remate superior de la laacutemina

D2 Pozo drenante de al menos 070 m de diaacutemetro cada 50 m como maacuteximo con capa filtrante y dos bombas de achique para evacuacioacuten

D3 Tubo drenante en el arranque del muro conectado a un sistema de evacuacioacuten

D4 Canaletas de recogida de agua en la caacutemara del muro conectadas a una red de evacuacioacuten

D5 Red de evacuacioacuten del agua de lluvia en la cubierta y del terreno conectada a sistema de evacuacioacuten

V) VENTILACIOacuteN DE LA CAacuteMARA

V1 Aberturas de ventilacioacuten en el arranque y la coronacioacuten de la hoja interior y ventilarse el local al que se abren dichas aberturas

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CONSTRUCCIOacuteN

La excavacioacuten del cimiento debe efectuarse con cuidado para no alterar las caracteriacutesticas geoteacutecnicas del suelo

Las excavaciones provisionales o definitivas deben hacerse de modo que se eviten movimientos en las tierras especialmente en el caso de muros por bataches

En el caso de suelos permeables que requieran agotamiento del agua para realizar las excavaciones eacuteste se mantendraacute durante toda la duracioacuten de los trabajos

El agotamiento debe realizarse de tal forma que no comprometa la estabilidad de los taludes o de las obras vecinas

Las juntas de hormigonado y los procesos de hormigonado vibrado y curado se efectuaraacuten con los criterios definidos en la Instruccioacuten EHE

Page 17: TEMA 03 - ESTRUCTURAS DE CONTENCIÓN RÍGIDAS

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

SE BASA EN EL MEacuteTODO DE LOS ESTADOS LIacuteMITES

ESTADOS LIacuteMITE UacuteLTIMOS

bull Estabilidad al deslizamiento

bull Estabilidad al vuelco

ndash Paso de la resultante por el nuacutecleo central de la base

bull Hundimiento de la cimentacioacuten (tema 8)

bull Caacutelculo estructural

bull Estabilidad general del conjunto (no lo veremos este curso)

ESTADOS LIacuteMITE DE SERVICIO

bull Movimientos o deformaciones que puedan causar el colapso o afectar a la apariencia o al uso eficiente de la estructura de las estructuras cercanas o de los servicios proacuteximos

bull Infiltracioacuten de agua no admisible a traveacutes o por debajo del elemento de contencioacuten

bull Afeccioacuten a la situacioacuten del agua freaacutetica en el entorno con repercusioacuten sobre edificios proacuteximos o sobre la propia obra

COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

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ESTABILIDAD AL DESLIZAMIENTO

No es preciso comprobar si los empujes horizontalesson lt 10 de la carga vertical total

Efectos desestabilizadores Empujes horizontales

Efectos estabilizadores Reaccioacuten del terreno

bull Adhesioacuten (c= 05crsquoKle005 MPa)

bull Rozamiento (f=23frsquo)

No debe considerarse el efecto favorable del Ep

Coeficiente de seguridad gR (Fd)

Se mejora

Disponiendo material granular en la base

Aumentando el empuje pasivo Ep con zarpas o inclinando la base

51

RREE

tg)REW(Bc

F

Btgc

F

FF

3w1wph

2wv

des

des

estdR

f

fg

r tgc f

e1

Ea

Eh

Ev

wRw1Ep

Rw3

Rw2

Oe3

ew2

B

e2 ew3 ew1

COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

ESTABILIDAD AL VUELCO

En relacioacuten a un punto de giro O

Efectos estabilizadores

bull Peso W

bull Empuje pasivo pie (en muros no debe considerarse)

bull Presioacuten agua intradoacutes Rw3

Efectos desestabilizadores

bull Empuje trasdoacutes Eahellip (Eh(+) y Ev(-))

bull Empuje agua trasdoacutes Rw1

bull Subpresiones Rw2

Coeficiente de seguridad (Fv)

0290

81

M

M

M

M81901CTE

02eReRBEeE

eReEeW

M

MF

v

eR

vdstE

estbEdstEstbER

2w2w1w1wv1h

3w3w2p3

v

ev

gg

gggg

e1

Ea

Eh

Ev

wRw1Ep

Rw3

Rw2

Oe3

ew2

B

e2 ew3 ew1

COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

PASO DE LA RESULTANTE POR EL NUacuteCLEO CENTRAL

La resultante de las acciones provoca unas presiones y deformaciones en el terreno

Se aplica la ldquoTeoriacutea del COEFICIENTE DE BALASTOrdquo

bull La presioacuten en la base de un elemento es proporcional a su asiento

p = ks s

bull Es una ley lineal

Si la cimentacioacuten es riacutegida la ley de presiones seraacute tambieacuten lineal

Bd3B

R2p

2

Vmiacuten

d3B2

B

R2p

2

Vmaacutex

B2

ppR miacutenmaacutex

V

miacutenmaacutex2

miacuten2

V ppB6

1pB

2

1dR

v

ve

R

MMd

RV

pmaacutex

pmiacuten

B RH

d

pmaacutex

pmiacuten

B

R

RH

RV

COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

PASO DE LA RESULTANTEPOR EL NUacuteCLEO CENTRAL

B3 lt d lt 2middotB3 pmiacuten gt 0

Distribucioacuten

trapezoidal

d = B3 pmiacuten = 0

Distribucioacuten triangular pmax=2 middotRvB

d lt B3 pmiacuten lt 0

Distribucioacuten triangular parcial

ldquoTracciones en la baserdquo

)Bd3(B

R2p

2

vmin

d3

R2p V

maacutex

)d3B2(B

R2p

2

vmax

d

RV

pmaacutex

pmiacuten

B3 B3 B3

B3

RV

pmaacutex pmiacuten=0

d

RV

pmaacutexldquopmiacutenlt0rdquo

v

ve

R

MMd

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COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

SEGURIDAD FRENTE AL HUNDIMIENTO

Se considera una zapata ficticia de anchura eficaz Brsquo de manera que la carga quede centrada en la misma

lsaquo rsaquo

Se tiene que cumplir que

3

qqq

B

R hund

R

hundadm

v g

d

Rv

pmaacutex pmiacuten

B2 B2

e d

Rv

B2 B2

e

Brsquo=2middotd=B-2middote

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

SEGURIDAD FRENTE A LA ROTURA ESTRUCTURAL

El muro como elemento estructural debe ser lo suficientemente resistente como para soportar las tensiones a las que va a estar sometido con las garantiacuteas necesarias (Instruccioacuten de Hormigoacuten Estructural EHE)

Deformacioacuten

excesiva del

alzado

Rotura por

fisuracioacuten

excesiva

Rotura por

fallo

de solape

Rotura por

esfuerzo

cortante

Rotura por

esfuerzo

rasante

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

ESTABILIDAD GENERAL

El conjunto del muro incluida su cimentacioacuten puede fallar mediante un mecanismo de rotura auacuten maacutes profundo que eacutestos o que no siendo tan profundo pudiera cortarlos que habraacute que comprobar

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COacuteDIGO TEacuteCNICO DE LA EDIFICACIOacuteN

COEFICIENTES DE SEGURIDAD PARCIALES

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

CRITERIOS DE PREDIMENSIONADO (Jimeacutenez Salas et al 1981)

ge 20 cm

gt25 m

H3 ndash 2H3

ltH2 si Hgt10 m

H12ge30 cm

025 H le B le 04 H

(Si existen sobrecargas importantes aumentar B

hasta un 50)

H

H8-H6

c=020-030 m

025-125 m

05-125 m

H16 ndash H12

H32-H8

04 - 09 H

008-04 H

gt060 m

(CTE miacuten 08m)

Espesor de solera y alzado H12

Ancho de solera 04 - 07 H

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

MEacuteTODO DE HAIRSINE

Meacutetodo para predimensionamiento

Para muros en ldquoLrdquo

Desprecia la diferencia entre el peso propio del muro y del terreno

Se obtienen ldquomrdquo y ldquobrdquo a partir de

bull ldquoFvrdquo coeficiente de seguridad al vuelco (gt2)

bull ldquojrdquo funcioacuten de la presioacuten admisible

bull

Que depende de

ldquoFdrdquo al deslizamiento (gt15)

ldquoKrdquo coeficiente de empuje

= tg base

base rozamiento tierras-muro

base = f = 23frsquo base

KFd

H

pj adm

g

mbH

bH

H

K g H

padm=j g H

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

MEacuteTODO DE HAIRSINE

Procedimiento

Cada variable define una curva un graacutefico m ndash bk

La zona comuacuten sobre dichas curvas es la vaacutelida

Si se elige un punto en esa zona se asegura

bull La estabilidad al vuelco a traveacutes de Fv

bull La estabilidad al deslizamiento mediante

bull La carga admisible del cimiento por j

Mientras maacutes bajo esteacute el punto maacutes econoacutemico es el muro (menores dimensiones)

Es posible imponer distribucioacuten triangular de presiones en el terreno (resultante en nuacutecleo central)

El manejo se simplifica mediante un nomograma en el que se recogen familias de curvas para distintos valores de cada variable

KFd

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

000

020

040

060

080

100

120

140

160

180

200

0 02 04 06 08 1

a

(bK

)12

2

v

m13

F

K

b

2m3m41j

1

K

b

m12

KF

K

b d

ZONA DE

VALIDEZ

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

MEacuteTODO DE HAIRSINE(Jimeacutenez Salas et al 1981)

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

MEacuteTODO DE HAIRSINE

CONSTRUCCIOacuteN DE LAS CURVAS DE HAIRSINE (I) Para mayor precisioacuten es posible construir las tres curvas de cada problema

Estabilidad al vuelco

Presiones en la base seguacuten la distribucioacuten sea

bull Trapezoidal

bull Triangular

bull Triangular parcial

2

v

m13

F

K

b

2m3m41j

1

K

b

2m3m2j

1

K

b

2m314j3

1

K

b

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

MEacuteTODO DE HAIRSINE

CONSTRUCCIOacuteN DE LAS CURVAS DE HAIRSINE (II)

Estabilidad al deslizamiento

Friccioacuten = tg base con base = f = 23frsquo base

Adhesioacuten a = c= 05c

bull En terreno sin cohesioacuten soacutelo FRICCIOacuteN

bull En terrenos sin friccioacuten soacutelo ADHESIOacuteN

bull En terrenos con ADHESIOacuteN Y FRICCIOacuteN

m12

KF

K

b d

Ha2

KF

K

b d g

g

H

am12

KF

K

b d

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

MEacuteTODO DE HAIRSINE

Permite incorporar SOBRECARGA UNIFORME (q)

Meacutetodo 1 Vaacutelido solamente si la sobrecarga es pequentildea tal que H0=q lt02 H Se adopta una altura ficticia H=H+H0

Meacutetodo 2 Vaacutelido para cualquier sobrecarga se emplean los siguientes paraacutemetros

bull En terrenos con ADHESIOacuteN Y FRICCIOacuteN

bull En terrenos soacutelo con ADHESIOacuteN

Hq1

Hq31

KK

g

g

Hq31

Hq21

FF dd

g

g

Hq

pj a

g

d KF

KFHq

aa

d

g

am12

1

K

b

gg

H

q1H

a2

KF

K

b d

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

MEacuteTODO DE HAIRSINE

EJEMPLO

Datos H = 3 m

g = 18 kNm3

K = 13

= 060

Fd gt 15

Fv gt 20

Pmaacutex = 27 kpa

Variables del meacutetodo

Resultados Base b = bh = 067 30 = 20 m

Puntera mbh = 048 20 = 096 m

8403151

60

KFd

50318

27H

pj adm

g 67031171b171

K

b

480m

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

MUROS EN L

Las tres meacutensulas en alzado puntera y taloacuten se calcularaacuten como empotradas en su arranque

El alzado se comprueba con el empuje de Rankine

La puntera y taloacuten bajo las cargas gravitatorias la reaccioacuten del terreno y la subpresioacuten del agua

Se suelen mantener las armaduras de las secciones criacuteticas (salvo muros muy altos)

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

MUROS DE CONTRAFUERTES

Las placas verticales entre contrafuertes o las horizontales en el taloacuten pueden calcularse como placas empotradas en tres lados

Los contrafuertes en trasdoacutes se dimensionan para las tracciones correspondientes a los empujes sobre la placa vertical

La puntera se calcula como un voladizo

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

MUROS DE SOacuteTANO

Estaacuten arriostrados por los forjados y trabajan como placas apoyadas o empotradas

Se suelen calcular para el empuje en reposo

Hay que antildeadir como acciones la solicitacioacuten de los forjados intermedios y la compresioacuten de los soportes

Una parte importante de los empujes horizontales se equilibran contra los forjados y solera

La reaccioacuten de los forjados sobre el muro es una variable maacutes en los caacutelculos

Suele hacerse la hipoacutetesis simplificada de considerar un reparto uniforme de presiones bajo el cimiento

El caacutelculo estructural para dos o maacutes niveles de forjado se puede asimilar a una viga continua

Se suele considerar el muro indefinido en direccioacuten longitudinal

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

MUROS DE SOacuteTANO Acciones

Empujes

Sobrecarga E1 = Ko∙q∙H a frac12 H

Peso tierras E2 = frac12 Ko∙g∙H2 a 13 H

Cargas verticales

Axil de pilares N

Pesos Nm Nt Nc

Empujes de forjados o suelo T1 T2

Ecuaciones (Incoacutegnitas Rv T1 T2) Equilibrio de fuerzas

Rv = N

T1+ T2 = E1+ E2

Momentos sobre centro de la base

T1 ∙ H = Ei ∙ei+ Nj ∙ ej

Los ej son positivos si estaacuten a la

derecha de la vertical que pasa por Rv

Comprobaciones Hundimiento Rv B lt padm

Deslizamiento T2 lt (Rv ∙ tg+c ∙B) Fd

qN

T1

E1

E2

Nm

Nc

H

B

Nt

T2

Rv

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RELLENO DEL TRASDOacuteS

La seleccioacuten del relleno en trasdoacutes

Debe considerar la influencia del agua hinchamiento

Dentro de los muros que han experimentado este movimiento haytres veces maacutes con relleno arcilloso que con relleno arenoso

Los rellenos arcillosos provocan movimientos progresivos del muro

bull Originan empujes principalmente por las variaciones estacionales de volumen con el grado de humedad

bull En la estacioacuten seca retraen y aparecen grietas de traccioacuten por las que penetra el agua en la estacioacuten huacutemeda

bull El aumento de volumen va provocandoun movimiento progresivo hacia delante

Lo ideal son suelos GP GW SP SW (lt 5 limos o arcillas)

Bastariacutea con una cuntildea en el trasdoacutes (60ordm inclinacioacuten)

Los rellenos deben ser compactados pero no en exceso

RELLENO GRANULAR

60ordm

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

DRENAJE DEL TRASDOacuteS

Los empujes pueden triplicarse si no hay un sistema de drenaje o eacuteste no funciona bien Un 33 de los accidentes ocurridos en muros riacutegidos han sido por ausencia o fallo del sistema de drenaje

El control de las presiones del agua en el trasdoacutes se consigue con sistemas adecuados de drenaje Drenes verticales (material granular hormigoacuten poroso)

en toda la altura del muro o parte de ella

Laacuteminas drenantes

Drenes inclinados

Tapices drenantes horizontales a uno o varios niveles

Drenes horizontales a traveacutes del relleno

Drenes longitudinales en la base o talud del relleno

Mechinales en contacto directo con el relleno

Consideraciones generales El mejor sistema consiste en una cuntildea de relleno

granular filtrante

Todos los sistemas deben tener faacutecil evacuacioacuten del agua evitando su acumulacioacuten en el trasdoacutes

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

DRENAJE DEL TRASDOacuteS

ESQUEMAS DE DRENAJE

40-50 litros de grava gruesa

15 m

Cuneta para evacuacioacuten de vertidos

Material granular de

relleno

Material arcilloso de impermeabilizacioacuten

Cuneta

60ordm

Dren de grava de

20-30 cm o panel de hormigoacuten sin finos

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

CONSTRUCCIOacuteN

Seguacuten del Documento Baacutesico HS Salubridad del Coacutedigo Teacutecnico de la Edificacioacuten el grado de impermeabilidad exigible a los muros en contacto depende de

La presencia de agua Seguacuten la posicioacuten relativa de la cara del suelo en contacto con el terreno y el nivel freaacutetico

bull Baja La cara inferior del suelo estaacute sobre el nivel freaacutetico

bull Media La cara inferior del suelo estaacute a la misma profundidad que el nivel freaacutetico o a menos de dos metros por debajo

bull Alta La cara inferior del suelo estaacute ge 2 m bajo el nivel freaacutetico

El coeficiente de permeabilidad del terreno

El grado de impermeabilidad seraacute entonces

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CONSTRUCCIOacuteN

Soluciones constructivas para muros (CTE DB S)

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CONSTRUCCIOacuteN

C) CONSTITUCIOacuteN DEL MURO

C1 Hormigoacuten hidroacutefugo

C2 Hormigoacuten de consistencia fluida

C3 Muro de faacutebrica Bloquesladrillos hidrofugados y mortero hidroacutefugo

I) IMPERMEABILIZACIOacuteN

I1 Laacutemina impermeabilizante o aplicacioacuten de productos liacutequidos (poliacutemeros acriacutelicos caucho acriacutelico resinas o polieacutester)

bull En los muros pantalla basta con los lodos bentoniacuteticos

bull Con laacutemina interior debe ser adherida

bull Si es exterior capa antipunzonamiento en caras no adheridas

bull Con laacutemina drenante no precisa antipunzonamiento exterior

bull Con aplicaciones liacutequidas colocar una capa protectora exterior (geotextil o mortero reforzado) salvo que haya capa drenante

I2 Pintura impermeabilizante

I3 Muros de faacutebrica Recubrir interiormente con revestimiento hidroacutefugo (mortero hidroacutefugo cartoacuten-yeso sin yeso higroscoacutepico)

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CONSTRUCCIOacuteN

D) DRENAJE Y EVACUACIOacuteN

D1 Capa drenante y capa filtrante entre el muro y el terreno

bull La capa drenante puede ser una laacutemina grava bloques de arcilla porosos etc

bull Si es una laacutemina debe cerrarse el remate superior de la laacutemina

D2 Pozo drenante de al menos 070 m de diaacutemetro cada 50 m como maacuteximo con capa filtrante y dos bombas de achique para evacuacioacuten

D3 Tubo drenante en el arranque del muro conectado a un sistema de evacuacioacuten

D4 Canaletas de recogida de agua en la caacutemara del muro conectadas a una red de evacuacioacuten

D5 Red de evacuacioacuten del agua de lluvia en la cubierta y del terreno conectada a sistema de evacuacioacuten

V) VENTILACIOacuteN DE LA CAacuteMARA

V1 Aberturas de ventilacioacuten en el arranque y la coronacioacuten de la hoja interior y ventilarse el local al que se abren dichas aberturas

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

CONSTRUCCIOacuteN

La excavacioacuten del cimiento debe efectuarse con cuidado para no alterar las caracteriacutesticas geoteacutecnicas del suelo

Las excavaciones provisionales o definitivas deben hacerse de modo que se eviten movimientos en las tierras especialmente en el caso de muros por bataches

En el caso de suelos permeables que requieran agotamiento del agua para realizar las excavaciones eacuteste se mantendraacute durante toda la duracioacuten de los trabajos

El agotamiento debe realizarse de tal forma que no comprometa la estabilidad de los taludes o de las obras vecinas

Las juntas de hormigonado y los procesos de hormigonado vibrado y curado se efectuaraacuten con los criterios definidos en la Instruccioacuten EHE

Page 18: TEMA 03 - ESTRUCTURAS DE CONTENCIÓN RÍGIDAS

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

ESTABILIDAD AL DESLIZAMIENTO

No es preciso comprobar si los empujes horizontalesson lt 10 de la carga vertical total

Efectos desestabilizadores Empujes horizontales

Efectos estabilizadores Reaccioacuten del terreno

bull Adhesioacuten (c= 05crsquoKle005 MPa)

bull Rozamiento (f=23frsquo)

No debe considerarse el efecto favorable del Ep

Coeficiente de seguridad gR (Fd)

Se mejora

Disponiendo material granular en la base

Aumentando el empuje pasivo Ep con zarpas o inclinando la base

51

RREE

tg)REW(Bc

F

Btgc

F

FF

3w1wph

2wv

des

des

estdR

f

fg

r tgc f

e1

Ea

Eh

Ev

wRw1Ep

Rw3

Rw2

Oe3

ew2

B

e2 ew3 ew1

COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

ESTABILIDAD AL VUELCO

En relacioacuten a un punto de giro O

Efectos estabilizadores

bull Peso W

bull Empuje pasivo pie (en muros no debe considerarse)

bull Presioacuten agua intradoacutes Rw3

Efectos desestabilizadores

bull Empuje trasdoacutes Eahellip (Eh(+) y Ev(-))

bull Empuje agua trasdoacutes Rw1

bull Subpresiones Rw2

Coeficiente de seguridad (Fv)

0290

81

M

M

M

M81901CTE

02eReRBEeE

eReEeW

M

MF

v

eR

vdstE

estbEdstEstbER

2w2w1w1wv1h

3w3w2p3

v

ev

gg

gggg

e1

Ea

Eh

Ev

wRw1Ep

Rw3

Rw2

Oe3

ew2

B

e2 ew3 ew1

COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

PASO DE LA RESULTANTE POR EL NUacuteCLEO CENTRAL

La resultante de las acciones provoca unas presiones y deformaciones en el terreno

Se aplica la ldquoTeoriacutea del COEFICIENTE DE BALASTOrdquo

bull La presioacuten en la base de un elemento es proporcional a su asiento

p = ks s

bull Es una ley lineal

Si la cimentacioacuten es riacutegida la ley de presiones seraacute tambieacuten lineal

Bd3B

R2p

2

Vmiacuten

d3B2

B

R2p

2

Vmaacutex

B2

ppR miacutenmaacutex

V

miacutenmaacutex2

miacuten2

V ppB6

1pB

2

1dR

v

ve

R

MMd

RV

pmaacutex

pmiacuten

B RH

d

pmaacutex

pmiacuten

B

R

RH

RV

COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

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COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

PASO DE LA RESULTANTEPOR EL NUacuteCLEO CENTRAL

B3 lt d lt 2middotB3 pmiacuten gt 0

Distribucioacuten

trapezoidal

d = B3 pmiacuten = 0

Distribucioacuten triangular pmax=2 middotRvB

d lt B3 pmiacuten lt 0

Distribucioacuten triangular parcial

ldquoTracciones en la baserdquo

)Bd3(B

R2p

2

vmin

d3

R2p V

maacutex

)d3B2(B

R2p

2

vmax

d

RV

pmaacutex

pmiacuten

B3 B3 B3

B3

RV

pmaacutex pmiacuten=0

d

RV

pmaacutexldquopmiacutenlt0rdquo

v

ve

R

MMd

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COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

SEGURIDAD FRENTE AL HUNDIMIENTO

Se considera una zapata ficticia de anchura eficaz Brsquo de manera que la carga quede centrada en la misma

lsaquo rsaquo

Se tiene que cumplir que

3

qqq

B

R hund

R

hundadm

v g

d

Rv

pmaacutex pmiacuten

B2 B2

e d

Rv

B2 B2

e

Brsquo=2middotd=B-2middote

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COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

SEGURIDAD FRENTE A LA ROTURA ESTRUCTURAL

El muro como elemento estructural debe ser lo suficientemente resistente como para soportar las tensiones a las que va a estar sometido con las garantiacuteas necesarias (Instruccioacuten de Hormigoacuten Estructural EHE)

Deformacioacuten

excesiva del

alzado

Rotura por

fisuracioacuten

excesiva

Rotura por

fallo

de solape

Rotura por

esfuerzo

cortante

Rotura por

esfuerzo

rasante

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COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

ESTABILIDAD GENERAL

El conjunto del muro incluida su cimentacioacuten puede fallar mediante un mecanismo de rotura auacuten maacutes profundo que eacutestos o que no siendo tan profundo pudiera cortarlos que habraacute que comprobar

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COacuteDIGO TEacuteCNICO DE LA EDIFICACIOacuteN

COEFICIENTES DE SEGURIDAD PARCIALES

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CRITERIOS DE PREDIMENSIONADO (Jimeacutenez Salas et al 1981)

ge 20 cm

gt25 m

H3 ndash 2H3

ltH2 si Hgt10 m

H12ge30 cm

025 H le B le 04 H

(Si existen sobrecargas importantes aumentar B

hasta un 50)

H

H8-H6

c=020-030 m

025-125 m

05-125 m

H16 ndash H12

H32-H8

04 - 09 H

008-04 H

gt060 m

(CTE miacuten 08m)

Espesor de solera y alzado H12

Ancho de solera 04 - 07 H

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MEacuteTODO DE HAIRSINE

Meacutetodo para predimensionamiento

Para muros en ldquoLrdquo

Desprecia la diferencia entre el peso propio del muro y del terreno

Se obtienen ldquomrdquo y ldquobrdquo a partir de

bull ldquoFvrdquo coeficiente de seguridad al vuelco (gt2)

bull ldquojrdquo funcioacuten de la presioacuten admisible

bull

Que depende de

ldquoFdrdquo al deslizamiento (gt15)

ldquoKrdquo coeficiente de empuje

= tg base

base rozamiento tierras-muro

base = f = 23frsquo base

KFd

H

pj adm

g

mbH

bH

H

K g H

padm=j g H

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MEacuteTODO DE HAIRSINE

Procedimiento

Cada variable define una curva un graacutefico m ndash bk

La zona comuacuten sobre dichas curvas es la vaacutelida

Si se elige un punto en esa zona se asegura

bull La estabilidad al vuelco a traveacutes de Fv

bull La estabilidad al deslizamiento mediante

bull La carga admisible del cimiento por j

Mientras maacutes bajo esteacute el punto maacutes econoacutemico es el muro (menores dimensiones)

Es posible imponer distribucioacuten triangular de presiones en el terreno (resultante en nuacutecleo central)

El manejo se simplifica mediante un nomograma en el que se recogen familias de curvas para distintos valores de cada variable

KFd

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

000

020

040

060

080

100

120

140

160

180

200

0 02 04 06 08 1

a

(bK

)12

2

v

m13

F

K

b

2m3m41j

1

K

b

m12

KF

K

b d

ZONA DE

VALIDEZ

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

MEacuteTODO DE HAIRSINE(Jimeacutenez Salas et al 1981)

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

MEacuteTODO DE HAIRSINE

CONSTRUCCIOacuteN DE LAS CURVAS DE HAIRSINE (I) Para mayor precisioacuten es posible construir las tres curvas de cada problema

Estabilidad al vuelco

Presiones en la base seguacuten la distribucioacuten sea

bull Trapezoidal

bull Triangular

bull Triangular parcial

2

v

m13

F

K

b

2m3m41j

1

K

b

2m3m2j

1

K

b

2m314j3

1

K

b

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MEacuteTODO DE HAIRSINE

CONSTRUCCIOacuteN DE LAS CURVAS DE HAIRSINE (II)

Estabilidad al deslizamiento

Friccioacuten = tg base con base = f = 23frsquo base

Adhesioacuten a = c= 05c

bull En terreno sin cohesioacuten soacutelo FRICCIOacuteN

bull En terrenos sin friccioacuten soacutelo ADHESIOacuteN

bull En terrenos con ADHESIOacuteN Y FRICCIOacuteN

m12

KF

K

b d

Ha2

KF

K

b d g

g

H

am12

KF

K

b d

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MEacuteTODO DE HAIRSINE

Permite incorporar SOBRECARGA UNIFORME (q)

Meacutetodo 1 Vaacutelido solamente si la sobrecarga es pequentildea tal que H0=q lt02 H Se adopta una altura ficticia H=H+H0

Meacutetodo 2 Vaacutelido para cualquier sobrecarga se emplean los siguientes paraacutemetros

bull En terrenos con ADHESIOacuteN Y FRICCIOacuteN

bull En terrenos soacutelo con ADHESIOacuteN

Hq1

Hq31

KK

g

g

Hq31

Hq21

FF dd

g

g

Hq

pj a

g

d KF

KFHq

aa

d

g

am12

1

K

b

gg

H

q1H

a2

KF

K

b d

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

MEacuteTODO DE HAIRSINE

EJEMPLO

Datos H = 3 m

g = 18 kNm3

K = 13

= 060

Fd gt 15

Fv gt 20

Pmaacutex = 27 kpa

Variables del meacutetodo

Resultados Base b = bh = 067 30 = 20 m

Puntera mbh = 048 20 = 096 m

8403151

60

KFd

50318

27H

pj adm

g 67031171b171

K

b

480m

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

MUROS EN L

Las tres meacutensulas en alzado puntera y taloacuten se calcularaacuten como empotradas en su arranque

El alzado se comprueba con el empuje de Rankine

La puntera y taloacuten bajo las cargas gravitatorias la reaccioacuten del terreno y la subpresioacuten del agua

Se suelen mantener las armaduras de las secciones criacuteticas (salvo muros muy altos)

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MUROS DE CONTRAFUERTES

Las placas verticales entre contrafuertes o las horizontales en el taloacuten pueden calcularse como placas empotradas en tres lados

Los contrafuertes en trasdoacutes se dimensionan para las tracciones correspondientes a los empujes sobre la placa vertical

La puntera se calcula como un voladizo

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

MUROS DE SOacuteTANO

Estaacuten arriostrados por los forjados y trabajan como placas apoyadas o empotradas

Se suelen calcular para el empuje en reposo

Hay que antildeadir como acciones la solicitacioacuten de los forjados intermedios y la compresioacuten de los soportes

Una parte importante de los empujes horizontales se equilibran contra los forjados y solera

La reaccioacuten de los forjados sobre el muro es una variable maacutes en los caacutelculos

Suele hacerse la hipoacutetesis simplificada de considerar un reparto uniforme de presiones bajo el cimiento

El caacutelculo estructural para dos o maacutes niveles de forjado se puede asimilar a una viga continua

Se suele considerar el muro indefinido en direccioacuten longitudinal

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MUROS DE SOacuteTANO Acciones

Empujes

Sobrecarga E1 = Ko∙q∙H a frac12 H

Peso tierras E2 = frac12 Ko∙g∙H2 a 13 H

Cargas verticales

Axil de pilares N

Pesos Nm Nt Nc

Empujes de forjados o suelo T1 T2

Ecuaciones (Incoacutegnitas Rv T1 T2) Equilibrio de fuerzas

Rv = N

T1+ T2 = E1+ E2

Momentos sobre centro de la base

T1 ∙ H = Ei ∙ei+ Nj ∙ ej

Los ej son positivos si estaacuten a la

derecha de la vertical que pasa por Rv

Comprobaciones Hundimiento Rv B lt padm

Deslizamiento T2 lt (Rv ∙ tg+c ∙B) Fd

qN

T1

E1

E2

Nm

Nc

H

B

Nt

T2

Rv

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RELLENO DEL TRASDOacuteS

La seleccioacuten del relleno en trasdoacutes

Debe considerar la influencia del agua hinchamiento

Dentro de los muros que han experimentado este movimiento haytres veces maacutes con relleno arcilloso que con relleno arenoso

Los rellenos arcillosos provocan movimientos progresivos del muro

bull Originan empujes principalmente por las variaciones estacionales de volumen con el grado de humedad

bull En la estacioacuten seca retraen y aparecen grietas de traccioacuten por las que penetra el agua en la estacioacuten huacutemeda

bull El aumento de volumen va provocandoun movimiento progresivo hacia delante

Lo ideal son suelos GP GW SP SW (lt 5 limos o arcillas)

Bastariacutea con una cuntildea en el trasdoacutes (60ordm inclinacioacuten)

Los rellenos deben ser compactados pero no en exceso

RELLENO GRANULAR

60ordm

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DRENAJE DEL TRASDOacuteS

Los empujes pueden triplicarse si no hay un sistema de drenaje o eacuteste no funciona bien Un 33 de los accidentes ocurridos en muros riacutegidos han sido por ausencia o fallo del sistema de drenaje

El control de las presiones del agua en el trasdoacutes se consigue con sistemas adecuados de drenaje Drenes verticales (material granular hormigoacuten poroso)

en toda la altura del muro o parte de ella

Laacuteminas drenantes

Drenes inclinados

Tapices drenantes horizontales a uno o varios niveles

Drenes horizontales a traveacutes del relleno

Drenes longitudinales en la base o talud del relleno

Mechinales en contacto directo con el relleno

Consideraciones generales El mejor sistema consiste en una cuntildea de relleno

granular filtrante

Todos los sistemas deben tener faacutecil evacuacioacuten del agua evitando su acumulacioacuten en el trasdoacutes

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DRENAJE DEL TRASDOacuteS

ESQUEMAS DE DRENAJE

40-50 litros de grava gruesa

15 m

Cuneta para evacuacioacuten de vertidos

Material granular de

relleno

Material arcilloso de impermeabilizacioacuten

Cuneta

60ordm

Dren de grava de

20-30 cm o panel de hormigoacuten sin finos

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CONSTRUCCIOacuteN

Seguacuten del Documento Baacutesico HS Salubridad del Coacutedigo Teacutecnico de la Edificacioacuten el grado de impermeabilidad exigible a los muros en contacto depende de

La presencia de agua Seguacuten la posicioacuten relativa de la cara del suelo en contacto con el terreno y el nivel freaacutetico

bull Baja La cara inferior del suelo estaacute sobre el nivel freaacutetico

bull Media La cara inferior del suelo estaacute a la misma profundidad que el nivel freaacutetico o a menos de dos metros por debajo

bull Alta La cara inferior del suelo estaacute ge 2 m bajo el nivel freaacutetico

El coeficiente de permeabilidad del terreno

El grado de impermeabilidad seraacute entonces

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CONSTRUCCIOacuteN

Soluciones constructivas para muros (CTE DB S)

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

CONSTRUCCIOacuteN

C) CONSTITUCIOacuteN DEL MURO

C1 Hormigoacuten hidroacutefugo

C2 Hormigoacuten de consistencia fluida

C3 Muro de faacutebrica Bloquesladrillos hidrofugados y mortero hidroacutefugo

I) IMPERMEABILIZACIOacuteN

I1 Laacutemina impermeabilizante o aplicacioacuten de productos liacutequidos (poliacutemeros acriacutelicos caucho acriacutelico resinas o polieacutester)

bull En los muros pantalla basta con los lodos bentoniacuteticos

bull Con laacutemina interior debe ser adherida

bull Si es exterior capa antipunzonamiento en caras no adheridas

bull Con laacutemina drenante no precisa antipunzonamiento exterior

bull Con aplicaciones liacutequidas colocar una capa protectora exterior (geotextil o mortero reforzado) salvo que haya capa drenante

I2 Pintura impermeabilizante

I3 Muros de faacutebrica Recubrir interiormente con revestimiento hidroacutefugo (mortero hidroacutefugo cartoacuten-yeso sin yeso higroscoacutepico)

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

CONSTRUCCIOacuteN

D) DRENAJE Y EVACUACIOacuteN

D1 Capa drenante y capa filtrante entre el muro y el terreno

bull La capa drenante puede ser una laacutemina grava bloques de arcilla porosos etc

bull Si es una laacutemina debe cerrarse el remate superior de la laacutemina

D2 Pozo drenante de al menos 070 m de diaacutemetro cada 50 m como maacuteximo con capa filtrante y dos bombas de achique para evacuacioacuten

D3 Tubo drenante en el arranque del muro conectado a un sistema de evacuacioacuten

D4 Canaletas de recogida de agua en la caacutemara del muro conectadas a una red de evacuacioacuten

D5 Red de evacuacioacuten del agua de lluvia en la cubierta y del terreno conectada a sistema de evacuacioacuten

V) VENTILACIOacuteN DE LA CAacuteMARA

V1 Aberturas de ventilacioacuten en el arranque y la coronacioacuten de la hoja interior y ventilarse el local al que se abren dichas aberturas

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

CONSTRUCCIOacuteN

La excavacioacuten del cimiento debe efectuarse con cuidado para no alterar las caracteriacutesticas geoteacutecnicas del suelo

Las excavaciones provisionales o definitivas deben hacerse de modo que se eviten movimientos en las tierras especialmente en el caso de muros por bataches

En el caso de suelos permeables que requieran agotamiento del agua para realizar las excavaciones eacuteste se mantendraacute durante toda la duracioacuten de los trabajos

El agotamiento debe realizarse de tal forma que no comprometa la estabilidad de los taludes o de las obras vecinas

Las juntas de hormigonado y los procesos de hormigonado vibrado y curado se efectuaraacuten con los criterios definidos en la Instruccioacuten EHE

Page 19: TEMA 03 - ESTRUCTURAS DE CONTENCIÓN RÍGIDAS

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ESTABILIDAD AL VUELCO

En relacioacuten a un punto de giro O

Efectos estabilizadores

bull Peso W

bull Empuje pasivo pie (en muros no debe considerarse)

bull Presioacuten agua intradoacutes Rw3

Efectos desestabilizadores

bull Empuje trasdoacutes Eahellip (Eh(+) y Ev(-))

bull Empuje agua trasdoacutes Rw1

bull Subpresiones Rw2

Coeficiente de seguridad (Fv)

0290

81

M

M

M

M81901CTE

02eReRBEeE

eReEeW

M

MF

v

eR

vdstE

estbEdstEstbER

2w2w1w1wv1h

3w3w2p3

v

ev

gg

gggg

e1

Ea

Eh

Ev

wRw1Ep

Rw3

Rw2

Oe3

ew2

B

e2 ew3 ew1

COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

PASO DE LA RESULTANTE POR EL NUacuteCLEO CENTRAL

La resultante de las acciones provoca unas presiones y deformaciones en el terreno

Se aplica la ldquoTeoriacutea del COEFICIENTE DE BALASTOrdquo

bull La presioacuten en la base de un elemento es proporcional a su asiento

p = ks s

bull Es una ley lineal

Si la cimentacioacuten es riacutegida la ley de presiones seraacute tambieacuten lineal

Bd3B

R2p

2

Vmiacuten

d3B2

B

R2p

2

Vmaacutex

B2

ppR miacutenmaacutex

V

miacutenmaacutex2

miacuten2

V ppB6

1pB

2

1dR

v

ve

R

MMd

RV

pmaacutex

pmiacuten

B RH

d

pmaacutex

pmiacuten

B

R

RH

RV

COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

PASO DE LA RESULTANTEPOR EL NUacuteCLEO CENTRAL

B3 lt d lt 2middotB3 pmiacuten gt 0

Distribucioacuten

trapezoidal

d = B3 pmiacuten = 0

Distribucioacuten triangular pmax=2 middotRvB

d lt B3 pmiacuten lt 0

Distribucioacuten triangular parcial

ldquoTracciones en la baserdquo

)Bd3(B

R2p

2

vmin

d3

R2p V

maacutex

)d3B2(B

R2p

2

vmax

d

RV

pmaacutex

pmiacuten

B3 B3 B3

B3

RV

pmaacutex pmiacuten=0

d

RV

pmaacutexldquopmiacutenlt0rdquo

v

ve

R

MMd

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

SEGURIDAD FRENTE AL HUNDIMIENTO

Se considera una zapata ficticia de anchura eficaz Brsquo de manera que la carga quede centrada en la misma

lsaquo rsaquo

Se tiene que cumplir que

3

qqq

B

R hund

R

hundadm

v g

d

Rv

pmaacutex pmiacuten

B2 B2

e d

Rv

B2 B2

e

Brsquo=2middotd=B-2middote

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

SEGURIDAD FRENTE A LA ROTURA ESTRUCTURAL

El muro como elemento estructural debe ser lo suficientemente resistente como para soportar las tensiones a las que va a estar sometido con las garantiacuteas necesarias (Instruccioacuten de Hormigoacuten Estructural EHE)

Deformacioacuten

excesiva del

alzado

Rotura por

fisuracioacuten

excesiva

Rotura por

fallo

de solape

Rotura por

esfuerzo

cortante

Rotura por

esfuerzo

rasante

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

ESTABILIDAD GENERAL

El conjunto del muro incluida su cimentacioacuten puede fallar mediante un mecanismo de rotura auacuten maacutes profundo que eacutestos o que no siendo tan profundo pudiera cortarlos que habraacute que comprobar

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

COacuteDIGO TEacuteCNICO DE LA EDIFICACIOacuteN

COEFICIENTES DE SEGURIDAD PARCIALES

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

CRITERIOS DE PREDIMENSIONADO (Jimeacutenez Salas et al 1981)

ge 20 cm

gt25 m

H3 ndash 2H3

ltH2 si Hgt10 m

H12ge30 cm

025 H le B le 04 H

(Si existen sobrecargas importantes aumentar B

hasta un 50)

H

H8-H6

c=020-030 m

025-125 m

05-125 m

H16 ndash H12

H32-H8

04 - 09 H

008-04 H

gt060 m

(CTE miacuten 08m)

Espesor de solera y alzado H12

Ancho de solera 04 - 07 H

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

MEacuteTODO DE HAIRSINE

Meacutetodo para predimensionamiento

Para muros en ldquoLrdquo

Desprecia la diferencia entre el peso propio del muro y del terreno

Se obtienen ldquomrdquo y ldquobrdquo a partir de

bull ldquoFvrdquo coeficiente de seguridad al vuelco (gt2)

bull ldquojrdquo funcioacuten de la presioacuten admisible

bull

Que depende de

ldquoFdrdquo al deslizamiento (gt15)

ldquoKrdquo coeficiente de empuje

= tg base

base rozamiento tierras-muro

base = f = 23frsquo base

KFd

H

pj adm

g

mbH

bH

H

K g H

padm=j g H

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

MEacuteTODO DE HAIRSINE

Procedimiento

Cada variable define una curva un graacutefico m ndash bk

La zona comuacuten sobre dichas curvas es la vaacutelida

Si se elige un punto en esa zona se asegura

bull La estabilidad al vuelco a traveacutes de Fv

bull La estabilidad al deslizamiento mediante

bull La carga admisible del cimiento por j

Mientras maacutes bajo esteacute el punto maacutes econoacutemico es el muro (menores dimensiones)

Es posible imponer distribucioacuten triangular de presiones en el terreno (resultante en nuacutecleo central)

El manejo se simplifica mediante un nomograma en el que se recogen familias de curvas para distintos valores de cada variable

KFd

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

000

020

040

060

080

100

120

140

160

180

200

0 02 04 06 08 1

a

(bK

)12

2

v

m13

F

K

b

2m3m41j

1

K

b

m12

KF

K

b d

ZONA DE

VALIDEZ

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

MEacuteTODO DE HAIRSINE(Jimeacutenez Salas et al 1981)

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

MEacuteTODO DE HAIRSINE

CONSTRUCCIOacuteN DE LAS CURVAS DE HAIRSINE (I) Para mayor precisioacuten es posible construir las tres curvas de cada problema

Estabilidad al vuelco

Presiones en la base seguacuten la distribucioacuten sea

bull Trapezoidal

bull Triangular

bull Triangular parcial

2

v

m13

F

K

b

2m3m41j

1

K

b

2m3m2j

1

K

b

2m314j3

1

K

b

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

MEacuteTODO DE HAIRSINE

CONSTRUCCIOacuteN DE LAS CURVAS DE HAIRSINE (II)

Estabilidad al deslizamiento

Friccioacuten = tg base con base = f = 23frsquo base

Adhesioacuten a = c= 05c

bull En terreno sin cohesioacuten soacutelo FRICCIOacuteN

bull En terrenos sin friccioacuten soacutelo ADHESIOacuteN

bull En terrenos con ADHESIOacuteN Y FRICCIOacuteN

m12

KF

K

b d

Ha2

KF

K

b d g

g

H

am12

KF

K

b d

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

MEacuteTODO DE HAIRSINE

Permite incorporar SOBRECARGA UNIFORME (q)

Meacutetodo 1 Vaacutelido solamente si la sobrecarga es pequentildea tal que H0=q lt02 H Se adopta una altura ficticia H=H+H0

Meacutetodo 2 Vaacutelido para cualquier sobrecarga se emplean los siguientes paraacutemetros

bull En terrenos con ADHESIOacuteN Y FRICCIOacuteN

bull En terrenos soacutelo con ADHESIOacuteN

Hq1

Hq31

KK

g

g

Hq31

Hq21

FF dd

g

g

Hq

pj a

g

d KF

KFHq

aa

d

g

am12

1

K

b

gg

H

q1H

a2

KF

K

b d

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

MEacuteTODO DE HAIRSINE

EJEMPLO

Datos H = 3 m

g = 18 kNm3

K = 13

= 060

Fd gt 15

Fv gt 20

Pmaacutex = 27 kpa

Variables del meacutetodo

Resultados Base b = bh = 067 30 = 20 m

Puntera mbh = 048 20 = 096 m

8403151

60

KFd

50318

27H

pj adm

g 67031171b171

K

b

480m

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

MUROS EN L

Las tres meacutensulas en alzado puntera y taloacuten se calcularaacuten como empotradas en su arranque

El alzado se comprueba con el empuje de Rankine

La puntera y taloacuten bajo las cargas gravitatorias la reaccioacuten del terreno y la subpresioacuten del agua

Se suelen mantener las armaduras de las secciones criacuteticas (salvo muros muy altos)

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MUROS DE CONTRAFUERTES

Las placas verticales entre contrafuertes o las horizontales en el taloacuten pueden calcularse como placas empotradas en tres lados

Los contrafuertes en trasdoacutes se dimensionan para las tracciones correspondientes a los empujes sobre la placa vertical

La puntera se calcula como un voladizo

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MUROS DE SOacuteTANO

Estaacuten arriostrados por los forjados y trabajan como placas apoyadas o empotradas

Se suelen calcular para el empuje en reposo

Hay que antildeadir como acciones la solicitacioacuten de los forjados intermedios y la compresioacuten de los soportes

Una parte importante de los empujes horizontales se equilibran contra los forjados y solera

La reaccioacuten de los forjados sobre el muro es una variable maacutes en los caacutelculos

Suele hacerse la hipoacutetesis simplificada de considerar un reparto uniforme de presiones bajo el cimiento

El caacutelculo estructural para dos o maacutes niveles de forjado se puede asimilar a una viga continua

Se suele considerar el muro indefinido en direccioacuten longitudinal

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MUROS DE SOacuteTANO Acciones

Empujes

Sobrecarga E1 = Ko∙q∙H a frac12 H

Peso tierras E2 = frac12 Ko∙g∙H2 a 13 H

Cargas verticales

Axil de pilares N

Pesos Nm Nt Nc

Empujes de forjados o suelo T1 T2

Ecuaciones (Incoacutegnitas Rv T1 T2) Equilibrio de fuerzas

Rv = N

T1+ T2 = E1+ E2

Momentos sobre centro de la base

T1 ∙ H = Ei ∙ei+ Nj ∙ ej

Los ej son positivos si estaacuten a la

derecha de la vertical que pasa por Rv

Comprobaciones Hundimiento Rv B lt padm

Deslizamiento T2 lt (Rv ∙ tg+c ∙B) Fd

qN

T1

E1

E2

Nm

Nc

H

B

Nt

T2

Rv

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RELLENO DEL TRASDOacuteS

La seleccioacuten del relleno en trasdoacutes

Debe considerar la influencia del agua hinchamiento

Dentro de los muros que han experimentado este movimiento haytres veces maacutes con relleno arcilloso que con relleno arenoso

Los rellenos arcillosos provocan movimientos progresivos del muro

bull Originan empujes principalmente por las variaciones estacionales de volumen con el grado de humedad

bull En la estacioacuten seca retraen y aparecen grietas de traccioacuten por las que penetra el agua en la estacioacuten huacutemeda

bull El aumento de volumen va provocandoun movimiento progresivo hacia delante

Lo ideal son suelos GP GW SP SW (lt 5 limos o arcillas)

Bastariacutea con una cuntildea en el trasdoacutes (60ordm inclinacioacuten)

Los rellenos deben ser compactados pero no en exceso

RELLENO GRANULAR

60ordm

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DRENAJE DEL TRASDOacuteS

Los empujes pueden triplicarse si no hay un sistema de drenaje o eacuteste no funciona bien Un 33 de los accidentes ocurridos en muros riacutegidos han sido por ausencia o fallo del sistema de drenaje

El control de las presiones del agua en el trasdoacutes se consigue con sistemas adecuados de drenaje Drenes verticales (material granular hormigoacuten poroso)

en toda la altura del muro o parte de ella

Laacuteminas drenantes

Drenes inclinados

Tapices drenantes horizontales a uno o varios niveles

Drenes horizontales a traveacutes del relleno

Drenes longitudinales en la base o talud del relleno

Mechinales en contacto directo con el relleno

Consideraciones generales El mejor sistema consiste en una cuntildea de relleno

granular filtrante

Todos los sistemas deben tener faacutecil evacuacioacuten del agua evitando su acumulacioacuten en el trasdoacutes

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DRENAJE DEL TRASDOacuteS

ESQUEMAS DE DRENAJE

40-50 litros de grava gruesa

15 m

Cuneta para evacuacioacuten de vertidos

Material granular de

relleno

Material arcilloso de impermeabilizacioacuten

Cuneta

60ordm

Dren de grava de

20-30 cm o panel de hormigoacuten sin finos

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CONSTRUCCIOacuteN

Seguacuten del Documento Baacutesico HS Salubridad del Coacutedigo Teacutecnico de la Edificacioacuten el grado de impermeabilidad exigible a los muros en contacto depende de

La presencia de agua Seguacuten la posicioacuten relativa de la cara del suelo en contacto con el terreno y el nivel freaacutetico

bull Baja La cara inferior del suelo estaacute sobre el nivel freaacutetico

bull Media La cara inferior del suelo estaacute a la misma profundidad que el nivel freaacutetico o a menos de dos metros por debajo

bull Alta La cara inferior del suelo estaacute ge 2 m bajo el nivel freaacutetico

El coeficiente de permeabilidad del terreno

El grado de impermeabilidad seraacute entonces

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CONSTRUCCIOacuteN

Soluciones constructivas para muros (CTE DB S)

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CONSTRUCCIOacuteN

C) CONSTITUCIOacuteN DEL MURO

C1 Hormigoacuten hidroacutefugo

C2 Hormigoacuten de consistencia fluida

C3 Muro de faacutebrica Bloquesladrillos hidrofugados y mortero hidroacutefugo

I) IMPERMEABILIZACIOacuteN

I1 Laacutemina impermeabilizante o aplicacioacuten de productos liacutequidos (poliacutemeros acriacutelicos caucho acriacutelico resinas o polieacutester)

bull En los muros pantalla basta con los lodos bentoniacuteticos

bull Con laacutemina interior debe ser adherida

bull Si es exterior capa antipunzonamiento en caras no adheridas

bull Con laacutemina drenante no precisa antipunzonamiento exterior

bull Con aplicaciones liacutequidas colocar una capa protectora exterior (geotextil o mortero reforzado) salvo que haya capa drenante

I2 Pintura impermeabilizante

I3 Muros de faacutebrica Recubrir interiormente con revestimiento hidroacutefugo (mortero hidroacutefugo cartoacuten-yeso sin yeso higroscoacutepico)

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CONSTRUCCIOacuteN

D) DRENAJE Y EVACUACIOacuteN

D1 Capa drenante y capa filtrante entre el muro y el terreno

bull La capa drenante puede ser una laacutemina grava bloques de arcilla porosos etc

bull Si es una laacutemina debe cerrarse el remate superior de la laacutemina

D2 Pozo drenante de al menos 070 m de diaacutemetro cada 50 m como maacuteximo con capa filtrante y dos bombas de achique para evacuacioacuten

D3 Tubo drenante en el arranque del muro conectado a un sistema de evacuacioacuten

D4 Canaletas de recogida de agua en la caacutemara del muro conectadas a una red de evacuacioacuten

D5 Red de evacuacioacuten del agua de lluvia en la cubierta y del terreno conectada a sistema de evacuacioacuten

V) VENTILACIOacuteN DE LA CAacuteMARA

V1 Aberturas de ventilacioacuten en el arranque y la coronacioacuten de la hoja interior y ventilarse el local al que se abren dichas aberturas

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CONSTRUCCIOacuteN

La excavacioacuten del cimiento debe efectuarse con cuidado para no alterar las caracteriacutesticas geoteacutecnicas del suelo

Las excavaciones provisionales o definitivas deben hacerse de modo que se eviten movimientos en las tierras especialmente en el caso de muros por bataches

En el caso de suelos permeables que requieran agotamiento del agua para realizar las excavaciones eacuteste se mantendraacute durante toda la duracioacuten de los trabajos

El agotamiento debe realizarse de tal forma que no comprometa la estabilidad de los taludes o de las obras vecinas

Las juntas de hormigonado y los procesos de hormigonado vibrado y curado se efectuaraacuten con los criterios definidos en la Instruccioacuten EHE

Page 20: TEMA 03 - ESTRUCTURAS DE CONTENCIÓN RÍGIDAS

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

PASO DE LA RESULTANTE POR EL NUacuteCLEO CENTRAL

La resultante de las acciones provoca unas presiones y deformaciones en el terreno

Se aplica la ldquoTeoriacutea del COEFICIENTE DE BALASTOrdquo

bull La presioacuten en la base de un elemento es proporcional a su asiento

p = ks s

bull Es una ley lineal

Si la cimentacioacuten es riacutegida la ley de presiones seraacute tambieacuten lineal

Bd3B

R2p

2

Vmiacuten

d3B2

B

R2p

2

Vmaacutex

B2

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V

miacutenmaacutex2

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V ppB6

1pB

2

1dR

v

ve

R

MMd

RV

pmaacutex

pmiacuten

B RH

d

pmaacutex

pmiacuten

B

R

RH

RV

COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

PASO DE LA RESULTANTEPOR EL NUacuteCLEO CENTRAL

B3 lt d lt 2middotB3 pmiacuten gt 0

Distribucioacuten

trapezoidal

d = B3 pmiacuten = 0

Distribucioacuten triangular pmax=2 middotRvB

d lt B3 pmiacuten lt 0

Distribucioacuten triangular parcial

ldquoTracciones en la baserdquo

)Bd3(B

R2p

2

vmin

d3

R2p V

maacutex

)d3B2(B

R2p

2

vmax

d

RV

pmaacutex

pmiacuten

B3 B3 B3

B3

RV

pmaacutex pmiacuten=0

d

RV

pmaacutexldquopmiacutenlt0rdquo

v

ve

R

MMd

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

SEGURIDAD FRENTE AL HUNDIMIENTO

Se considera una zapata ficticia de anchura eficaz Brsquo de manera que la carga quede centrada en la misma

lsaquo rsaquo

Se tiene que cumplir que

3

qqq

B

R hund

R

hundadm

v g

d

Rv

pmaacutex pmiacuten

B2 B2

e d

Rv

B2 B2

e

Brsquo=2middotd=B-2middote

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

SEGURIDAD FRENTE A LA ROTURA ESTRUCTURAL

El muro como elemento estructural debe ser lo suficientemente resistente como para soportar las tensiones a las que va a estar sometido con las garantiacuteas necesarias (Instruccioacuten de Hormigoacuten Estructural EHE)

Deformacioacuten

excesiva del

alzado

Rotura por

fisuracioacuten

excesiva

Rotura por

fallo

de solape

Rotura por

esfuerzo

cortante

Rotura por

esfuerzo

rasante

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

ESTABILIDAD GENERAL

El conjunto del muro incluida su cimentacioacuten puede fallar mediante un mecanismo de rotura auacuten maacutes profundo que eacutestos o que no siendo tan profundo pudiera cortarlos que habraacute que comprobar

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

COacuteDIGO TEacuteCNICO DE LA EDIFICACIOacuteN

COEFICIENTES DE SEGURIDAD PARCIALES

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

CRITERIOS DE PREDIMENSIONADO (Jimeacutenez Salas et al 1981)

ge 20 cm

gt25 m

H3 ndash 2H3

ltH2 si Hgt10 m

H12ge30 cm

025 H le B le 04 H

(Si existen sobrecargas importantes aumentar B

hasta un 50)

H

H8-H6

c=020-030 m

025-125 m

05-125 m

H16 ndash H12

H32-H8

04 - 09 H

008-04 H

gt060 m

(CTE miacuten 08m)

Espesor de solera y alzado H12

Ancho de solera 04 - 07 H

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MEacuteTODO DE HAIRSINE

Meacutetodo para predimensionamiento

Para muros en ldquoLrdquo

Desprecia la diferencia entre el peso propio del muro y del terreno

Se obtienen ldquomrdquo y ldquobrdquo a partir de

bull ldquoFvrdquo coeficiente de seguridad al vuelco (gt2)

bull ldquojrdquo funcioacuten de la presioacuten admisible

bull

Que depende de

ldquoFdrdquo al deslizamiento (gt15)

ldquoKrdquo coeficiente de empuje

= tg base

base rozamiento tierras-muro

base = f = 23frsquo base

KFd

H

pj adm

g

mbH

bH

H

K g H

padm=j g H

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

MEacuteTODO DE HAIRSINE

Procedimiento

Cada variable define una curva un graacutefico m ndash bk

La zona comuacuten sobre dichas curvas es la vaacutelida

Si se elige un punto en esa zona se asegura

bull La estabilidad al vuelco a traveacutes de Fv

bull La estabilidad al deslizamiento mediante

bull La carga admisible del cimiento por j

Mientras maacutes bajo esteacute el punto maacutes econoacutemico es el muro (menores dimensiones)

Es posible imponer distribucioacuten triangular de presiones en el terreno (resultante en nuacutecleo central)

El manejo se simplifica mediante un nomograma en el que se recogen familias de curvas para distintos valores de cada variable

KFd

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

000

020

040

060

080

100

120

140

160

180

200

0 02 04 06 08 1

a

(bK

)12

2

v

m13

F

K

b

2m3m41j

1

K

b

m12

KF

K

b d

ZONA DE

VALIDEZ

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

MEacuteTODO DE HAIRSINE(Jimeacutenez Salas et al 1981)

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

MEacuteTODO DE HAIRSINE

CONSTRUCCIOacuteN DE LAS CURVAS DE HAIRSINE (I) Para mayor precisioacuten es posible construir las tres curvas de cada problema

Estabilidad al vuelco

Presiones en la base seguacuten la distribucioacuten sea

bull Trapezoidal

bull Triangular

bull Triangular parcial

2

v

m13

F

K

b

2m3m41j

1

K

b

2m3m2j

1

K

b

2m314j3

1

K

b

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

MEacuteTODO DE HAIRSINE

CONSTRUCCIOacuteN DE LAS CURVAS DE HAIRSINE (II)

Estabilidad al deslizamiento

Friccioacuten = tg base con base = f = 23frsquo base

Adhesioacuten a = c= 05c

bull En terreno sin cohesioacuten soacutelo FRICCIOacuteN

bull En terrenos sin friccioacuten soacutelo ADHESIOacuteN

bull En terrenos con ADHESIOacuteN Y FRICCIOacuteN

m12

KF

K

b d

Ha2

KF

K

b d g

g

H

am12

KF

K

b d

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

MEacuteTODO DE HAIRSINE

Permite incorporar SOBRECARGA UNIFORME (q)

Meacutetodo 1 Vaacutelido solamente si la sobrecarga es pequentildea tal que H0=q lt02 H Se adopta una altura ficticia H=H+H0

Meacutetodo 2 Vaacutelido para cualquier sobrecarga se emplean los siguientes paraacutemetros

bull En terrenos con ADHESIOacuteN Y FRICCIOacuteN

bull En terrenos soacutelo con ADHESIOacuteN

Hq1

Hq31

KK

g

g

Hq31

Hq21

FF dd

g

g

Hq

pj a

g

d KF

KFHq

aa

d

g

am12

1

K

b

gg

H

q1H

a2

KF

K

b d

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

MEacuteTODO DE HAIRSINE

EJEMPLO

Datos H = 3 m

g = 18 kNm3

K = 13

= 060

Fd gt 15

Fv gt 20

Pmaacutex = 27 kpa

Variables del meacutetodo

Resultados Base b = bh = 067 30 = 20 m

Puntera mbh = 048 20 = 096 m

8403151

60

KFd

50318

27H

pj adm

g 67031171b171

K

b

480m

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

MUROS EN L

Las tres meacutensulas en alzado puntera y taloacuten se calcularaacuten como empotradas en su arranque

El alzado se comprueba con el empuje de Rankine

La puntera y taloacuten bajo las cargas gravitatorias la reaccioacuten del terreno y la subpresioacuten del agua

Se suelen mantener las armaduras de las secciones criacuteticas (salvo muros muy altos)

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MUROS DE CONTRAFUERTES

Las placas verticales entre contrafuertes o las horizontales en el taloacuten pueden calcularse como placas empotradas en tres lados

Los contrafuertes en trasdoacutes se dimensionan para las tracciones correspondientes a los empujes sobre la placa vertical

La puntera se calcula como un voladizo

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MUROS DE SOacuteTANO

Estaacuten arriostrados por los forjados y trabajan como placas apoyadas o empotradas

Se suelen calcular para el empuje en reposo

Hay que antildeadir como acciones la solicitacioacuten de los forjados intermedios y la compresioacuten de los soportes

Una parte importante de los empujes horizontales se equilibran contra los forjados y solera

La reaccioacuten de los forjados sobre el muro es una variable maacutes en los caacutelculos

Suele hacerse la hipoacutetesis simplificada de considerar un reparto uniforme de presiones bajo el cimiento

El caacutelculo estructural para dos o maacutes niveles de forjado se puede asimilar a una viga continua

Se suele considerar el muro indefinido en direccioacuten longitudinal

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MUROS DE SOacuteTANO Acciones

Empujes

Sobrecarga E1 = Ko∙q∙H a frac12 H

Peso tierras E2 = frac12 Ko∙g∙H2 a 13 H

Cargas verticales

Axil de pilares N

Pesos Nm Nt Nc

Empujes de forjados o suelo T1 T2

Ecuaciones (Incoacutegnitas Rv T1 T2) Equilibrio de fuerzas

Rv = N

T1+ T2 = E1+ E2

Momentos sobre centro de la base

T1 ∙ H = Ei ∙ei+ Nj ∙ ej

Los ej son positivos si estaacuten a la

derecha de la vertical que pasa por Rv

Comprobaciones Hundimiento Rv B lt padm

Deslizamiento T2 lt (Rv ∙ tg+c ∙B) Fd

qN

T1

E1

E2

Nm

Nc

H

B

Nt

T2

Rv

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RELLENO DEL TRASDOacuteS

La seleccioacuten del relleno en trasdoacutes

Debe considerar la influencia del agua hinchamiento

Dentro de los muros que han experimentado este movimiento haytres veces maacutes con relleno arcilloso que con relleno arenoso

Los rellenos arcillosos provocan movimientos progresivos del muro

bull Originan empujes principalmente por las variaciones estacionales de volumen con el grado de humedad

bull En la estacioacuten seca retraen y aparecen grietas de traccioacuten por las que penetra el agua en la estacioacuten huacutemeda

bull El aumento de volumen va provocandoun movimiento progresivo hacia delante

Lo ideal son suelos GP GW SP SW (lt 5 limos o arcillas)

Bastariacutea con una cuntildea en el trasdoacutes (60ordm inclinacioacuten)

Los rellenos deben ser compactados pero no en exceso

RELLENO GRANULAR

60ordm

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DRENAJE DEL TRASDOacuteS

Los empujes pueden triplicarse si no hay un sistema de drenaje o eacuteste no funciona bien Un 33 de los accidentes ocurridos en muros riacutegidos han sido por ausencia o fallo del sistema de drenaje

El control de las presiones del agua en el trasdoacutes se consigue con sistemas adecuados de drenaje Drenes verticales (material granular hormigoacuten poroso)

en toda la altura del muro o parte de ella

Laacuteminas drenantes

Drenes inclinados

Tapices drenantes horizontales a uno o varios niveles

Drenes horizontales a traveacutes del relleno

Drenes longitudinales en la base o talud del relleno

Mechinales en contacto directo con el relleno

Consideraciones generales El mejor sistema consiste en una cuntildea de relleno

granular filtrante

Todos los sistemas deben tener faacutecil evacuacioacuten del agua evitando su acumulacioacuten en el trasdoacutes

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

DRENAJE DEL TRASDOacuteS

ESQUEMAS DE DRENAJE

40-50 litros de grava gruesa

15 m

Cuneta para evacuacioacuten de vertidos

Material granular de

relleno

Material arcilloso de impermeabilizacioacuten

Cuneta

60ordm

Dren de grava de

20-30 cm o panel de hormigoacuten sin finos

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CONSTRUCCIOacuteN

Seguacuten del Documento Baacutesico HS Salubridad del Coacutedigo Teacutecnico de la Edificacioacuten el grado de impermeabilidad exigible a los muros en contacto depende de

La presencia de agua Seguacuten la posicioacuten relativa de la cara del suelo en contacto con el terreno y el nivel freaacutetico

bull Baja La cara inferior del suelo estaacute sobre el nivel freaacutetico

bull Media La cara inferior del suelo estaacute a la misma profundidad que el nivel freaacutetico o a menos de dos metros por debajo

bull Alta La cara inferior del suelo estaacute ge 2 m bajo el nivel freaacutetico

El coeficiente de permeabilidad del terreno

El grado de impermeabilidad seraacute entonces

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CONSTRUCCIOacuteN

Soluciones constructivas para muros (CTE DB S)

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CONSTRUCCIOacuteN

C) CONSTITUCIOacuteN DEL MURO

C1 Hormigoacuten hidroacutefugo

C2 Hormigoacuten de consistencia fluida

C3 Muro de faacutebrica Bloquesladrillos hidrofugados y mortero hidroacutefugo

I) IMPERMEABILIZACIOacuteN

I1 Laacutemina impermeabilizante o aplicacioacuten de productos liacutequidos (poliacutemeros acriacutelicos caucho acriacutelico resinas o polieacutester)

bull En los muros pantalla basta con los lodos bentoniacuteticos

bull Con laacutemina interior debe ser adherida

bull Si es exterior capa antipunzonamiento en caras no adheridas

bull Con laacutemina drenante no precisa antipunzonamiento exterior

bull Con aplicaciones liacutequidas colocar una capa protectora exterior (geotextil o mortero reforzado) salvo que haya capa drenante

I2 Pintura impermeabilizante

I3 Muros de faacutebrica Recubrir interiormente con revestimiento hidroacutefugo (mortero hidroacutefugo cartoacuten-yeso sin yeso higroscoacutepico)

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CONSTRUCCIOacuteN

D) DRENAJE Y EVACUACIOacuteN

D1 Capa drenante y capa filtrante entre el muro y el terreno

bull La capa drenante puede ser una laacutemina grava bloques de arcilla porosos etc

bull Si es una laacutemina debe cerrarse el remate superior de la laacutemina

D2 Pozo drenante de al menos 070 m de diaacutemetro cada 50 m como maacuteximo con capa filtrante y dos bombas de achique para evacuacioacuten

D3 Tubo drenante en el arranque del muro conectado a un sistema de evacuacioacuten

D4 Canaletas de recogida de agua en la caacutemara del muro conectadas a una red de evacuacioacuten

D5 Red de evacuacioacuten del agua de lluvia en la cubierta y del terreno conectada a sistema de evacuacioacuten

V) VENTILACIOacuteN DE LA CAacuteMARA

V1 Aberturas de ventilacioacuten en el arranque y la coronacioacuten de la hoja interior y ventilarse el local al que se abren dichas aberturas

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

CONSTRUCCIOacuteN

La excavacioacuten del cimiento debe efectuarse con cuidado para no alterar las caracteriacutesticas geoteacutecnicas del suelo

Las excavaciones provisionales o definitivas deben hacerse de modo que se eviten movimientos en las tierras especialmente en el caso de muros por bataches

En el caso de suelos permeables que requieran agotamiento del agua para realizar las excavaciones eacuteste se mantendraacute durante toda la duracioacuten de los trabajos

El agotamiento debe realizarse de tal forma que no comprometa la estabilidad de los taludes o de las obras vecinas

Las juntas de hormigonado y los procesos de hormigonado vibrado y curado se efectuaraacuten con los criterios definidos en la Instruccioacuten EHE

Page 21: TEMA 03 - ESTRUCTURAS DE CONTENCIÓN RÍGIDAS

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COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

PASO DE LA RESULTANTEPOR EL NUacuteCLEO CENTRAL

B3 lt d lt 2middotB3 pmiacuten gt 0

Distribucioacuten

trapezoidal

d = B3 pmiacuten = 0

Distribucioacuten triangular pmax=2 middotRvB

d lt B3 pmiacuten lt 0

Distribucioacuten triangular parcial

ldquoTracciones en la baserdquo

)Bd3(B

R2p

2

vmin

d3

R2p V

maacutex

)d3B2(B

R2p

2

vmax

d

RV

pmaacutex

pmiacuten

B3 B3 B3

B3

RV

pmaacutex pmiacuten=0

d

RV

pmaacutexldquopmiacutenlt0rdquo

v

ve

R

MMd

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COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

SEGURIDAD FRENTE AL HUNDIMIENTO

Se considera una zapata ficticia de anchura eficaz Brsquo de manera que la carga quede centrada en la misma

lsaquo rsaquo

Se tiene que cumplir que

3

qqq

B

R hund

R

hundadm

v g

d

Rv

pmaacutex pmiacuten

B2 B2

e d

Rv

B2 B2

e

Brsquo=2middotd=B-2middote

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COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

SEGURIDAD FRENTE A LA ROTURA ESTRUCTURAL

El muro como elemento estructural debe ser lo suficientemente resistente como para soportar las tensiones a las que va a estar sometido con las garantiacuteas necesarias (Instruccioacuten de Hormigoacuten Estructural EHE)

Deformacioacuten

excesiva del

alzado

Rotura por

fisuracioacuten

excesiva

Rotura por

fallo

de solape

Rotura por

esfuerzo

cortante

Rotura por

esfuerzo

rasante

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COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

ESTABILIDAD GENERAL

El conjunto del muro incluida su cimentacioacuten puede fallar mediante un mecanismo de rotura auacuten maacutes profundo que eacutestos o que no siendo tan profundo pudiera cortarlos que habraacute que comprobar

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COacuteDIGO TEacuteCNICO DE LA EDIFICACIOacuteN

COEFICIENTES DE SEGURIDAD PARCIALES

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CRITERIOS DE PREDIMENSIONADO (Jimeacutenez Salas et al 1981)

ge 20 cm

gt25 m

H3 ndash 2H3

ltH2 si Hgt10 m

H12ge30 cm

025 H le B le 04 H

(Si existen sobrecargas importantes aumentar B

hasta un 50)

H

H8-H6

c=020-030 m

025-125 m

05-125 m

H16 ndash H12

H32-H8

04 - 09 H

008-04 H

gt060 m

(CTE miacuten 08m)

Espesor de solera y alzado H12

Ancho de solera 04 - 07 H

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MEacuteTODO DE HAIRSINE

Meacutetodo para predimensionamiento

Para muros en ldquoLrdquo

Desprecia la diferencia entre el peso propio del muro y del terreno

Se obtienen ldquomrdquo y ldquobrdquo a partir de

bull ldquoFvrdquo coeficiente de seguridad al vuelco (gt2)

bull ldquojrdquo funcioacuten de la presioacuten admisible

bull

Que depende de

ldquoFdrdquo al deslizamiento (gt15)

ldquoKrdquo coeficiente de empuje

= tg base

base rozamiento tierras-muro

base = f = 23frsquo base

KFd

H

pj adm

g

mbH

bH

H

K g H

padm=j g H

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MEacuteTODO DE HAIRSINE

Procedimiento

Cada variable define una curva un graacutefico m ndash bk

La zona comuacuten sobre dichas curvas es la vaacutelida

Si se elige un punto en esa zona se asegura

bull La estabilidad al vuelco a traveacutes de Fv

bull La estabilidad al deslizamiento mediante

bull La carga admisible del cimiento por j

Mientras maacutes bajo esteacute el punto maacutes econoacutemico es el muro (menores dimensiones)

Es posible imponer distribucioacuten triangular de presiones en el terreno (resultante en nuacutecleo central)

El manejo se simplifica mediante un nomograma en el que se recogen familias de curvas para distintos valores de cada variable

KFd

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000

020

040

060

080

100

120

140

160

180

200

0 02 04 06 08 1

a

(bK

)12

2

v

m13

F

K

b

2m3m41j

1

K

b

m12

KF

K

b d

ZONA DE

VALIDEZ

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MEacuteTODO DE HAIRSINE(Jimeacutenez Salas et al 1981)

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MEacuteTODO DE HAIRSINE

CONSTRUCCIOacuteN DE LAS CURVAS DE HAIRSINE (I) Para mayor precisioacuten es posible construir las tres curvas de cada problema

Estabilidad al vuelco

Presiones en la base seguacuten la distribucioacuten sea

bull Trapezoidal

bull Triangular

bull Triangular parcial

2

v

m13

F

K

b

2m3m41j

1

K

b

2m3m2j

1

K

b

2m314j3

1

K

b

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MEacuteTODO DE HAIRSINE

CONSTRUCCIOacuteN DE LAS CURVAS DE HAIRSINE (II)

Estabilidad al deslizamiento

Friccioacuten = tg base con base = f = 23frsquo base

Adhesioacuten a = c= 05c

bull En terreno sin cohesioacuten soacutelo FRICCIOacuteN

bull En terrenos sin friccioacuten soacutelo ADHESIOacuteN

bull En terrenos con ADHESIOacuteN Y FRICCIOacuteN

m12

KF

K

b d

Ha2

KF

K

b d g

g

H

am12

KF

K

b d

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MEacuteTODO DE HAIRSINE

Permite incorporar SOBRECARGA UNIFORME (q)

Meacutetodo 1 Vaacutelido solamente si la sobrecarga es pequentildea tal que H0=q lt02 H Se adopta una altura ficticia H=H+H0

Meacutetodo 2 Vaacutelido para cualquier sobrecarga se emplean los siguientes paraacutemetros

bull En terrenos con ADHESIOacuteN Y FRICCIOacuteN

bull En terrenos soacutelo con ADHESIOacuteN

Hq1

Hq31

KK

g

g

Hq31

Hq21

FF dd

g

g

Hq

pj a

g

d KF

KFHq

aa

d

g

am12

1

K

b

gg

H

q1H

a2

KF

K

b d

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MEacuteTODO DE HAIRSINE

EJEMPLO

Datos H = 3 m

g = 18 kNm3

K = 13

= 060

Fd gt 15

Fv gt 20

Pmaacutex = 27 kpa

Variables del meacutetodo

Resultados Base b = bh = 067 30 = 20 m

Puntera mbh = 048 20 = 096 m

8403151

60

KFd

50318

27H

pj adm

g 67031171b171

K

b

480m

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MUROS EN L

Las tres meacutensulas en alzado puntera y taloacuten se calcularaacuten como empotradas en su arranque

El alzado se comprueba con el empuje de Rankine

La puntera y taloacuten bajo las cargas gravitatorias la reaccioacuten del terreno y la subpresioacuten del agua

Se suelen mantener las armaduras de las secciones criacuteticas (salvo muros muy altos)

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MUROS DE CONTRAFUERTES

Las placas verticales entre contrafuertes o las horizontales en el taloacuten pueden calcularse como placas empotradas en tres lados

Los contrafuertes en trasdoacutes se dimensionan para las tracciones correspondientes a los empujes sobre la placa vertical

La puntera se calcula como un voladizo

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MUROS DE SOacuteTANO

Estaacuten arriostrados por los forjados y trabajan como placas apoyadas o empotradas

Se suelen calcular para el empuje en reposo

Hay que antildeadir como acciones la solicitacioacuten de los forjados intermedios y la compresioacuten de los soportes

Una parte importante de los empujes horizontales se equilibran contra los forjados y solera

La reaccioacuten de los forjados sobre el muro es una variable maacutes en los caacutelculos

Suele hacerse la hipoacutetesis simplificada de considerar un reparto uniforme de presiones bajo el cimiento

El caacutelculo estructural para dos o maacutes niveles de forjado se puede asimilar a una viga continua

Se suele considerar el muro indefinido en direccioacuten longitudinal

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MUROS DE SOacuteTANO Acciones

Empujes

Sobrecarga E1 = Ko∙q∙H a frac12 H

Peso tierras E2 = frac12 Ko∙g∙H2 a 13 H

Cargas verticales

Axil de pilares N

Pesos Nm Nt Nc

Empujes de forjados o suelo T1 T2

Ecuaciones (Incoacutegnitas Rv T1 T2) Equilibrio de fuerzas

Rv = N

T1+ T2 = E1+ E2

Momentos sobre centro de la base

T1 ∙ H = Ei ∙ei+ Nj ∙ ej

Los ej son positivos si estaacuten a la

derecha de la vertical que pasa por Rv

Comprobaciones Hundimiento Rv B lt padm

Deslizamiento T2 lt (Rv ∙ tg+c ∙B) Fd

qN

T1

E1

E2

Nm

Nc

H

B

Nt

T2

Rv

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RELLENO DEL TRASDOacuteS

La seleccioacuten del relleno en trasdoacutes

Debe considerar la influencia del agua hinchamiento

Dentro de los muros que han experimentado este movimiento haytres veces maacutes con relleno arcilloso que con relleno arenoso

Los rellenos arcillosos provocan movimientos progresivos del muro

bull Originan empujes principalmente por las variaciones estacionales de volumen con el grado de humedad

bull En la estacioacuten seca retraen y aparecen grietas de traccioacuten por las que penetra el agua en la estacioacuten huacutemeda

bull El aumento de volumen va provocandoun movimiento progresivo hacia delante

Lo ideal son suelos GP GW SP SW (lt 5 limos o arcillas)

Bastariacutea con una cuntildea en el trasdoacutes (60ordm inclinacioacuten)

Los rellenos deben ser compactados pero no en exceso

RELLENO GRANULAR

60ordm

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DRENAJE DEL TRASDOacuteS

Los empujes pueden triplicarse si no hay un sistema de drenaje o eacuteste no funciona bien Un 33 de los accidentes ocurridos en muros riacutegidos han sido por ausencia o fallo del sistema de drenaje

El control de las presiones del agua en el trasdoacutes se consigue con sistemas adecuados de drenaje Drenes verticales (material granular hormigoacuten poroso)

en toda la altura del muro o parte de ella

Laacuteminas drenantes

Drenes inclinados

Tapices drenantes horizontales a uno o varios niveles

Drenes horizontales a traveacutes del relleno

Drenes longitudinales en la base o talud del relleno

Mechinales en contacto directo con el relleno

Consideraciones generales El mejor sistema consiste en una cuntildea de relleno

granular filtrante

Todos los sistemas deben tener faacutecil evacuacioacuten del agua evitando su acumulacioacuten en el trasdoacutes

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DRENAJE DEL TRASDOacuteS

ESQUEMAS DE DRENAJE

40-50 litros de grava gruesa

15 m

Cuneta para evacuacioacuten de vertidos

Material granular de

relleno

Material arcilloso de impermeabilizacioacuten

Cuneta

60ordm

Dren de grava de

20-30 cm o panel de hormigoacuten sin finos

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CONSTRUCCIOacuteN

Seguacuten del Documento Baacutesico HS Salubridad del Coacutedigo Teacutecnico de la Edificacioacuten el grado de impermeabilidad exigible a los muros en contacto depende de

La presencia de agua Seguacuten la posicioacuten relativa de la cara del suelo en contacto con el terreno y el nivel freaacutetico

bull Baja La cara inferior del suelo estaacute sobre el nivel freaacutetico

bull Media La cara inferior del suelo estaacute a la misma profundidad que el nivel freaacutetico o a menos de dos metros por debajo

bull Alta La cara inferior del suelo estaacute ge 2 m bajo el nivel freaacutetico

El coeficiente de permeabilidad del terreno

El grado de impermeabilidad seraacute entonces

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CONSTRUCCIOacuteN

Soluciones constructivas para muros (CTE DB S)

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CONSTRUCCIOacuteN

C) CONSTITUCIOacuteN DEL MURO

C1 Hormigoacuten hidroacutefugo

C2 Hormigoacuten de consistencia fluida

C3 Muro de faacutebrica Bloquesladrillos hidrofugados y mortero hidroacutefugo

I) IMPERMEABILIZACIOacuteN

I1 Laacutemina impermeabilizante o aplicacioacuten de productos liacutequidos (poliacutemeros acriacutelicos caucho acriacutelico resinas o polieacutester)

bull En los muros pantalla basta con los lodos bentoniacuteticos

bull Con laacutemina interior debe ser adherida

bull Si es exterior capa antipunzonamiento en caras no adheridas

bull Con laacutemina drenante no precisa antipunzonamiento exterior

bull Con aplicaciones liacutequidas colocar una capa protectora exterior (geotextil o mortero reforzado) salvo que haya capa drenante

I2 Pintura impermeabilizante

I3 Muros de faacutebrica Recubrir interiormente con revestimiento hidroacutefugo (mortero hidroacutefugo cartoacuten-yeso sin yeso higroscoacutepico)

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CONSTRUCCIOacuteN

D) DRENAJE Y EVACUACIOacuteN

D1 Capa drenante y capa filtrante entre el muro y el terreno

bull La capa drenante puede ser una laacutemina grava bloques de arcilla porosos etc

bull Si es una laacutemina debe cerrarse el remate superior de la laacutemina

D2 Pozo drenante de al menos 070 m de diaacutemetro cada 50 m como maacuteximo con capa filtrante y dos bombas de achique para evacuacioacuten

D3 Tubo drenante en el arranque del muro conectado a un sistema de evacuacioacuten

D4 Canaletas de recogida de agua en la caacutemara del muro conectadas a una red de evacuacioacuten

D5 Red de evacuacioacuten del agua de lluvia en la cubierta y del terreno conectada a sistema de evacuacioacuten

V) VENTILACIOacuteN DE LA CAacuteMARA

V1 Aberturas de ventilacioacuten en el arranque y la coronacioacuten de la hoja interior y ventilarse el local al que se abren dichas aberturas

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CONSTRUCCIOacuteN

La excavacioacuten del cimiento debe efectuarse con cuidado para no alterar las caracteriacutesticas geoteacutecnicas del suelo

Las excavaciones provisionales o definitivas deben hacerse de modo que se eviten movimientos en las tierras especialmente en el caso de muros por bataches

En el caso de suelos permeables que requieran agotamiento del agua para realizar las excavaciones eacuteste se mantendraacute durante toda la duracioacuten de los trabajos

El agotamiento debe realizarse de tal forma que no comprometa la estabilidad de los taludes o de las obras vecinas

Las juntas de hormigonado y los procesos de hormigonado vibrado y curado se efectuaraacuten con los criterios definidos en la Instruccioacuten EHE

Page 22: TEMA 03 - ESTRUCTURAS DE CONTENCIÓN RÍGIDAS

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

SEGURIDAD FRENTE AL HUNDIMIENTO

Se considera una zapata ficticia de anchura eficaz Brsquo de manera que la carga quede centrada en la misma

lsaquo rsaquo

Se tiene que cumplir que

3

qqq

B

R hund

R

hundadm

v g

d

Rv

pmaacutex pmiacuten

B2 B2

e d

Rv

B2 B2

e

Brsquo=2middotd=B-2middote

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

SEGURIDAD FRENTE A LA ROTURA ESTRUCTURAL

El muro como elemento estructural debe ser lo suficientemente resistente como para soportar las tensiones a las que va a estar sometido con las garantiacuteas necesarias (Instruccioacuten de Hormigoacuten Estructural EHE)

Deformacioacuten

excesiva del

alzado

Rotura por

fisuracioacuten

excesiva

Rotura por

fallo

de solape

Rotura por

esfuerzo

cortante

Rotura por

esfuerzo

rasante

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COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

ESTABILIDAD GENERAL

El conjunto del muro incluida su cimentacioacuten puede fallar mediante un mecanismo de rotura auacuten maacutes profundo que eacutestos o que no siendo tan profundo pudiera cortarlos que habraacute que comprobar

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

COacuteDIGO TEacuteCNICO DE LA EDIFICACIOacuteN

COEFICIENTES DE SEGURIDAD PARCIALES

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

CRITERIOS DE PREDIMENSIONADO (Jimeacutenez Salas et al 1981)

ge 20 cm

gt25 m

H3 ndash 2H3

ltH2 si Hgt10 m

H12ge30 cm

025 H le B le 04 H

(Si existen sobrecargas importantes aumentar B

hasta un 50)

H

H8-H6

c=020-030 m

025-125 m

05-125 m

H16 ndash H12

H32-H8

04 - 09 H

008-04 H

gt060 m

(CTE miacuten 08m)

Espesor de solera y alzado H12

Ancho de solera 04 - 07 H

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MEacuteTODO DE HAIRSINE

Meacutetodo para predimensionamiento

Para muros en ldquoLrdquo

Desprecia la diferencia entre el peso propio del muro y del terreno

Se obtienen ldquomrdquo y ldquobrdquo a partir de

bull ldquoFvrdquo coeficiente de seguridad al vuelco (gt2)

bull ldquojrdquo funcioacuten de la presioacuten admisible

bull

Que depende de

ldquoFdrdquo al deslizamiento (gt15)

ldquoKrdquo coeficiente de empuje

= tg base

base rozamiento tierras-muro

base = f = 23frsquo base

KFd

H

pj adm

g

mbH

bH

H

K g H

padm=j g H

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MEacuteTODO DE HAIRSINE

Procedimiento

Cada variable define una curva un graacutefico m ndash bk

La zona comuacuten sobre dichas curvas es la vaacutelida

Si se elige un punto en esa zona se asegura

bull La estabilidad al vuelco a traveacutes de Fv

bull La estabilidad al deslizamiento mediante

bull La carga admisible del cimiento por j

Mientras maacutes bajo esteacute el punto maacutes econoacutemico es el muro (menores dimensiones)

Es posible imponer distribucioacuten triangular de presiones en el terreno (resultante en nuacutecleo central)

El manejo se simplifica mediante un nomograma en el que se recogen familias de curvas para distintos valores de cada variable

KFd

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000

020

040

060

080

100

120

140

160

180

200

0 02 04 06 08 1

a

(bK

)12

2

v

m13

F

K

b

2m3m41j

1

K

b

m12

KF

K

b d

ZONA DE

VALIDEZ

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

MEacuteTODO DE HAIRSINE(Jimeacutenez Salas et al 1981)

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MEacuteTODO DE HAIRSINE

CONSTRUCCIOacuteN DE LAS CURVAS DE HAIRSINE (I) Para mayor precisioacuten es posible construir las tres curvas de cada problema

Estabilidad al vuelco

Presiones en la base seguacuten la distribucioacuten sea

bull Trapezoidal

bull Triangular

bull Triangular parcial

2

v

m13

F

K

b

2m3m41j

1

K

b

2m3m2j

1

K

b

2m314j3

1

K

b

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MEacuteTODO DE HAIRSINE

CONSTRUCCIOacuteN DE LAS CURVAS DE HAIRSINE (II)

Estabilidad al deslizamiento

Friccioacuten = tg base con base = f = 23frsquo base

Adhesioacuten a = c= 05c

bull En terreno sin cohesioacuten soacutelo FRICCIOacuteN

bull En terrenos sin friccioacuten soacutelo ADHESIOacuteN

bull En terrenos con ADHESIOacuteN Y FRICCIOacuteN

m12

KF

K

b d

Ha2

KF

K

b d g

g

H

am12

KF

K

b d

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MEacuteTODO DE HAIRSINE

Permite incorporar SOBRECARGA UNIFORME (q)

Meacutetodo 1 Vaacutelido solamente si la sobrecarga es pequentildea tal que H0=q lt02 H Se adopta una altura ficticia H=H+H0

Meacutetodo 2 Vaacutelido para cualquier sobrecarga se emplean los siguientes paraacutemetros

bull En terrenos con ADHESIOacuteN Y FRICCIOacuteN

bull En terrenos soacutelo con ADHESIOacuteN

Hq1

Hq31

KK

g

g

Hq31

Hq21

FF dd

g

g

Hq

pj a

g

d KF

KFHq

aa

d

g

am12

1

K

b

gg

H

q1H

a2

KF

K

b d

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MEacuteTODO DE HAIRSINE

EJEMPLO

Datos H = 3 m

g = 18 kNm3

K = 13

= 060

Fd gt 15

Fv gt 20

Pmaacutex = 27 kpa

Variables del meacutetodo

Resultados Base b = bh = 067 30 = 20 m

Puntera mbh = 048 20 = 096 m

8403151

60

KFd

50318

27H

pj adm

g 67031171b171

K

b

480m

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MUROS EN L

Las tres meacutensulas en alzado puntera y taloacuten se calcularaacuten como empotradas en su arranque

El alzado se comprueba con el empuje de Rankine

La puntera y taloacuten bajo las cargas gravitatorias la reaccioacuten del terreno y la subpresioacuten del agua

Se suelen mantener las armaduras de las secciones criacuteticas (salvo muros muy altos)

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MUROS DE CONTRAFUERTES

Las placas verticales entre contrafuertes o las horizontales en el taloacuten pueden calcularse como placas empotradas en tres lados

Los contrafuertes en trasdoacutes se dimensionan para las tracciones correspondientes a los empujes sobre la placa vertical

La puntera se calcula como un voladizo

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MUROS DE SOacuteTANO

Estaacuten arriostrados por los forjados y trabajan como placas apoyadas o empotradas

Se suelen calcular para el empuje en reposo

Hay que antildeadir como acciones la solicitacioacuten de los forjados intermedios y la compresioacuten de los soportes

Una parte importante de los empujes horizontales se equilibran contra los forjados y solera

La reaccioacuten de los forjados sobre el muro es una variable maacutes en los caacutelculos

Suele hacerse la hipoacutetesis simplificada de considerar un reparto uniforme de presiones bajo el cimiento

El caacutelculo estructural para dos o maacutes niveles de forjado se puede asimilar a una viga continua

Se suele considerar el muro indefinido en direccioacuten longitudinal

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MUROS DE SOacuteTANO Acciones

Empujes

Sobrecarga E1 = Ko∙q∙H a frac12 H

Peso tierras E2 = frac12 Ko∙g∙H2 a 13 H

Cargas verticales

Axil de pilares N

Pesos Nm Nt Nc

Empujes de forjados o suelo T1 T2

Ecuaciones (Incoacutegnitas Rv T1 T2) Equilibrio de fuerzas

Rv = N

T1+ T2 = E1+ E2

Momentos sobre centro de la base

T1 ∙ H = Ei ∙ei+ Nj ∙ ej

Los ej son positivos si estaacuten a la

derecha de la vertical que pasa por Rv

Comprobaciones Hundimiento Rv B lt padm

Deslizamiento T2 lt (Rv ∙ tg+c ∙B) Fd

qN

T1

E1

E2

Nm

Nc

H

B

Nt

T2

Rv

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RELLENO DEL TRASDOacuteS

La seleccioacuten del relleno en trasdoacutes

Debe considerar la influencia del agua hinchamiento

Dentro de los muros que han experimentado este movimiento haytres veces maacutes con relleno arcilloso que con relleno arenoso

Los rellenos arcillosos provocan movimientos progresivos del muro

bull Originan empujes principalmente por las variaciones estacionales de volumen con el grado de humedad

bull En la estacioacuten seca retraen y aparecen grietas de traccioacuten por las que penetra el agua en la estacioacuten huacutemeda

bull El aumento de volumen va provocandoun movimiento progresivo hacia delante

Lo ideal son suelos GP GW SP SW (lt 5 limos o arcillas)

Bastariacutea con una cuntildea en el trasdoacutes (60ordm inclinacioacuten)

Los rellenos deben ser compactados pero no en exceso

RELLENO GRANULAR

60ordm

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DRENAJE DEL TRASDOacuteS

Los empujes pueden triplicarse si no hay un sistema de drenaje o eacuteste no funciona bien Un 33 de los accidentes ocurridos en muros riacutegidos han sido por ausencia o fallo del sistema de drenaje

El control de las presiones del agua en el trasdoacutes se consigue con sistemas adecuados de drenaje Drenes verticales (material granular hormigoacuten poroso)

en toda la altura del muro o parte de ella

Laacuteminas drenantes

Drenes inclinados

Tapices drenantes horizontales a uno o varios niveles

Drenes horizontales a traveacutes del relleno

Drenes longitudinales en la base o talud del relleno

Mechinales en contacto directo con el relleno

Consideraciones generales El mejor sistema consiste en una cuntildea de relleno

granular filtrante

Todos los sistemas deben tener faacutecil evacuacioacuten del agua evitando su acumulacioacuten en el trasdoacutes

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DRENAJE DEL TRASDOacuteS

ESQUEMAS DE DRENAJE

40-50 litros de grava gruesa

15 m

Cuneta para evacuacioacuten de vertidos

Material granular de

relleno

Material arcilloso de impermeabilizacioacuten

Cuneta

60ordm

Dren de grava de

20-30 cm o panel de hormigoacuten sin finos

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CONSTRUCCIOacuteN

Seguacuten del Documento Baacutesico HS Salubridad del Coacutedigo Teacutecnico de la Edificacioacuten el grado de impermeabilidad exigible a los muros en contacto depende de

La presencia de agua Seguacuten la posicioacuten relativa de la cara del suelo en contacto con el terreno y el nivel freaacutetico

bull Baja La cara inferior del suelo estaacute sobre el nivel freaacutetico

bull Media La cara inferior del suelo estaacute a la misma profundidad que el nivel freaacutetico o a menos de dos metros por debajo

bull Alta La cara inferior del suelo estaacute ge 2 m bajo el nivel freaacutetico

El coeficiente de permeabilidad del terreno

El grado de impermeabilidad seraacute entonces

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CONSTRUCCIOacuteN

Soluciones constructivas para muros (CTE DB S)

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CONSTRUCCIOacuteN

C) CONSTITUCIOacuteN DEL MURO

C1 Hormigoacuten hidroacutefugo

C2 Hormigoacuten de consistencia fluida

C3 Muro de faacutebrica Bloquesladrillos hidrofugados y mortero hidroacutefugo

I) IMPERMEABILIZACIOacuteN

I1 Laacutemina impermeabilizante o aplicacioacuten de productos liacutequidos (poliacutemeros acriacutelicos caucho acriacutelico resinas o polieacutester)

bull En los muros pantalla basta con los lodos bentoniacuteticos

bull Con laacutemina interior debe ser adherida

bull Si es exterior capa antipunzonamiento en caras no adheridas

bull Con laacutemina drenante no precisa antipunzonamiento exterior

bull Con aplicaciones liacutequidas colocar una capa protectora exterior (geotextil o mortero reforzado) salvo que haya capa drenante

I2 Pintura impermeabilizante

I3 Muros de faacutebrica Recubrir interiormente con revestimiento hidroacutefugo (mortero hidroacutefugo cartoacuten-yeso sin yeso higroscoacutepico)

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CONSTRUCCIOacuteN

D) DRENAJE Y EVACUACIOacuteN

D1 Capa drenante y capa filtrante entre el muro y el terreno

bull La capa drenante puede ser una laacutemina grava bloques de arcilla porosos etc

bull Si es una laacutemina debe cerrarse el remate superior de la laacutemina

D2 Pozo drenante de al menos 070 m de diaacutemetro cada 50 m como maacuteximo con capa filtrante y dos bombas de achique para evacuacioacuten

D3 Tubo drenante en el arranque del muro conectado a un sistema de evacuacioacuten

D4 Canaletas de recogida de agua en la caacutemara del muro conectadas a una red de evacuacioacuten

D5 Red de evacuacioacuten del agua de lluvia en la cubierta y del terreno conectada a sistema de evacuacioacuten

V) VENTILACIOacuteN DE LA CAacuteMARA

V1 Aberturas de ventilacioacuten en el arranque y la coronacioacuten de la hoja interior y ventilarse el local al que se abren dichas aberturas

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CONSTRUCCIOacuteN

La excavacioacuten del cimiento debe efectuarse con cuidado para no alterar las caracteriacutesticas geoteacutecnicas del suelo

Las excavaciones provisionales o definitivas deben hacerse de modo que se eviten movimientos en las tierras especialmente en el caso de muros por bataches

En el caso de suelos permeables que requieran agotamiento del agua para realizar las excavaciones eacuteste se mantendraacute durante toda la duracioacuten de los trabajos

El agotamiento debe realizarse de tal forma que no comprometa la estabilidad de los taludes o de las obras vecinas

Las juntas de hormigonado y los procesos de hormigonado vibrado y curado se efectuaraacuten con los criterios definidos en la Instruccioacuten EHE

Page 23: TEMA 03 - ESTRUCTURAS DE CONTENCIÓN RÍGIDAS

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COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

SEGURIDAD FRENTE A LA ROTURA ESTRUCTURAL

El muro como elemento estructural debe ser lo suficientemente resistente como para soportar las tensiones a las que va a estar sometido con las garantiacuteas necesarias (Instruccioacuten de Hormigoacuten Estructural EHE)

Deformacioacuten

excesiva del

alzado

Rotura por

fisuracioacuten

excesiva

Rotura por

fallo

de solape

Rotura por

esfuerzo

cortante

Rotura por

esfuerzo

rasante

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COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

ESTABILIDAD GENERAL

El conjunto del muro incluida su cimentacioacuten puede fallar mediante un mecanismo de rotura auacuten maacutes profundo que eacutestos o que no siendo tan profundo pudiera cortarlos que habraacute que comprobar

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COacuteDIGO TEacuteCNICO DE LA EDIFICACIOacuteN

COEFICIENTES DE SEGURIDAD PARCIALES

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CRITERIOS DE PREDIMENSIONADO (Jimeacutenez Salas et al 1981)

ge 20 cm

gt25 m

H3 ndash 2H3

ltH2 si Hgt10 m

H12ge30 cm

025 H le B le 04 H

(Si existen sobrecargas importantes aumentar B

hasta un 50)

H

H8-H6

c=020-030 m

025-125 m

05-125 m

H16 ndash H12

H32-H8

04 - 09 H

008-04 H

gt060 m

(CTE miacuten 08m)

Espesor de solera y alzado H12

Ancho de solera 04 - 07 H

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MEacuteTODO DE HAIRSINE

Meacutetodo para predimensionamiento

Para muros en ldquoLrdquo

Desprecia la diferencia entre el peso propio del muro y del terreno

Se obtienen ldquomrdquo y ldquobrdquo a partir de

bull ldquoFvrdquo coeficiente de seguridad al vuelco (gt2)

bull ldquojrdquo funcioacuten de la presioacuten admisible

bull

Que depende de

ldquoFdrdquo al deslizamiento (gt15)

ldquoKrdquo coeficiente de empuje

= tg base

base rozamiento tierras-muro

base = f = 23frsquo base

KFd

H

pj adm

g

mbH

bH

H

K g H

padm=j g H

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MEacuteTODO DE HAIRSINE

Procedimiento

Cada variable define una curva un graacutefico m ndash bk

La zona comuacuten sobre dichas curvas es la vaacutelida

Si se elige un punto en esa zona se asegura

bull La estabilidad al vuelco a traveacutes de Fv

bull La estabilidad al deslizamiento mediante

bull La carga admisible del cimiento por j

Mientras maacutes bajo esteacute el punto maacutes econoacutemico es el muro (menores dimensiones)

Es posible imponer distribucioacuten triangular de presiones en el terreno (resultante en nuacutecleo central)

El manejo se simplifica mediante un nomograma en el que se recogen familias de curvas para distintos valores de cada variable

KFd

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

000

020

040

060

080

100

120

140

160

180

200

0 02 04 06 08 1

a

(bK

)12

2

v

m13

F

K

b

2m3m41j

1

K

b

m12

KF

K

b d

ZONA DE

VALIDEZ

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MEacuteTODO DE HAIRSINE(Jimeacutenez Salas et al 1981)

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MEacuteTODO DE HAIRSINE

CONSTRUCCIOacuteN DE LAS CURVAS DE HAIRSINE (I) Para mayor precisioacuten es posible construir las tres curvas de cada problema

Estabilidad al vuelco

Presiones en la base seguacuten la distribucioacuten sea

bull Trapezoidal

bull Triangular

bull Triangular parcial

2

v

m13

F

K

b

2m3m41j

1

K

b

2m3m2j

1

K

b

2m314j3

1

K

b

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

MEacuteTODO DE HAIRSINE

CONSTRUCCIOacuteN DE LAS CURVAS DE HAIRSINE (II)

Estabilidad al deslizamiento

Friccioacuten = tg base con base = f = 23frsquo base

Adhesioacuten a = c= 05c

bull En terreno sin cohesioacuten soacutelo FRICCIOacuteN

bull En terrenos sin friccioacuten soacutelo ADHESIOacuteN

bull En terrenos con ADHESIOacuteN Y FRICCIOacuteN

m12

KF

K

b d

Ha2

KF

K

b d g

g

H

am12

KF

K

b d

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

MEacuteTODO DE HAIRSINE

Permite incorporar SOBRECARGA UNIFORME (q)

Meacutetodo 1 Vaacutelido solamente si la sobrecarga es pequentildea tal que H0=q lt02 H Se adopta una altura ficticia H=H+H0

Meacutetodo 2 Vaacutelido para cualquier sobrecarga se emplean los siguientes paraacutemetros

bull En terrenos con ADHESIOacuteN Y FRICCIOacuteN

bull En terrenos soacutelo con ADHESIOacuteN

Hq1

Hq31

KK

g

g

Hq31

Hq21

FF dd

g

g

Hq

pj a

g

d KF

KFHq

aa

d

g

am12

1

K

b

gg

H

q1H

a2

KF

K

b d

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MEacuteTODO DE HAIRSINE

EJEMPLO

Datos H = 3 m

g = 18 kNm3

K = 13

= 060

Fd gt 15

Fv gt 20

Pmaacutex = 27 kpa

Variables del meacutetodo

Resultados Base b = bh = 067 30 = 20 m

Puntera mbh = 048 20 = 096 m

8403151

60

KFd

50318

27H

pj adm

g 67031171b171

K

b

480m

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

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MUROS EN L

Las tres meacutensulas en alzado puntera y taloacuten se calcularaacuten como empotradas en su arranque

El alzado se comprueba con el empuje de Rankine

La puntera y taloacuten bajo las cargas gravitatorias la reaccioacuten del terreno y la subpresioacuten del agua

Se suelen mantener las armaduras de las secciones criacuteticas (salvo muros muy altos)

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MUROS DE CONTRAFUERTES

Las placas verticales entre contrafuertes o las horizontales en el taloacuten pueden calcularse como placas empotradas en tres lados

Los contrafuertes en trasdoacutes se dimensionan para las tracciones correspondientes a los empujes sobre la placa vertical

La puntera se calcula como un voladizo

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MUROS DE SOacuteTANO

Estaacuten arriostrados por los forjados y trabajan como placas apoyadas o empotradas

Se suelen calcular para el empuje en reposo

Hay que antildeadir como acciones la solicitacioacuten de los forjados intermedios y la compresioacuten de los soportes

Una parte importante de los empujes horizontales se equilibran contra los forjados y solera

La reaccioacuten de los forjados sobre el muro es una variable maacutes en los caacutelculos

Suele hacerse la hipoacutetesis simplificada de considerar un reparto uniforme de presiones bajo el cimiento

El caacutelculo estructural para dos o maacutes niveles de forjado se puede asimilar a una viga continua

Se suele considerar el muro indefinido en direccioacuten longitudinal

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

MUROS DE SOacuteTANO Acciones

Empujes

Sobrecarga E1 = Ko∙q∙H a frac12 H

Peso tierras E2 = frac12 Ko∙g∙H2 a 13 H

Cargas verticales

Axil de pilares N

Pesos Nm Nt Nc

Empujes de forjados o suelo T1 T2

Ecuaciones (Incoacutegnitas Rv T1 T2) Equilibrio de fuerzas

Rv = N

T1+ T2 = E1+ E2

Momentos sobre centro de la base

T1 ∙ H = Ei ∙ei+ Nj ∙ ej

Los ej son positivos si estaacuten a la

derecha de la vertical que pasa por Rv

Comprobaciones Hundimiento Rv B lt padm

Deslizamiento T2 lt (Rv ∙ tg+c ∙B) Fd

qN

T1

E1

E2

Nm

Nc

H

B

Nt

T2

Rv

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RELLENO DEL TRASDOacuteS

La seleccioacuten del relleno en trasdoacutes

Debe considerar la influencia del agua hinchamiento

Dentro de los muros que han experimentado este movimiento haytres veces maacutes con relleno arcilloso que con relleno arenoso

Los rellenos arcillosos provocan movimientos progresivos del muro

bull Originan empujes principalmente por las variaciones estacionales de volumen con el grado de humedad

bull En la estacioacuten seca retraen y aparecen grietas de traccioacuten por las que penetra el agua en la estacioacuten huacutemeda

bull El aumento de volumen va provocandoun movimiento progresivo hacia delante

Lo ideal son suelos GP GW SP SW (lt 5 limos o arcillas)

Bastariacutea con una cuntildea en el trasdoacutes (60ordm inclinacioacuten)

Los rellenos deben ser compactados pero no en exceso

RELLENO GRANULAR

60ordm

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DRENAJE DEL TRASDOacuteS

Los empujes pueden triplicarse si no hay un sistema de drenaje o eacuteste no funciona bien Un 33 de los accidentes ocurridos en muros riacutegidos han sido por ausencia o fallo del sistema de drenaje

El control de las presiones del agua en el trasdoacutes se consigue con sistemas adecuados de drenaje Drenes verticales (material granular hormigoacuten poroso)

en toda la altura del muro o parte de ella

Laacuteminas drenantes

Drenes inclinados

Tapices drenantes horizontales a uno o varios niveles

Drenes horizontales a traveacutes del relleno

Drenes longitudinales en la base o talud del relleno

Mechinales en contacto directo con el relleno

Consideraciones generales El mejor sistema consiste en una cuntildea de relleno

granular filtrante

Todos los sistemas deben tener faacutecil evacuacioacuten del agua evitando su acumulacioacuten en el trasdoacutes

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DRENAJE DEL TRASDOacuteS

ESQUEMAS DE DRENAJE

40-50 litros de grava gruesa

15 m

Cuneta para evacuacioacuten de vertidos

Material granular de

relleno

Material arcilloso de impermeabilizacioacuten

Cuneta

60ordm

Dren de grava de

20-30 cm o panel de hormigoacuten sin finos

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

CONSTRUCCIOacuteN

Seguacuten del Documento Baacutesico HS Salubridad del Coacutedigo Teacutecnico de la Edificacioacuten el grado de impermeabilidad exigible a los muros en contacto depende de

La presencia de agua Seguacuten la posicioacuten relativa de la cara del suelo en contacto con el terreno y el nivel freaacutetico

bull Baja La cara inferior del suelo estaacute sobre el nivel freaacutetico

bull Media La cara inferior del suelo estaacute a la misma profundidad que el nivel freaacutetico o a menos de dos metros por debajo

bull Alta La cara inferior del suelo estaacute ge 2 m bajo el nivel freaacutetico

El coeficiente de permeabilidad del terreno

El grado de impermeabilidad seraacute entonces

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CONSTRUCCIOacuteN

Soluciones constructivas para muros (CTE DB S)

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CONSTRUCCIOacuteN

C) CONSTITUCIOacuteN DEL MURO

C1 Hormigoacuten hidroacutefugo

C2 Hormigoacuten de consistencia fluida

C3 Muro de faacutebrica Bloquesladrillos hidrofugados y mortero hidroacutefugo

I) IMPERMEABILIZACIOacuteN

I1 Laacutemina impermeabilizante o aplicacioacuten de productos liacutequidos (poliacutemeros acriacutelicos caucho acriacutelico resinas o polieacutester)

bull En los muros pantalla basta con los lodos bentoniacuteticos

bull Con laacutemina interior debe ser adherida

bull Si es exterior capa antipunzonamiento en caras no adheridas

bull Con laacutemina drenante no precisa antipunzonamiento exterior

bull Con aplicaciones liacutequidas colocar una capa protectora exterior (geotextil o mortero reforzado) salvo que haya capa drenante

I2 Pintura impermeabilizante

I3 Muros de faacutebrica Recubrir interiormente con revestimiento hidroacutefugo (mortero hidroacutefugo cartoacuten-yeso sin yeso higroscoacutepico)

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CONSTRUCCIOacuteN

D) DRENAJE Y EVACUACIOacuteN

D1 Capa drenante y capa filtrante entre el muro y el terreno

bull La capa drenante puede ser una laacutemina grava bloques de arcilla porosos etc

bull Si es una laacutemina debe cerrarse el remate superior de la laacutemina

D2 Pozo drenante de al menos 070 m de diaacutemetro cada 50 m como maacuteximo con capa filtrante y dos bombas de achique para evacuacioacuten

D3 Tubo drenante en el arranque del muro conectado a un sistema de evacuacioacuten

D4 Canaletas de recogida de agua en la caacutemara del muro conectadas a una red de evacuacioacuten

D5 Red de evacuacioacuten del agua de lluvia en la cubierta y del terreno conectada a sistema de evacuacioacuten

V) VENTILACIOacuteN DE LA CAacuteMARA

V1 Aberturas de ventilacioacuten en el arranque y la coronacioacuten de la hoja interior y ventilarse el local al que se abren dichas aberturas

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CONSTRUCCIOacuteN

La excavacioacuten del cimiento debe efectuarse con cuidado para no alterar las caracteriacutesticas geoteacutecnicas del suelo

Las excavaciones provisionales o definitivas deben hacerse de modo que se eviten movimientos en las tierras especialmente en el caso de muros por bataches

En el caso de suelos permeables que requieran agotamiento del agua para realizar las excavaciones eacuteste se mantendraacute durante toda la duracioacuten de los trabajos

El agotamiento debe realizarse de tal forma que no comprometa la estabilidad de los taludes o de las obras vecinas

Las juntas de hormigonado y los procesos de hormigonado vibrado y curado se efectuaraacuten con los criterios definidos en la Instruccioacuten EHE

Page 24: TEMA 03 - ESTRUCTURAS DE CONTENCIÓN RÍGIDAS

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COMPROBACIOacuteN DE UN MURO

ESTABILIDAD GENERAL

El conjunto del muro incluida su cimentacioacuten puede fallar mediante un mecanismo de rotura auacuten maacutes profundo que eacutestos o que no siendo tan profundo pudiera cortarlos que habraacute que comprobar

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COacuteDIGO TEacuteCNICO DE LA EDIFICACIOacuteN

COEFICIENTES DE SEGURIDAD PARCIALES

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CRITERIOS DE PREDIMENSIONADO (Jimeacutenez Salas et al 1981)

ge 20 cm

gt25 m

H3 ndash 2H3

ltH2 si Hgt10 m

H12ge30 cm

025 H le B le 04 H

(Si existen sobrecargas importantes aumentar B

hasta un 50)

H

H8-H6

c=020-030 m

025-125 m

05-125 m

H16 ndash H12

H32-H8

04 - 09 H

008-04 H

gt060 m

(CTE miacuten 08m)

Espesor de solera y alzado H12

Ancho de solera 04 - 07 H

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MEacuteTODO DE HAIRSINE

Meacutetodo para predimensionamiento

Para muros en ldquoLrdquo

Desprecia la diferencia entre el peso propio del muro y del terreno

Se obtienen ldquomrdquo y ldquobrdquo a partir de

bull ldquoFvrdquo coeficiente de seguridad al vuelco (gt2)

bull ldquojrdquo funcioacuten de la presioacuten admisible

bull

Que depende de

ldquoFdrdquo al deslizamiento (gt15)

ldquoKrdquo coeficiente de empuje

= tg base

base rozamiento tierras-muro

base = f = 23frsquo base

KFd

H

pj adm

g

mbH

bH

H

K g H

padm=j g H

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MEacuteTODO DE HAIRSINE

Procedimiento

Cada variable define una curva un graacutefico m ndash bk

La zona comuacuten sobre dichas curvas es la vaacutelida

Si se elige un punto en esa zona se asegura

bull La estabilidad al vuelco a traveacutes de Fv

bull La estabilidad al deslizamiento mediante

bull La carga admisible del cimiento por j

Mientras maacutes bajo esteacute el punto maacutes econoacutemico es el muro (menores dimensiones)

Es posible imponer distribucioacuten triangular de presiones en el terreno (resultante en nuacutecleo central)

El manejo se simplifica mediante un nomograma en el que se recogen familias de curvas para distintos valores de cada variable

KFd

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000

020

040

060

080

100

120

140

160

180

200

0 02 04 06 08 1

a

(bK

)12

2

v

m13

F

K

b

2m3m41j

1

K

b

m12

KF

K

b d

ZONA DE

VALIDEZ

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MEacuteTODO DE HAIRSINE(Jimeacutenez Salas et al 1981)

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MEacuteTODO DE HAIRSINE

CONSTRUCCIOacuteN DE LAS CURVAS DE HAIRSINE (I) Para mayor precisioacuten es posible construir las tres curvas de cada problema

Estabilidad al vuelco

Presiones en la base seguacuten la distribucioacuten sea

bull Trapezoidal

bull Triangular

bull Triangular parcial

2

v

m13

F

K

b

2m3m41j

1

K

b

2m3m2j

1

K

b

2m314j3

1

K

b

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MEacuteTODO DE HAIRSINE

CONSTRUCCIOacuteN DE LAS CURVAS DE HAIRSINE (II)

Estabilidad al deslizamiento

Friccioacuten = tg base con base = f = 23frsquo base

Adhesioacuten a = c= 05c

bull En terreno sin cohesioacuten soacutelo FRICCIOacuteN

bull En terrenos sin friccioacuten soacutelo ADHESIOacuteN

bull En terrenos con ADHESIOacuteN Y FRICCIOacuteN

m12

KF

K

b d

Ha2

KF

K

b d g

g

H

am12

KF

K

b d

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MEacuteTODO DE HAIRSINE

Permite incorporar SOBRECARGA UNIFORME (q)

Meacutetodo 1 Vaacutelido solamente si la sobrecarga es pequentildea tal que H0=q lt02 H Se adopta una altura ficticia H=H+H0

Meacutetodo 2 Vaacutelido para cualquier sobrecarga se emplean los siguientes paraacutemetros

bull En terrenos con ADHESIOacuteN Y FRICCIOacuteN

bull En terrenos soacutelo con ADHESIOacuteN

Hq1

Hq31

KK

g

g

Hq31

Hq21

FF dd

g

g

Hq

pj a

g

d KF

KFHq

aa

d

g

am12

1

K

b

gg

H

q1H

a2

KF

K

b d

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MEacuteTODO DE HAIRSINE

EJEMPLO

Datos H = 3 m

g = 18 kNm3

K = 13

= 060

Fd gt 15

Fv gt 20

Pmaacutex = 27 kpa

Variables del meacutetodo

Resultados Base b = bh = 067 30 = 20 m

Puntera mbh = 048 20 = 096 m

8403151

60

KFd

50318

27H

pj adm

g 67031171b171

K

b

480m

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MUROS EN L

Las tres meacutensulas en alzado puntera y taloacuten se calcularaacuten como empotradas en su arranque

El alzado se comprueba con el empuje de Rankine

La puntera y taloacuten bajo las cargas gravitatorias la reaccioacuten del terreno y la subpresioacuten del agua

Se suelen mantener las armaduras de las secciones criacuteticas (salvo muros muy altos)

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MUROS DE CONTRAFUERTES

Las placas verticales entre contrafuertes o las horizontales en el taloacuten pueden calcularse como placas empotradas en tres lados

Los contrafuertes en trasdoacutes se dimensionan para las tracciones correspondientes a los empujes sobre la placa vertical

La puntera se calcula como un voladizo

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MUROS DE SOacuteTANO

Estaacuten arriostrados por los forjados y trabajan como placas apoyadas o empotradas

Se suelen calcular para el empuje en reposo

Hay que antildeadir como acciones la solicitacioacuten de los forjados intermedios y la compresioacuten de los soportes

Una parte importante de los empujes horizontales se equilibran contra los forjados y solera

La reaccioacuten de los forjados sobre el muro es una variable maacutes en los caacutelculos

Suele hacerse la hipoacutetesis simplificada de considerar un reparto uniforme de presiones bajo el cimiento

El caacutelculo estructural para dos o maacutes niveles de forjado se puede asimilar a una viga continua

Se suele considerar el muro indefinido en direccioacuten longitudinal

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MUROS DE SOacuteTANO Acciones

Empujes

Sobrecarga E1 = Ko∙q∙H a frac12 H

Peso tierras E2 = frac12 Ko∙g∙H2 a 13 H

Cargas verticales

Axil de pilares N

Pesos Nm Nt Nc

Empujes de forjados o suelo T1 T2

Ecuaciones (Incoacutegnitas Rv T1 T2) Equilibrio de fuerzas

Rv = N

T1+ T2 = E1+ E2

Momentos sobre centro de la base

T1 ∙ H = Ei ∙ei+ Nj ∙ ej

Los ej son positivos si estaacuten a la

derecha de la vertical que pasa por Rv

Comprobaciones Hundimiento Rv B lt padm

Deslizamiento T2 lt (Rv ∙ tg+c ∙B) Fd

qN

T1

E1

E2

Nm

Nc

H

B

Nt

T2

Rv

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RELLENO DEL TRASDOacuteS

La seleccioacuten del relleno en trasdoacutes

Debe considerar la influencia del agua hinchamiento

Dentro de los muros que han experimentado este movimiento haytres veces maacutes con relleno arcilloso que con relleno arenoso

Los rellenos arcillosos provocan movimientos progresivos del muro

bull Originan empujes principalmente por las variaciones estacionales de volumen con el grado de humedad

bull En la estacioacuten seca retraen y aparecen grietas de traccioacuten por las que penetra el agua en la estacioacuten huacutemeda

bull El aumento de volumen va provocandoun movimiento progresivo hacia delante

Lo ideal son suelos GP GW SP SW (lt 5 limos o arcillas)

Bastariacutea con una cuntildea en el trasdoacutes (60ordm inclinacioacuten)

Los rellenos deben ser compactados pero no en exceso

RELLENO GRANULAR

60ordm

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DRENAJE DEL TRASDOacuteS

Los empujes pueden triplicarse si no hay un sistema de drenaje o eacuteste no funciona bien Un 33 de los accidentes ocurridos en muros riacutegidos han sido por ausencia o fallo del sistema de drenaje

El control de las presiones del agua en el trasdoacutes se consigue con sistemas adecuados de drenaje Drenes verticales (material granular hormigoacuten poroso)

en toda la altura del muro o parte de ella

Laacuteminas drenantes

Drenes inclinados

Tapices drenantes horizontales a uno o varios niveles

Drenes horizontales a traveacutes del relleno

Drenes longitudinales en la base o talud del relleno

Mechinales en contacto directo con el relleno

Consideraciones generales El mejor sistema consiste en una cuntildea de relleno

granular filtrante

Todos los sistemas deben tener faacutecil evacuacioacuten del agua evitando su acumulacioacuten en el trasdoacutes

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DRENAJE DEL TRASDOacuteS

ESQUEMAS DE DRENAJE

40-50 litros de grava gruesa

15 m

Cuneta para evacuacioacuten de vertidos

Material granular de

relleno

Material arcilloso de impermeabilizacioacuten

Cuneta

60ordm

Dren de grava de

20-30 cm o panel de hormigoacuten sin finos

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CONSTRUCCIOacuteN

Seguacuten del Documento Baacutesico HS Salubridad del Coacutedigo Teacutecnico de la Edificacioacuten el grado de impermeabilidad exigible a los muros en contacto depende de

La presencia de agua Seguacuten la posicioacuten relativa de la cara del suelo en contacto con el terreno y el nivel freaacutetico

bull Baja La cara inferior del suelo estaacute sobre el nivel freaacutetico

bull Media La cara inferior del suelo estaacute a la misma profundidad que el nivel freaacutetico o a menos de dos metros por debajo

bull Alta La cara inferior del suelo estaacute ge 2 m bajo el nivel freaacutetico

El coeficiente de permeabilidad del terreno

El grado de impermeabilidad seraacute entonces

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CONSTRUCCIOacuteN

Soluciones constructivas para muros (CTE DB S)

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CONSTRUCCIOacuteN

C) CONSTITUCIOacuteN DEL MURO

C1 Hormigoacuten hidroacutefugo

C2 Hormigoacuten de consistencia fluida

C3 Muro de faacutebrica Bloquesladrillos hidrofugados y mortero hidroacutefugo

I) IMPERMEABILIZACIOacuteN

I1 Laacutemina impermeabilizante o aplicacioacuten de productos liacutequidos (poliacutemeros acriacutelicos caucho acriacutelico resinas o polieacutester)

bull En los muros pantalla basta con los lodos bentoniacuteticos

bull Con laacutemina interior debe ser adherida

bull Si es exterior capa antipunzonamiento en caras no adheridas

bull Con laacutemina drenante no precisa antipunzonamiento exterior

bull Con aplicaciones liacutequidas colocar una capa protectora exterior (geotextil o mortero reforzado) salvo que haya capa drenante

I2 Pintura impermeabilizante

I3 Muros de faacutebrica Recubrir interiormente con revestimiento hidroacutefugo (mortero hidroacutefugo cartoacuten-yeso sin yeso higroscoacutepico)

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CONSTRUCCIOacuteN

D) DRENAJE Y EVACUACIOacuteN

D1 Capa drenante y capa filtrante entre el muro y el terreno

bull La capa drenante puede ser una laacutemina grava bloques de arcilla porosos etc

bull Si es una laacutemina debe cerrarse el remate superior de la laacutemina

D2 Pozo drenante de al menos 070 m de diaacutemetro cada 50 m como maacuteximo con capa filtrante y dos bombas de achique para evacuacioacuten

D3 Tubo drenante en el arranque del muro conectado a un sistema de evacuacioacuten

D4 Canaletas de recogida de agua en la caacutemara del muro conectadas a una red de evacuacioacuten

D5 Red de evacuacioacuten del agua de lluvia en la cubierta y del terreno conectada a sistema de evacuacioacuten

V) VENTILACIOacuteN DE LA CAacuteMARA

V1 Aberturas de ventilacioacuten en el arranque y la coronacioacuten de la hoja interior y ventilarse el local al que se abren dichas aberturas

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CONSTRUCCIOacuteN

La excavacioacuten del cimiento debe efectuarse con cuidado para no alterar las caracteriacutesticas geoteacutecnicas del suelo

Las excavaciones provisionales o definitivas deben hacerse de modo que se eviten movimientos en las tierras especialmente en el caso de muros por bataches

En el caso de suelos permeables que requieran agotamiento del agua para realizar las excavaciones eacuteste se mantendraacute durante toda la duracioacuten de los trabajos

El agotamiento debe realizarse de tal forma que no comprometa la estabilidad de los taludes o de las obras vecinas

Las juntas de hormigonado y los procesos de hormigonado vibrado y curado se efectuaraacuten con los criterios definidos en la Instruccioacuten EHE

Page 25: TEMA 03 - ESTRUCTURAS DE CONTENCIÓN RÍGIDAS

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COacuteDIGO TEacuteCNICO DE LA EDIFICACIOacuteN

COEFICIENTES DE SEGURIDAD PARCIALES

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CRITERIOS DE PREDIMENSIONADO (Jimeacutenez Salas et al 1981)

ge 20 cm

gt25 m

H3 ndash 2H3

ltH2 si Hgt10 m

H12ge30 cm

025 H le B le 04 H

(Si existen sobrecargas importantes aumentar B

hasta un 50)

H

H8-H6

c=020-030 m

025-125 m

05-125 m

H16 ndash H12

H32-H8

04 - 09 H

008-04 H

gt060 m

(CTE miacuten 08m)

Espesor de solera y alzado H12

Ancho de solera 04 - 07 H

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MEacuteTODO DE HAIRSINE

Meacutetodo para predimensionamiento

Para muros en ldquoLrdquo

Desprecia la diferencia entre el peso propio del muro y del terreno

Se obtienen ldquomrdquo y ldquobrdquo a partir de

bull ldquoFvrdquo coeficiente de seguridad al vuelco (gt2)

bull ldquojrdquo funcioacuten de la presioacuten admisible

bull

Que depende de

ldquoFdrdquo al deslizamiento (gt15)

ldquoKrdquo coeficiente de empuje

= tg base

base rozamiento tierras-muro

base = f = 23frsquo base

KFd

H

pj adm

g

mbH

bH

H

K g H

padm=j g H

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MEacuteTODO DE HAIRSINE

Procedimiento

Cada variable define una curva un graacutefico m ndash bk

La zona comuacuten sobre dichas curvas es la vaacutelida

Si se elige un punto en esa zona se asegura

bull La estabilidad al vuelco a traveacutes de Fv

bull La estabilidad al deslizamiento mediante

bull La carga admisible del cimiento por j

Mientras maacutes bajo esteacute el punto maacutes econoacutemico es el muro (menores dimensiones)

Es posible imponer distribucioacuten triangular de presiones en el terreno (resultante en nuacutecleo central)

El manejo se simplifica mediante un nomograma en el que se recogen familias de curvas para distintos valores de cada variable

KFd

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

000

020

040

060

080

100

120

140

160

180

200

0 02 04 06 08 1

a

(bK

)12

2

v

m13

F

K

b

2m3m41j

1

K

b

m12

KF

K

b d

ZONA DE

VALIDEZ

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MEacuteTODO DE HAIRSINE(Jimeacutenez Salas et al 1981)

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MEacuteTODO DE HAIRSINE

CONSTRUCCIOacuteN DE LAS CURVAS DE HAIRSINE (I) Para mayor precisioacuten es posible construir las tres curvas de cada problema

Estabilidad al vuelco

Presiones en la base seguacuten la distribucioacuten sea

bull Trapezoidal

bull Triangular

bull Triangular parcial

2

v

m13

F

K

b

2m3m41j

1

K

b

2m3m2j

1

K

b

2m314j3

1

K

b

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

MEacuteTODO DE HAIRSINE

CONSTRUCCIOacuteN DE LAS CURVAS DE HAIRSINE (II)

Estabilidad al deslizamiento

Friccioacuten = tg base con base = f = 23frsquo base

Adhesioacuten a = c= 05c

bull En terreno sin cohesioacuten soacutelo FRICCIOacuteN

bull En terrenos sin friccioacuten soacutelo ADHESIOacuteN

bull En terrenos con ADHESIOacuteN Y FRICCIOacuteN

m12

KF

K

b d

Ha2

KF

K

b d g

g

H

am12

KF

K

b d

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

MEacuteTODO DE HAIRSINE

Permite incorporar SOBRECARGA UNIFORME (q)

Meacutetodo 1 Vaacutelido solamente si la sobrecarga es pequentildea tal que H0=q lt02 H Se adopta una altura ficticia H=H+H0

Meacutetodo 2 Vaacutelido para cualquier sobrecarga se emplean los siguientes paraacutemetros

bull En terrenos con ADHESIOacuteN Y FRICCIOacuteN

bull En terrenos soacutelo con ADHESIOacuteN

Hq1

Hq31

KK

g

g

Hq31

Hq21

FF dd

g

g

Hq

pj a

g

d KF

KFHq

aa

d

g

am12

1

K

b

gg

H

q1H

a2

KF

K

b d

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MEacuteTODO DE HAIRSINE

EJEMPLO

Datos H = 3 m

g = 18 kNm3

K = 13

= 060

Fd gt 15

Fv gt 20

Pmaacutex = 27 kpa

Variables del meacutetodo

Resultados Base b = bh = 067 30 = 20 m

Puntera mbh = 048 20 = 096 m

8403151

60

KFd

50318

27H

pj adm

g 67031171b171

K

b

480m

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MUROS EN L

Las tres meacutensulas en alzado puntera y taloacuten se calcularaacuten como empotradas en su arranque

El alzado se comprueba con el empuje de Rankine

La puntera y taloacuten bajo las cargas gravitatorias la reaccioacuten del terreno y la subpresioacuten del agua

Se suelen mantener las armaduras de las secciones criacuteticas (salvo muros muy altos)

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MUROS DE CONTRAFUERTES

Las placas verticales entre contrafuertes o las horizontales en el taloacuten pueden calcularse como placas empotradas en tres lados

Los contrafuertes en trasdoacutes se dimensionan para las tracciones correspondientes a los empujes sobre la placa vertical

La puntera se calcula como un voladizo

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MUROS DE SOacuteTANO

Estaacuten arriostrados por los forjados y trabajan como placas apoyadas o empotradas

Se suelen calcular para el empuje en reposo

Hay que antildeadir como acciones la solicitacioacuten de los forjados intermedios y la compresioacuten de los soportes

Una parte importante de los empujes horizontales se equilibran contra los forjados y solera

La reaccioacuten de los forjados sobre el muro es una variable maacutes en los caacutelculos

Suele hacerse la hipoacutetesis simplificada de considerar un reparto uniforme de presiones bajo el cimiento

El caacutelculo estructural para dos o maacutes niveles de forjado se puede asimilar a una viga continua

Se suele considerar el muro indefinido en direccioacuten longitudinal

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MUROS DE SOacuteTANO Acciones

Empujes

Sobrecarga E1 = Ko∙q∙H a frac12 H

Peso tierras E2 = frac12 Ko∙g∙H2 a 13 H

Cargas verticales

Axil de pilares N

Pesos Nm Nt Nc

Empujes de forjados o suelo T1 T2

Ecuaciones (Incoacutegnitas Rv T1 T2) Equilibrio de fuerzas

Rv = N

T1+ T2 = E1+ E2

Momentos sobre centro de la base

T1 ∙ H = Ei ∙ei+ Nj ∙ ej

Los ej son positivos si estaacuten a la

derecha de la vertical que pasa por Rv

Comprobaciones Hundimiento Rv B lt padm

Deslizamiento T2 lt (Rv ∙ tg+c ∙B) Fd

qN

T1

E1

E2

Nm

Nc

H

B

Nt

T2

Rv

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

RELLENO DEL TRASDOacuteS

La seleccioacuten del relleno en trasdoacutes

Debe considerar la influencia del agua hinchamiento

Dentro de los muros que han experimentado este movimiento haytres veces maacutes con relleno arcilloso que con relleno arenoso

Los rellenos arcillosos provocan movimientos progresivos del muro

bull Originan empujes principalmente por las variaciones estacionales de volumen con el grado de humedad

bull En la estacioacuten seca retraen y aparecen grietas de traccioacuten por las que penetra el agua en la estacioacuten huacutemeda

bull El aumento de volumen va provocandoun movimiento progresivo hacia delante

Lo ideal son suelos GP GW SP SW (lt 5 limos o arcillas)

Bastariacutea con una cuntildea en el trasdoacutes (60ordm inclinacioacuten)

Los rellenos deben ser compactados pero no en exceso

RELLENO GRANULAR

60ordm

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

DRENAJE DEL TRASDOacuteS

Los empujes pueden triplicarse si no hay un sistema de drenaje o eacuteste no funciona bien Un 33 de los accidentes ocurridos en muros riacutegidos han sido por ausencia o fallo del sistema de drenaje

El control de las presiones del agua en el trasdoacutes se consigue con sistemas adecuados de drenaje Drenes verticales (material granular hormigoacuten poroso)

en toda la altura del muro o parte de ella

Laacuteminas drenantes

Drenes inclinados

Tapices drenantes horizontales a uno o varios niveles

Drenes horizontales a traveacutes del relleno

Drenes longitudinales en la base o talud del relleno

Mechinales en contacto directo con el relleno

Consideraciones generales El mejor sistema consiste en una cuntildea de relleno

granular filtrante

Todos los sistemas deben tener faacutecil evacuacioacuten del agua evitando su acumulacioacuten en el trasdoacutes

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

DRENAJE DEL TRASDOacuteS

ESQUEMAS DE DRENAJE

40-50 litros de grava gruesa

15 m

Cuneta para evacuacioacuten de vertidos

Material granular de

relleno

Material arcilloso de impermeabilizacioacuten

Cuneta

60ordm

Dren de grava de

20-30 cm o panel de hormigoacuten sin finos

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

CONSTRUCCIOacuteN

Seguacuten del Documento Baacutesico HS Salubridad del Coacutedigo Teacutecnico de la Edificacioacuten el grado de impermeabilidad exigible a los muros en contacto depende de

La presencia de agua Seguacuten la posicioacuten relativa de la cara del suelo en contacto con el terreno y el nivel freaacutetico

bull Baja La cara inferior del suelo estaacute sobre el nivel freaacutetico

bull Media La cara inferior del suelo estaacute a la misma profundidad que el nivel freaacutetico o a menos de dos metros por debajo

bull Alta La cara inferior del suelo estaacute ge 2 m bajo el nivel freaacutetico

El coeficiente de permeabilidad del terreno

El grado de impermeabilidad seraacute entonces

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

CONSTRUCCIOacuteN

Soluciones constructivas para muros (CTE DB S)

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

CONSTRUCCIOacuteN

C) CONSTITUCIOacuteN DEL MURO

C1 Hormigoacuten hidroacutefugo

C2 Hormigoacuten de consistencia fluida

C3 Muro de faacutebrica Bloquesladrillos hidrofugados y mortero hidroacutefugo

I) IMPERMEABILIZACIOacuteN

I1 Laacutemina impermeabilizante o aplicacioacuten de productos liacutequidos (poliacutemeros acriacutelicos caucho acriacutelico resinas o polieacutester)

bull En los muros pantalla basta con los lodos bentoniacuteticos

bull Con laacutemina interior debe ser adherida

bull Si es exterior capa antipunzonamiento en caras no adheridas

bull Con laacutemina drenante no precisa antipunzonamiento exterior

bull Con aplicaciones liacutequidas colocar una capa protectora exterior (geotextil o mortero reforzado) salvo que haya capa drenante

I2 Pintura impermeabilizante

I3 Muros de faacutebrica Recubrir interiormente con revestimiento hidroacutefugo (mortero hidroacutefugo cartoacuten-yeso sin yeso higroscoacutepico)

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

CONSTRUCCIOacuteN

D) DRENAJE Y EVACUACIOacuteN

D1 Capa drenante y capa filtrante entre el muro y el terreno

bull La capa drenante puede ser una laacutemina grava bloques de arcilla porosos etc

bull Si es una laacutemina debe cerrarse el remate superior de la laacutemina

D2 Pozo drenante de al menos 070 m de diaacutemetro cada 50 m como maacuteximo con capa filtrante y dos bombas de achique para evacuacioacuten

D3 Tubo drenante en el arranque del muro conectado a un sistema de evacuacioacuten

D4 Canaletas de recogida de agua en la caacutemara del muro conectadas a una red de evacuacioacuten

D5 Red de evacuacioacuten del agua de lluvia en la cubierta y del terreno conectada a sistema de evacuacioacuten

V) VENTILACIOacuteN DE LA CAacuteMARA

V1 Aberturas de ventilacioacuten en el arranque y la coronacioacuten de la hoja interior y ventilarse el local al que se abren dichas aberturas

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

CONSTRUCCIOacuteN

La excavacioacuten del cimiento debe efectuarse con cuidado para no alterar las caracteriacutesticas geoteacutecnicas del suelo

Las excavaciones provisionales o definitivas deben hacerse de modo que se eviten movimientos en las tierras especialmente en el caso de muros por bataches

En el caso de suelos permeables que requieran agotamiento del agua para realizar las excavaciones eacuteste se mantendraacute durante toda la duracioacuten de los trabajos

El agotamiento debe realizarse de tal forma que no comprometa la estabilidad de los taludes o de las obras vecinas

Las juntas de hormigonado y los procesos de hormigonado vibrado y curado se efectuaraacuten con los criterios definidos en la Instruccioacuten EHE

Page 26: TEMA 03 - ESTRUCTURAS DE CONTENCIÓN RÍGIDAS

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

CRITERIOS DE PREDIMENSIONADO (Jimeacutenez Salas et al 1981)

ge 20 cm

gt25 m

H3 ndash 2H3

ltH2 si Hgt10 m

H12ge30 cm

025 H le B le 04 H

(Si existen sobrecargas importantes aumentar B

hasta un 50)

H

H8-H6

c=020-030 m

025-125 m

05-125 m

H16 ndash H12

H32-H8

04 - 09 H

008-04 H

gt060 m

(CTE miacuten 08m)

Espesor de solera y alzado H12

Ancho de solera 04 - 07 H

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

MEacuteTODO DE HAIRSINE

Meacutetodo para predimensionamiento

Para muros en ldquoLrdquo

Desprecia la diferencia entre el peso propio del muro y del terreno

Se obtienen ldquomrdquo y ldquobrdquo a partir de

bull ldquoFvrdquo coeficiente de seguridad al vuelco (gt2)

bull ldquojrdquo funcioacuten de la presioacuten admisible

bull

Que depende de

ldquoFdrdquo al deslizamiento (gt15)

ldquoKrdquo coeficiente de empuje

= tg base

base rozamiento tierras-muro

base = f = 23frsquo base

KFd

H

pj adm

g

mbH

bH

H

K g H

padm=j g H

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

MEacuteTODO DE HAIRSINE

Procedimiento

Cada variable define una curva un graacutefico m ndash bk

La zona comuacuten sobre dichas curvas es la vaacutelida

Si se elige un punto en esa zona se asegura

bull La estabilidad al vuelco a traveacutes de Fv

bull La estabilidad al deslizamiento mediante

bull La carga admisible del cimiento por j

Mientras maacutes bajo esteacute el punto maacutes econoacutemico es el muro (menores dimensiones)

Es posible imponer distribucioacuten triangular de presiones en el terreno (resultante en nuacutecleo central)

El manejo se simplifica mediante un nomograma en el que se recogen familias de curvas para distintos valores de cada variable

KFd

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

000

020

040

060

080

100

120

140

160

180

200

0 02 04 06 08 1

a

(bK

)12

2

v

m13

F

K

b

2m3m41j

1

K

b

m12

KF

K

b d

ZONA DE

VALIDEZ

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

MEacuteTODO DE HAIRSINE(Jimeacutenez Salas et al 1981)

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

MEacuteTODO DE HAIRSINE

CONSTRUCCIOacuteN DE LAS CURVAS DE HAIRSINE (I) Para mayor precisioacuten es posible construir las tres curvas de cada problema

Estabilidad al vuelco

Presiones en la base seguacuten la distribucioacuten sea

bull Trapezoidal

bull Triangular

bull Triangular parcial

2

v

m13

F

K

b

2m3m41j

1

K

b

2m3m2j

1

K

b

2m314j3

1

K

b

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MEacuteTODO DE HAIRSINE

CONSTRUCCIOacuteN DE LAS CURVAS DE HAIRSINE (II)

Estabilidad al deslizamiento

Friccioacuten = tg base con base = f = 23frsquo base

Adhesioacuten a = c= 05c

bull En terreno sin cohesioacuten soacutelo FRICCIOacuteN

bull En terrenos sin friccioacuten soacutelo ADHESIOacuteN

bull En terrenos con ADHESIOacuteN Y FRICCIOacuteN

m12

KF

K

b d

Ha2

KF

K

b d g

g

H

am12

KF

K

b d

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

MEacuteTODO DE HAIRSINE

Permite incorporar SOBRECARGA UNIFORME (q)

Meacutetodo 1 Vaacutelido solamente si la sobrecarga es pequentildea tal que H0=q lt02 H Se adopta una altura ficticia H=H+H0

Meacutetodo 2 Vaacutelido para cualquier sobrecarga se emplean los siguientes paraacutemetros

bull En terrenos con ADHESIOacuteN Y FRICCIOacuteN

bull En terrenos soacutelo con ADHESIOacuteN

Hq1

Hq31

KK

g

g

Hq31

Hq21

FF dd

g

g

Hq

pj a

g

d KF

KFHq

aa

d

g

am12

1

K

b

gg

H

q1H

a2

KF

K

b d

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

MEacuteTODO DE HAIRSINE

EJEMPLO

Datos H = 3 m

g = 18 kNm3

K = 13

= 060

Fd gt 15

Fv gt 20

Pmaacutex = 27 kpa

Variables del meacutetodo

Resultados Base b = bh = 067 30 = 20 m

Puntera mbh = 048 20 = 096 m

8403151

60

KFd

50318

27H

pj adm

g 67031171b171

K

b

480m

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

MUROS EN L

Las tres meacutensulas en alzado puntera y taloacuten se calcularaacuten como empotradas en su arranque

El alzado se comprueba con el empuje de Rankine

La puntera y taloacuten bajo las cargas gravitatorias la reaccioacuten del terreno y la subpresioacuten del agua

Se suelen mantener las armaduras de las secciones criacuteticas (salvo muros muy altos)

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

MUROS DE CONTRAFUERTES

Las placas verticales entre contrafuertes o las horizontales en el taloacuten pueden calcularse como placas empotradas en tres lados

Los contrafuertes en trasdoacutes se dimensionan para las tracciones correspondientes a los empujes sobre la placa vertical

La puntera se calcula como un voladizo

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

MUROS DE SOacuteTANO

Estaacuten arriostrados por los forjados y trabajan como placas apoyadas o empotradas

Se suelen calcular para el empuje en reposo

Hay que antildeadir como acciones la solicitacioacuten de los forjados intermedios y la compresioacuten de los soportes

Una parte importante de los empujes horizontales se equilibran contra los forjados y solera

La reaccioacuten de los forjados sobre el muro es una variable maacutes en los caacutelculos

Suele hacerse la hipoacutetesis simplificada de considerar un reparto uniforme de presiones bajo el cimiento

El caacutelculo estructural para dos o maacutes niveles de forjado se puede asimilar a una viga continua

Se suele considerar el muro indefinido en direccioacuten longitudinal

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MUROS DE SOacuteTANO Acciones

Empujes

Sobrecarga E1 = Ko∙q∙H a frac12 H

Peso tierras E2 = frac12 Ko∙g∙H2 a 13 H

Cargas verticales

Axil de pilares N

Pesos Nm Nt Nc

Empujes de forjados o suelo T1 T2

Ecuaciones (Incoacutegnitas Rv T1 T2) Equilibrio de fuerzas

Rv = N

T1+ T2 = E1+ E2

Momentos sobre centro de la base

T1 ∙ H = Ei ∙ei+ Nj ∙ ej

Los ej son positivos si estaacuten a la

derecha de la vertical que pasa por Rv

Comprobaciones Hundimiento Rv B lt padm

Deslizamiento T2 lt (Rv ∙ tg+c ∙B) Fd

qN

T1

E1

E2

Nm

Nc

H

B

Nt

T2

Rv

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RELLENO DEL TRASDOacuteS

La seleccioacuten del relleno en trasdoacutes

Debe considerar la influencia del agua hinchamiento

Dentro de los muros que han experimentado este movimiento haytres veces maacutes con relleno arcilloso que con relleno arenoso

Los rellenos arcillosos provocan movimientos progresivos del muro

bull Originan empujes principalmente por las variaciones estacionales de volumen con el grado de humedad

bull En la estacioacuten seca retraen y aparecen grietas de traccioacuten por las que penetra el agua en la estacioacuten huacutemeda

bull El aumento de volumen va provocandoun movimiento progresivo hacia delante

Lo ideal son suelos GP GW SP SW (lt 5 limos o arcillas)

Bastariacutea con una cuntildea en el trasdoacutes (60ordm inclinacioacuten)

Los rellenos deben ser compactados pero no en exceso

RELLENO GRANULAR

60ordm

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

DRENAJE DEL TRASDOacuteS

Los empujes pueden triplicarse si no hay un sistema de drenaje o eacuteste no funciona bien Un 33 de los accidentes ocurridos en muros riacutegidos han sido por ausencia o fallo del sistema de drenaje

El control de las presiones del agua en el trasdoacutes se consigue con sistemas adecuados de drenaje Drenes verticales (material granular hormigoacuten poroso)

en toda la altura del muro o parte de ella

Laacuteminas drenantes

Drenes inclinados

Tapices drenantes horizontales a uno o varios niveles

Drenes horizontales a traveacutes del relleno

Drenes longitudinales en la base o talud del relleno

Mechinales en contacto directo con el relleno

Consideraciones generales El mejor sistema consiste en una cuntildea de relleno

granular filtrante

Todos los sistemas deben tener faacutecil evacuacioacuten del agua evitando su acumulacioacuten en el trasdoacutes

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

DRENAJE DEL TRASDOacuteS

ESQUEMAS DE DRENAJE

40-50 litros de grava gruesa

15 m

Cuneta para evacuacioacuten de vertidos

Material granular de

relleno

Material arcilloso de impermeabilizacioacuten

Cuneta

60ordm

Dren de grava de

20-30 cm o panel de hormigoacuten sin finos

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

CONSTRUCCIOacuteN

Seguacuten del Documento Baacutesico HS Salubridad del Coacutedigo Teacutecnico de la Edificacioacuten el grado de impermeabilidad exigible a los muros en contacto depende de

La presencia de agua Seguacuten la posicioacuten relativa de la cara del suelo en contacto con el terreno y el nivel freaacutetico

bull Baja La cara inferior del suelo estaacute sobre el nivel freaacutetico

bull Media La cara inferior del suelo estaacute a la misma profundidad que el nivel freaacutetico o a menos de dos metros por debajo

bull Alta La cara inferior del suelo estaacute ge 2 m bajo el nivel freaacutetico

El coeficiente de permeabilidad del terreno

El grado de impermeabilidad seraacute entonces

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

CONSTRUCCIOacuteN

Soluciones constructivas para muros (CTE DB S)

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

CONSTRUCCIOacuteN

C) CONSTITUCIOacuteN DEL MURO

C1 Hormigoacuten hidroacutefugo

C2 Hormigoacuten de consistencia fluida

C3 Muro de faacutebrica Bloquesladrillos hidrofugados y mortero hidroacutefugo

I) IMPERMEABILIZACIOacuteN

I1 Laacutemina impermeabilizante o aplicacioacuten de productos liacutequidos (poliacutemeros acriacutelicos caucho acriacutelico resinas o polieacutester)

bull En los muros pantalla basta con los lodos bentoniacuteticos

bull Con laacutemina interior debe ser adherida

bull Si es exterior capa antipunzonamiento en caras no adheridas

bull Con laacutemina drenante no precisa antipunzonamiento exterior

bull Con aplicaciones liacutequidas colocar una capa protectora exterior (geotextil o mortero reforzado) salvo que haya capa drenante

I2 Pintura impermeabilizante

I3 Muros de faacutebrica Recubrir interiormente con revestimiento hidroacutefugo (mortero hidroacutefugo cartoacuten-yeso sin yeso higroscoacutepico)

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

CONSTRUCCIOacuteN

D) DRENAJE Y EVACUACIOacuteN

D1 Capa drenante y capa filtrante entre el muro y el terreno

bull La capa drenante puede ser una laacutemina grava bloques de arcilla porosos etc

bull Si es una laacutemina debe cerrarse el remate superior de la laacutemina

D2 Pozo drenante de al menos 070 m de diaacutemetro cada 50 m como maacuteximo con capa filtrante y dos bombas de achique para evacuacioacuten

D3 Tubo drenante en el arranque del muro conectado a un sistema de evacuacioacuten

D4 Canaletas de recogida de agua en la caacutemara del muro conectadas a una red de evacuacioacuten

D5 Red de evacuacioacuten del agua de lluvia en la cubierta y del terreno conectada a sistema de evacuacioacuten

V) VENTILACIOacuteN DE LA CAacuteMARA

V1 Aberturas de ventilacioacuten en el arranque y la coronacioacuten de la hoja interior y ventilarse el local al que se abren dichas aberturas

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

CONSTRUCCIOacuteN

La excavacioacuten del cimiento debe efectuarse con cuidado para no alterar las caracteriacutesticas geoteacutecnicas del suelo

Las excavaciones provisionales o definitivas deben hacerse de modo que se eviten movimientos en las tierras especialmente en el caso de muros por bataches

En el caso de suelos permeables que requieran agotamiento del agua para realizar las excavaciones eacuteste se mantendraacute durante toda la duracioacuten de los trabajos

El agotamiento debe realizarse de tal forma que no comprometa la estabilidad de los taludes o de las obras vecinas

Las juntas de hormigonado y los procesos de hormigonado vibrado y curado se efectuaraacuten con los criterios definidos en la Instruccioacuten EHE

Page 27: TEMA 03 - ESTRUCTURAS DE CONTENCIÓN RÍGIDAS

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MEacuteTODO DE HAIRSINE

Meacutetodo para predimensionamiento

Para muros en ldquoLrdquo

Desprecia la diferencia entre el peso propio del muro y del terreno

Se obtienen ldquomrdquo y ldquobrdquo a partir de

bull ldquoFvrdquo coeficiente de seguridad al vuelco (gt2)

bull ldquojrdquo funcioacuten de la presioacuten admisible

bull

Que depende de

ldquoFdrdquo al deslizamiento (gt15)

ldquoKrdquo coeficiente de empuje

= tg base

base rozamiento tierras-muro

base = f = 23frsquo base

KFd

H

pj adm

g

mbH

bH

H

K g H

padm=j g H

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

MEacuteTODO DE HAIRSINE

Procedimiento

Cada variable define una curva un graacutefico m ndash bk

La zona comuacuten sobre dichas curvas es la vaacutelida

Si se elige un punto en esa zona se asegura

bull La estabilidad al vuelco a traveacutes de Fv

bull La estabilidad al deslizamiento mediante

bull La carga admisible del cimiento por j

Mientras maacutes bajo esteacute el punto maacutes econoacutemico es el muro (menores dimensiones)

Es posible imponer distribucioacuten triangular de presiones en el terreno (resultante en nuacutecleo central)

El manejo se simplifica mediante un nomograma en el que se recogen familias de curvas para distintos valores de cada variable

KFd

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

000

020

040

060

080

100

120

140

160

180

200

0 02 04 06 08 1

a

(bK

)12

2

v

m13

F

K

b

2m3m41j

1

K

b

m12

KF

K

b d

ZONA DE

VALIDEZ

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

MEacuteTODO DE HAIRSINE(Jimeacutenez Salas et al 1981)

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

MEacuteTODO DE HAIRSINE

CONSTRUCCIOacuteN DE LAS CURVAS DE HAIRSINE (I) Para mayor precisioacuten es posible construir las tres curvas de cada problema

Estabilidad al vuelco

Presiones en la base seguacuten la distribucioacuten sea

bull Trapezoidal

bull Triangular

bull Triangular parcial

2

v

m13

F

K

b

2m3m41j

1

K

b

2m3m2j

1

K

b

2m314j3

1

K

b

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

MEacuteTODO DE HAIRSINE

CONSTRUCCIOacuteN DE LAS CURVAS DE HAIRSINE (II)

Estabilidad al deslizamiento

Friccioacuten = tg base con base = f = 23frsquo base

Adhesioacuten a = c= 05c

bull En terreno sin cohesioacuten soacutelo FRICCIOacuteN

bull En terrenos sin friccioacuten soacutelo ADHESIOacuteN

bull En terrenos con ADHESIOacuteN Y FRICCIOacuteN

m12

KF

K

b d

Ha2

KF

K

b d g

g

H

am12

KF

K

b d

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

MEacuteTODO DE HAIRSINE

Permite incorporar SOBRECARGA UNIFORME (q)

Meacutetodo 1 Vaacutelido solamente si la sobrecarga es pequentildea tal que H0=q lt02 H Se adopta una altura ficticia H=H+H0

Meacutetodo 2 Vaacutelido para cualquier sobrecarga se emplean los siguientes paraacutemetros

bull En terrenos con ADHESIOacuteN Y FRICCIOacuteN

bull En terrenos soacutelo con ADHESIOacuteN

Hq1

Hq31

KK

g

g

Hq31

Hq21

FF dd

g

g

Hq

pj a

g

d KF

KFHq

aa

d

g

am12

1

K

b

gg

H

q1H

a2

KF

K

b d

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

MEacuteTODO DE HAIRSINE

EJEMPLO

Datos H = 3 m

g = 18 kNm3

K = 13

= 060

Fd gt 15

Fv gt 20

Pmaacutex = 27 kpa

Variables del meacutetodo

Resultados Base b = bh = 067 30 = 20 m

Puntera mbh = 048 20 = 096 m

8403151

60

KFd

50318

27H

pj adm

g 67031171b171

K

b

480m

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

MUROS EN L

Las tres meacutensulas en alzado puntera y taloacuten se calcularaacuten como empotradas en su arranque

El alzado se comprueba con el empuje de Rankine

La puntera y taloacuten bajo las cargas gravitatorias la reaccioacuten del terreno y la subpresioacuten del agua

Se suelen mantener las armaduras de las secciones criacuteticas (salvo muros muy altos)

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MUROS DE CONTRAFUERTES

Las placas verticales entre contrafuertes o las horizontales en el taloacuten pueden calcularse como placas empotradas en tres lados

Los contrafuertes en trasdoacutes se dimensionan para las tracciones correspondientes a los empujes sobre la placa vertical

La puntera se calcula como un voladizo

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

MUROS DE SOacuteTANO

Estaacuten arriostrados por los forjados y trabajan como placas apoyadas o empotradas

Se suelen calcular para el empuje en reposo

Hay que antildeadir como acciones la solicitacioacuten de los forjados intermedios y la compresioacuten de los soportes

Una parte importante de los empujes horizontales se equilibran contra los forjados y solera

La reaccioacuten de los forjados sobre el muro es una variable maacutes en los caacutelculos

Suele hacerse la hipoacutetesis simplificada de considerar un reparto uniforme de presiones bajo el cimiento

El caacutelculo estructural para dos o maacutes niveles de forjado se puede asimilar a una viga continua

Se suele considerar el muro indefinido en direccioacuten longitudinal

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

MUROS DE SOacuteTANO Acciones

Empujes

Sobrecarga E1 = Ko∙q∙H a frac12 H

Peso tierras E2 = frac12 Ko∙g∙H2 a 13 H

Cargas verticales

Axil de pilares N

Pesos Nm Nt Nc

Empujes de forjados o suelo T1 T2

Ecuaciones (Incoacutegnitas Rv T1 T2) Equilibrio de fuerzas

Rv = N

T1+ T2 = E1+ E2

Momentos sobre centro de la base

T1 ∙ H = Ei ∙ei+ Nj ∙ ej

Los ej son positivos si estaacuten a la

derecha de la vertical que pasa por Rv

Comprobaciones Hundimiento Rv B lt padm

Deslizamiento T2 lt (Rv ∙ tg+c ∙B) Fd

qN

T1

E1

E2

Nm

Nc

H

B

Nt

T2

Rv

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RELLENO DEL TRASDOacuteS

La seleccioacuten del relleno en trasdoacutes

Debe considerar la influencia del agua hinchamiento

Dentro de los muros que han experimentado este movimiento haytres veces maacutes con relleno arcilloso que con relleno arenoso

Los rellenos arcillosos provocan movimientos progresivos del muro

bull Originan empujes principalmente por las variaciones estacionales de volumen con el grado de humedad

bull En la estacioacuten seca retraen y aparecen grietas de traccioacuten por las que penetra el agua en la estacioacuten huacutemeda

bull El aumento de volumen va provocandoun movimiento progresivo hacia delante

Lo ideal son suelos GP GW SP SW (lt 5 limos o arcillas)

Bastariacutea con una cuntildea en el trasdoacutes (60ordm inclinacioacuten)

Los rellenos deben ser compactados pero no en exceso

RELLENO GRANULAR

60ordm

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

DRENAJE DEL TRASDOacuteS

Los empujes pueden triplicarse si no hay un sistema de drenaje o eacuteste no funciona bien Un 33 de los accidentes ocurridos en muros riacutegidos han sido por ausencia o fallo del sistema de drenaje

El control de las presiones del agua en el trasdoacutes se consigue con sistemas adecuados de drenaje Drenes verticales (material granular hormigoacuten poroso)

en toda la altura del muro o parte de ella

Laacuteminas drenantes

Drenes inclinados

Tapices drenantes horizontales a uno o varios niveles

Drenes horizontales a traveacutes del relleno

Drenes longitudinales en la base o talud del relleno

Mechinales en contacto directo con el relleno

Consideraciones generales El mejor sistema consiste en una cuntildea de relleno

granular filtrante

Todos los sistemas deben tener faacutecil evacuacioacuten del agua evitando su acumulacioacuten en el trasdoacutes

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

DRENAJE DEL TRASDOacuteS

ESQUEMAS DE DRENAJE

40-50 litros de grava gruesa

15 m

Cuneta para evacuacioacuten de vertidos

Material granular de

relleno

Material arcilloso de impermeabilizacioacuten

Cuneta

60ordm

Dren de grava de

20-30 cm o panel de hormigoacuten sin finos

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

CONSTRUCCIOacuteN

Seguacuten del Documento Baacutesico HS Salubridad del Coacutedigo Teacutecnico de la Edificacioacuten el grado de impermeabilidad exigible a los muros en contacto depende de

La presencia de agua Seguacuten la posicioacuten relativa de la cara del suelo en contacto con el terreno y el nivel freaacutetico

bull Baja La cara inferior del suelo estaacute sobre el nivel freaacutetico

bull Media La cara inferior del suelo estaacute a la misma profundidad que el nivel freaacutetico o a menos de dos metros por debajo

bull Alta La cara inferior del suelo estaacute ge 2 m bajo el nivel freaacutetico

El coeficiente de permeabilidad del terreno

El grado de impermeabilidad seraacute entonces

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CONSTRUCCIOacuteN

Soluciones constructivas para muros (CTE DB S)

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CONSTRUCCIOacuteN

C) CONSTITUCIOacuteN DEL MURO

C1 Hormigoacuten hidroacutefugo

C2 Hormigoacuten de consistencia fluida

C3 Muro de faacutebrica Bloquesladrillos hidrofugados y mortero hidroacutefugo

I) IMPERMEABILIZACIOacuteN

I1 Laacutemina impermeabilizante o aplicacioacuten de productos liacutequidos (poliacutemeros acriacutelicos caucho acriacutelico resinas o polieacutester)

bull En los muros pantalla basta con los lodos bentoniacuteticos

bull Con laacutemina interior debe ser adherida

bull Si es exterior capa antipunzonamiento en caras no adheridas

bull Con laacutemina drenante no precisa antipunzonamiento exterior

bull Con aplicaciones liacutequidas colocar una capa protectora exterior (geotextil o mortero reforzado) salvo que haya capa drenante

I2 Pintura impermeabilizante

I3 Muros de faacutebrica Recubrir interiormente con revestimiento hidroacutefugo (mortero hidroacutefugo cartoacuten-yeso sin yeso higroscoacutepico)

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

CONSTRUCCIOacuteN

D) DRENAJE Y EVACUACIOacuteN

D1 Capa drenante y capa filtrante entre el muro y el terreno

bull La capa drenante puede ser una laacutemina grava bloques de arcilla porosos etc

bull Si es una laacutemina debe cerrarse el remate superior de la laacutemina

D2 Pozo drenante de al menos 070 m de diaacutemetro cada 50 m como maacuteximo con capa filtrante y dos bombas de achique para evacuacioacuten

D3 Tubo drenante en el arranque del muro conectado a un sistema de evacuacioacuten

D4 Canaletas de recogida de agua en la caacutemara del muro conectadas a una red de evacuacioacuten

D5 Red de evacuacioacuten del agua de lluvia en la cubierta y del terreno conectada a sistema de evacuacioacuten

V) VENTILACIOacuteN DE LA CAacuteMARA

V1 Aberturas de ventilacioacuten en el arranque y la coronacioacuten de la hoja interior y ventilarse el local al que se abren dichas aberturas

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

CONSTRUCCIOacuteN

La excavacioacuten del cimiento debe efectuarse con cuidado para no alterar las caracteriacutesticas geoteacutecnicas del suelo

Las excavaciones provisionales o definitivas deben hacerse de modo que se eviten movimientos en las tierras especialmente en el caso de muros por bataches

En el caso de suelos permeables que requieran agotamiento del agua para realizar las excavaciones eacuteste se mantendraacute durante toda la duracioacuten de los trabajos

El agotamiento debe realizarse de tal forma que no comprometa la estabilidad de los taludes o de las obras vecinas

Las juntas de hormigonado y los procesos de hormigonado vibrado y curado se efectuaraacuten con los criterios definidos en la Instruccioacuten EHE

Page 28: TEMA 03 - ESTRUCTURAS DE CONTENCIÓN RÍGIDAS

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

MEacuteTODO DE HAIRSINE

Procedimiento

Cada variable define una curva un graacutefico m ndash bk

La zona comuacuten sobre dichas curvas es la vaacutelida

Si se elige un punto en esa zona se asegura

bull La estabilidad al vuelco a traveacutes de Fv

bull La estabilidad al deslizamiento mediante

bull La carga admisible del cimiento por j

Mientras maacutes bajo esteacute el punto maacutes econoacutemico es el muro (menores dimensiones)

Es posible imponer distribucioacuten triangular de presiones en el terreno (resultante en nuacutecleo central)

El manejo se simplifica mediante un nomograma en el que se recogen familias de curvas para distintos valores de cada variable

KFd

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

000

020

040

060

080

100

120

140

160

180

200

0 02 04 06 08 1

a

(bK

)12

2

v

m13

F

K

b

2m3m41j

1

K

b

m12

KF

K

b d

ZONA DE

VALIDEZ

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

MEacuteTODO DE HAIRSINE(Jimeacutenez Salas et al 1981)

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

MEacuteTODO DE HAIRSINE

CONSTRUCCIOacuteN DE LAS CURVAS DE HAIRSINE (I) Para mayor precisioacuten es posible construir las tres curvas de cada problema

Estabilidad al vuelco

Presiones en la base seguacuten la distribucioacuten sea

bull Trapezoidal

bull Triangular

bull Triangular parcial

2

v

m13

F

K

b

2m3m41j

1

K

b

2m3m2j

1

K

b

2m314j3

1

K

b

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MEacuteTODO DE HAIRSINE

CONSTRUCCIOacuteN DE LAS CURVAS DE HAIRSINE (II)

Estabilidad al deslizamiento

Friccioacuten = tg base con base = f = 23frsquo base

Adhesioacuten a = c= 05c

bull En terreno sin cohesioacuten soacutelo FRICCIOacuteN

bull En terrenos sin friccioacuten soacutelo ADHESIOacuteN

bull En terrenos con ADHESIOacuteN Y FRICCIOacuteN

m12

KF

K

b d

Ha2

KF

K

b d g

g

H

am12

KF

K

b d

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MEacuteTODO DE HAIRSINE

Permite incorporar SOBRECARGA UNIFORME (q)

Meacutetodo 1 Vaacutelido solamente si la sobrecarga es pequentildea tal que H0=q lt02 H Se adopta una altura ficticia H=H+H0

Meacutetodo 2 Vaacutelido para cualquier sobrecarga se emplean los siguientes paraacutemetros

bull En terrenos con ADHESIOacuteN Y FRICCIOacuteN

bull En terrenos soacutelo con ADHESIOacuteN

Hq1

Hq31

KK

g

g

Hq31

Hq21

FF dd

g

g

Hq

pj a

g

d KF

KFHq

aa

d

g

am12

1

K

b

gg

H

q1H

a2

KF

K

b d

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MEacuteTODO DE HAIRSINE

EJEMPLO

Datos H = 3 m

g = 18 kNm3

K = 13

= 060

Fd gt 15

Fv gt 20

Pmaacutex = 27 kpa

Variables del meacutetodo

Resultados Base b = bh = 067 30 = 20 m

Puntera mbh = 048 20 = 096 m

8403151

60

KFd

50318

27H

pj adm

g 67031171b171

K

b

480m

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

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MUROS EN L

Las tres meacutensulas en alzado puntera y taloacuten se calcularaacuten como empotradas en su arranque

El alzado se comprueba con el empuje de Rankine

La puntera y taloacuten bajo las cargas gravitatorias la reaccioacuten del terreno y la subpresioacuten del agua

Se suelen mantener las armaduras de las secciones criacuteticas (salvo muros muy altos)

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MUROS DE CONTRAFUERTES

Las placas verticales entre contrafuertes o las horizontales en el taloacuten pueden calcularse como placas empotradas en tres lados

Los contrafuertes en trasdoacutes se dimensionan para las tracciones correspondientes a los empujes sobre la placa vertical

La puntera se calcula como un voladizo

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MUROS DE SOacuteTANO

Estaacuten arriostrados por los forjados y trabajan como placas apoyadas o empotradas

Se suelen calcular para el empuje en reposo

Hay que antildeadir como acciones la solicitacioacuten de los forjados intermedios y la compresioacuten de los soportes

Una parte importante de los empujes horizontales se equilibran contra los forjados y solera

La reaccioacuten de los forjados sobre el muro es una variable maacutes en los caacutelculos

Suele hacerse la hipoacutetesis simplificada de considerar un reparto uniforme de presiones bajo el cimiento

El caacutelculo estructural para dos o maacutes niveles de forjado se puede asimilar a una viga continua

Se suele considerar el muro indefinido en direccioacuten longitudinal

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MUROS DE SOacuteTANO Acciones

Empujes

Sobrecarga E1 = Ko∙q∙H a frac12 H

Peso tierras E2 = frac12 Ko∙g∙H2 a 13 H

Cargas verticales

Axil de pilares N

Pesos Nm Nt Nc

Empujes de forjados o suelo T1 T2

Ecuaciones (Incoacutegnitas Rv T1 T2) Equilibrio de fuerzas

Rv = N

T1+ T2 = E1+ E2

Momentos sobre centro de la base

T1 ∙ H = Ei ∙ei+ Nj ∙ ej

Los ej son positivos si estaacuten a la

derecha de la vertical que pasa por Rv

Comprobaciones Hundimiento Rv B lt padm

Deslizamiento T2 lt (Rv ∙ tg+c ∙B) Fd

qN

T1

E1

E2

Nm

Nc

H

B

Nt

T2

Rv

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RELLENO DEL TRASDOacuteS

La seleccioacuten del relleno en trasdoacutes

Debe considerar la influencia del agua hinchamiento

Dentro de los muros que han experimentado este movimiento haytres veces maacutes con relleno arcilloso que con relleno arenoso

Los rellenos arcillosos provocan movimientos progresivos del muro

bull Originan empujes principalmente por las variaciones estacionales de volumen con el grado de humedad

bull En la estacioacuten seca retraen y aparecen grietas de traccioacuten por las que penetra el agua en la estacioacuten huacutemeda

bull El aumento de volumen va provocandoun movimiento progresivo hacia delante

Lo ideal son suelos GP GW SP SW (lt 5 limos o arcillas)

Bastariacutea con una cuntildea en el trasdoacutes (60ordm inclinacioacuten)

Los rellenos deben ser compactados pero no en exceso

RELLENO GRANULAR

60ordm

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DRENAJE DEL TRASDOacuteS

Los empujes pueden triplicarse si no hay un sistema de drenaje o eacuteste no funciona bien Un 33 de los accidentes ocurridos en muros riacutegidos han sido por ausencia o fallo del sistema de drenaje

El control de las presiones del agua en el trasdoacutes se consigue con sistemas adecuados de drenaje Drenes verticales (material granular hormigoacuten poroso)

en toda la altura del muro o parte de ella

Laacuteminas drenantes

Drenes inclinados

Tapices drenantes horizontales a uno o varios niveles

Drenes horizontales a traveacutes del relleno

Drenes longitudinales en la base o talud del relleno

Mechinales en contacto directo con el relleno

Consideraciones generales El mejor sistema consiste en una cuntildea de relleno

granular filtrante

Todos los sistemas deben tener faacutecil evacuacioacuten del agua evitando su acumulacioacuten en el trasdoacutes

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DRENAJE DEL TRASDOacuteS

ESQUEMAS DE DRENAJE

40-50 litros de grava gruesa

15 m

Cuneta para evacuacioacuten de vertidos

Material granular de

relleno

Material arcilloso de impermeabilizacioacuten

Cuneta

60ordm

Dren de grava de

20-30 cm o panel de hormigoacuten sin finos

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CONSTRUCCIOacuteN

Seguacuten del Documento Baacutesico HS Salubridad del Coacutedigo Teacutecnico de la Edificacioacuten el grado de impermeabilidad exigible a los muros en contacto depende de

La presencia de agua Seguacuten la posicioacuten relativa de la cara del suelo en contacto con el terreno y el nivel freaacutetico

bull Baja La cara inferior del suelo estaacute sobre el nivel freaacutetico

bull Media La cara inferior del suelo estaacute a la misma profundidad que el nivel freaacutetico o a menos de dos metros por debajo

bull Alta La cara inferior del suelo estaacute ge 2 m bajo el nivel freaacutetico

El coeficiente de permeabilidad del terreno

El grado de impermeabilidad seraacute entonces

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CONSTRUCCIOacuteN

Soluciones constructivas para muros (CTE DB S)

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CONSTRUCCIOacuteN

C) CONSTITUCIOacuteN DEL MURO

C1 Hormigoacuten hidroacutefugo

C2 Hormigoacuten de consistencia fluida

C3 Muro de faacutebrica Bloquesladrillos hidrofugados y mortero hidroacutefugo

I) IMPERMEABILIZACIOacuteN

I1 Laacutemina impermeabilizante o aplicacioacuten de productos liacutequidos (poliacutemeros acriacutelicos caucho acriacutelico resinas o polieacutester)

bull En los muros pantalla basta con los lodos bentoniacuteticos

bull Con laacutemina interior debe ser adherida

bull Si es exterior capa antipunzonamiento en caras no adheridas

bull Con laacutemina drenante no precisa antipunzonamiento exterior

bull Con aplicaciones liacutequidas colocar una capa protectora exterior (geotextil o mortero reforzado) salvo que haya capa drenante

I2 Pintura impermeabilizante

I3 Muros de faacutebrica Recubrir interiormente con revestimiento hidroacutefugo (mortero hidroacutefugo cartoacuten-yeso sin yeso higroscoacutepico)

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CONSTRUCCIOacuteN

D) DRENAJE Y EVACUACIOacuteN

D1 Capa drenante y capa filtrante entre el muro y el terreno

bull La capa drenante puede ser una laacutemina grava bloques de arcilla porosos etc

bull Si es una laacutemina debe cerrarse el remate superior de la laacutemina

D2 Pozo drenante de al menos 070 m de diaacutemetro cada 50 m como maacuteximo con capa filtrante y dos bombas de achique para evacuacioacuten

D3 Tubo drenante en el arranque del muro conectado a un sistema de evacuacioacuten

D4 Canaletas de recogida de agua en la caacutemara del muro conectadas a una red de evacuacioacuten

D5 Red de evacuacioacuten del agua de lluvia en la cubierta y del terreno conectada a sistema de evacuacioacuten

V) VENTILACIOacuteN DE LA CAacuteMARA

V1 Aberturas de ventilacioacuten en el arranque y la coronacioacuten de la hoja interior y ventilarse el local al que se abren dichas aberturas

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

CONSTRUCCIOacuteN

La excavacioacuten del cimiento debe efectuarse con cuidado para no alterar las caracteriacutesticas geoteacutecnicas del suelo

Las excavaciones provisionales o definitivas deben hacerse de modo que se eviten movimientos en las tierras especialmente en el caso de muros por bataches

En el caso de suelos permeables que requieran agotamiento del agua para realizar las excavaciones eacuteste se mantendraacute durante toda la duracioacuten de los trabajos

El agotamiento debe realizarse de tal forma que no comprometa la estabilidad de los taludes o de las obras vecinas

Las juntas de hormigonado y los procesos de hormigonado vibrado y curado se efectuaraacuten con los criterios definidos en la Instruccioacuten EHE

Page 29: TEMA 03 - ESTRUCTURAS DE CONTENCIÓN RÍGIDAS

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

000

020

040

060

080

100

120

140

160

180

200

0 02 04 06 08 1

a

(bK

)12

2

v

m13

F

K

b

2m3m41j

1

K

b

m12

KF

K

b d

ZONA DE

VALIDEZ

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MEacuteTODO DE HAIRSINE(Jimeacutenez Salas et al 1981)

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MEacuteTODO DE HAIRSINE

CONSTRUCCIOacuteN DE LAS CURVAS DE HAIRSINE (I) Para mayor precisioacuten es posible construir las tres curvas de cada problema

Estabilidad al vuelco

Presiones en la base seguacuten la distribucioacuten sea

bull Trapezoidal

bull Triangular

bull Triangular parcial

2

v

m13

F

K

b

2m3m41j

1

K

b

2m3m2j

1

K

b

2m314j3

1

K

b

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

MEacuteTODO DE HAIRSINE

CONSTRUCCIOacuteN DE LAS CURVAS DE HAIRSINE (II)

Estabilidad al deslizamiento

Friccioacuten = tg base con base = f = 23frsquo base

Adhesioacuten a = c= 05c

bull En terreno sin cohesioacuten soacutelo FRICCIOacuteN

bull En terrenos sin friccioacuten soacutelo ADHESIOacuteN

bull En terrenos con ADHESIOacuteN Y FRICCIOacuteN

m12

KF

K

b d

Ha2

KF

K

b d g

g

H

am12

KF

K

b d

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MEacuteTODO DE HAIRSINE

Permite incorporar SOBRECARGA UNIFORME (q)

Meacutetodo 1 Vaacutelido solamente si la sobrecarga es pequentildea tal que H0=q lt02 H Se adopta una altura ficticia H=H+H0

Meacutetodo 2 Vaacutelido para cualquier sobrecarga se emplean los siguientes paraacutemetros

bull En terrenos con ADHESIOacuteN Y FRICCIOacuteN

bull En terrenos soacutelo con ADHESIOacuteN

Hq1

Hq31

KK

g

g

Hq31

Hq21

FF dd

g

g

Hq

pj a

g

d KF

KFHq

aa

d

g

am12

1

K

b

gg

H

q1H

a2

KF

K

b d

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MEacuteTODO DE HAIRSINE

EJEMPLO

Datos H = 3 m

g = 18 kNm3

K = 13

= 060

Fd gt 15

Fv gt 20

Pmaacutex = 27 kpa

Variables del meacutetodo

Resultados Base b = bh = 067 30 = 20 m

Puntera mbh = 048 20 = 096 m

8403151

60

KFd

50318

27H

pj adm

g 67031171b171

K

b

480m

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MUROS EN L

Las tres meacutensulas en alzado puntera y taloacuten se calcularaacuten como empotradas en su arranque

El alzado se comprueba con el empuje de Rankine

La puntera y taloacuten bajo las cargas gravitatorias la reaccioacuten del terreno y la subpresioacuten del agua

Se suelen mantener las armaduras de las secciones criacuteticas (salvo muros muy altos)

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

MUROS DE CONTRAFUERTES

Las placas verticales entre contrafuertes o las horizontales en el taloacuten pueden calcularse como placas empotradas en tres lados

Los contrafuertes en trasdoacutes se dimensionan para las tracciones correspondientes a los empujes sobre la placa vertical

La puntera se calcula como un voladizo

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MUROS DE SOacuteTANO

Estaacuten arriostrados por los forjados y trabajan como placas apoyadas o empotradas

Se suelen calcular para el empuje en reposo

Hay que antildeadir como acciones la solicitacioacuten de los forjados intermedios y la compresioacuten de los soportes

Una parte importante de los empujes horizontales se equilibran contra los forjados y solera

La reaccioacuten de los forjados sobre el muro es una variable maacutes en los caacutelculos

Suele hacerse la hipoacutetesis simplificada de considerar un reparto uniforme de presiones bajo el cimiento

El caacutelculo estructural para dos o maacutes niveles de forjado se puede asimilar a una viga continua

Se suele considerar el muro indefinido en direccioacuten longitudinal

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MUROS DE SOacuteTANO Acciones

Empujes

Sobrecarga E1 = Ko∙q∙H a frac12 H

Peso tierras E2 = frac12 Ko∙g∙H2 a 13 H

Cargas verticales

Axil de pilares N

Pesos Nm Nt Nc

Empujes de forjados o suelo T1 T2

Ecuaciones (Incoacutegnitas Rv T1 T2) Equilibrio de fuerzas

Rv = N

T1+ T2 = E1+ E2

Momentos sobre centro de la base

T1 ∙ H = Ei ∙ei+ Nj ∙ ej

Los ej son positivos si estaacuten a la

derecha de la vertical que pasa por Rv

Comprobaciones Hundimiento Rv B lt padm

Deslizamiento T2 lt (Rv ∙ tg+c ∙B) Fd

qN

T1

E1

E2

Nm

Nc

H

B

Nt

T2

Rv

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RELLENO DEL TRASDOacuteS

La seleccioacuten del relleno en trasdoacutes

Debe considerar la influencia del agua hinchamiento

Dentro de los muros que han experimentado este movimiento haytres veces maacutes con relleno arcilloso que con relleno arenoso

Los rellenos arcillosos provocan movimientos progresivos del muro

bull Originan empujes principalmente por las variaciones estacionales de volumen con el grado de humedad

bull En la estacioacuten seca retraen y aparecen grietas de traccioacuten por las que penetra el agua en la estacioacuten huacutemeda

bull El aumento de volumen va provocandoun movimiento progresivo hacia delante

Lo ideal son suelos GP GW SP SW (lt 5 limos o arcillas)

Bastariacutea con una cuntildea en el trasdoacutes (60ordm inclinacioacuten)

Los rellenos deben ser compactados pero no en exceso

RELLENO GRANULAR

60ordm

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

DRENAJE DEL TRASDOacuteS

Los empujes pueden triplicarse si no hay un sistema de drenaje o eacuteste no funciona bien Un 33 de los accidentes ocurridos en muros riacutegidos han sido por ausencia o fallo del sistema de drenaje

El control de las presiones del agua en el trasdoacutes se consigue con sistemas adecuados de drenaje Drenes verticales (material granular hormigoacuten poroso)

en toda la altura del muro o parte de ella

Laacuteminas drenantes

Drenes inclinados

Tapices drenantes horizontales a uno o varios niveles

Drenes horizontales a traveacutes del relleno

Drenes longitudinales en la base o talud del relleno

Mechinales en contacto directo con el relleno

Consideraciones generales El mejor sistema consiste en una cuntildea de relleno

granular filtrante

Todos los sistemas deben tener faacutecil evacuacioacuten del agua evitando su acumulacioacuten en el trasdoacutes

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

DRENAJE DEL TRASDOacuteS

ESQUEMAS DE DRENAJE

40-50 litros de grava gruesa

15 m

Cuneta para evacuacioacuten de vertidos

Material granular de

relleno

Material arcilloso de impermeabilizacioacuten

Cuneta

60ordm

Dren de grava de

20-30 cm o panel de hormigoacuten sin finos

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

CONSTRUCCIOacuteN

Seguacuten del Documento Baacutesico HS Salubridad del Coacutedigo Teacutecnico de la Edificacioacuten el grado de impermeabilidad exigible a los muros en contacto depende de

La presencia de agua Seguacuten la posicioacuten relativa de la cara del suelo en contacto con el terreno y el nivel freaacutetico

bull Baja La cara inferior del suelo estaacute sobre el nivel freaacutetico

bull Media La cara inferior del suelo estaacute a la misma profundidad que el nivel freaacutetico o a menos de dos metros por debajo

bull Alta La cara inferior del suelo estaacute ge 2 m bajo el nivel freaacutetico

El coeficiente de permeabilidad del terreno

El grado de impermeabilidad seraacute entonces

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

CONSTRUCCIOacuteN

Soluciones constructivas para muros (CTE DB S)

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

CONSTRUCCIOacuteN

C) CONSTITUCIOacuteN DEL MURO

C1 Hormigoacuten hidroacutefugo

C2 Hormigoacuten de consistencia fluida

C3 Muro de faacutebrica Bloquesladrillos hidrofugados y mortero hidroacutefugo

I) IMPERMEABILIZACIOacuteN

I1 Laacutemina impermeabilizante o aplicacioacuten de productos liacutequidos (poliacutemeros acriacutelicos caucho acriacutelico resinas o polieacutester)

bull En los muros pantalla basta con los lodos bentoniacuteticos

bull Con laacutemina interior debe ser adherida

bull Si es exterior capa antipunzonamiento en caras no adheridas

bull Con laacutemina drenante no precisa antipunzonamiento exterior

bull Con aplicaciones liacutequidas colocar una capa protectora exterior (geotextil o mortero reforzado) salvo que haya capa drenante

I2 Pintura impermeabilizante

I3 Muros de faacutebrica Recubrir interiormente con revestimiento hidroacutefugo (mortero hidroacutefugo cartoacuten-yeso sin yeso higroscoacutepico)

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

CONSTRUCCIOacuteN

D) DRENAJE Y EVACUACIOacuteN

D1 Capa drenante y capa filtrante entre el muro y el terreno

bull La capa drenante puede ser una laacutemina grava bloques de arcilla porosos etc

bull Si es una laacutemina debe cerrarse el remate superior de la laacutemina

D2 Pozo drenante de al menos 070 m de diaacutemetro cada 50 m como maacuteximo con capa filtrante y dos bombas de achique para evacuacioacuten

D3 Tubo drenante en el arranque del muro conectado a un sistema de evacuacioacuten

D4 Canaletas de recogida de agua en la caacutemara del muro conectadas a una red de evacuacioacuten

D5 Red de evacuacioacuten del agua de lluvia en la cubierta y del terreno conectada a sistema de evacuacioacuten

V) VENTILACIOacuteN DE LA CAacuteMARA

V1 Aberturas de ventilacioacuten en el arranque y la coronacioacuten de la hoja interior y ventilarse el local al que se abren dichas aberturas

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

CONSTRUCCIOacuteN

La excavacioacuten del cimiento debe efectuarse con cuidado para no alterar las caracteriacutesticas geoteacutecnicas del suelo

Las excavaciones provisionales o definitivas deben hacerse de modo que se eviten movimientos en las tierras especialmente en el caso de muros por bataches

En el caso de suelos permeables que requieran agotamiento del agua para realizar las excavaciones eacuteste se mantendraacute durante toda la duracioacuten de los trabajos

El agotamiento debe realizarse de tal forma que no comprometa la estabilidad de los taludes o de las obras vecinas

Las juntas de hormigonado y los procesos de hormigonado vibrado y curado se efectuaraacuten con los criterios definidos en la Instruccioacuten EHE

Page 30: TEMA 03 - ESTRUCTURAS DE CONTENCIÓN RÍGIDAS

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

MEacuteTODO DE HAIRSINE(Jimeacutenez Salas et al 1981)

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

MEacuteTODO DE HAIRSINE

CONSTRUCCIOacuteN DE LAS CURVAS DE HAIRSINE (I) Para mayor precisioacuten es posible construir las tres curvas de cada problema

Estabilidad al vuelco

Presiones en la base seguacuten la distribucioacuten sea

bull Trapezoidal

bull Triangular

bull Triangular parcial

2

v

m13

F

K

b

2m3m41j

1

K

b

2m3m2j

1

K

b

2m314j3

1

K

b

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

MEacuteTODO DE HAIRSINE

CONSTRUCCIOacuteN DE LAS CURVAS DE HAIRSINE (II)

Estabilidad al deslizamiento

Friccioacuten = tg base con base = f = 23frsquo base

Adhesioacuten a = c= 05c

bull En terreno sin cohesioacuten soacutelo FRICCIOacuteN

bull En terrenos sin friccioacuten soacutelo ADHESIOacuteN

bull En terrenos con ADHESIOacuteN Y FRICCIOacuteN

m12

KF

K

b d

Ha2

KF

K

b d g

g

H

am12

KF

K

b d

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

MEacuteTODO DE HAIRSINE

Permite incorporar SOBRECARGA UNIFORME (q)

Meacutetodo 1 Vaacutelido solamente si la sobrecarga es pequentildea tal que H0=q lt02 H Se adopta una altura ficticia H=H+H0

Meacutetodo 2 Vaacutelido para cualquier sobrecarga se emplean los siguientes paraacutemetros

bull En terrenos con ADHESIOacuteN Y FRICCIOacuteN

bull En terrenos soacutelo con ADHESIOacuteN

Hq1

Hq31

KK

g

g

Hq31

Hq21

FF dd

g

g

Hq

pj a

g

d KF

KFHq

aa

d

g

am12

1

K

b

gg

H

q1H

a2

KF

K

b d

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

MEacuteTODO DE HAIRSINE

EJEMPLO

Datos H = 3 m

g = 18 kNm3

K = 13

= 060

Fd gt 15

Fv gt 20

Pmaacutex = 27 kpa

Variables del meacutetodo

Resultados Base b = bh = 067 30 = 20 m

Puntera mbh = 048 20 = 096 m

8403151

60

KFd

50318

27H

pj adm

g 67031171b171

K

b

480m

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

MUROS EN L

Las tres meacutensulas en alzado puntera y taloacuten se calcularaacuten como empotradas en su arranque

El alzado se comprueba con el empuje de Rankine

La puntera y taloacuten bajo las cargas gravitatorias la reaccioacuten del terreno y la subpresioacuten del agua

Se suelen mantener las armaduras de las secciones criacuteticas (salvo muros muy altos)

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

MUROS DE CONTRAFUERTES

Las placas verticales entre contrafuertes o las horizontales en el taloacuten pueden calcularse como placas empotradas en tres lados

Los contrafuertes en trasdoacutes se dimensionan para las tracciones correspondientes a los empujes sobre la placa vertical

La puntera se calcula como un voladizo

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

MUROS DE SOacuteTANO

Estaacuten arriostrados por los forjados y trabajan como placas apoyadas o empotradas

Se suelen calcular para el empuje en reposo

Hay que antildeadir como acciones la solicitacioacuten de los forjados intermedios y la compresioacuten de los soportes

Una parte importante de los empujes horizontales se equilibran contra los forjados y solera

La reaccioacuten de los forjados sobre el muro es una variable maacutes en los caacutelculos

Suele hacerse la hipoacutetesis simplificada de considerar un reparto uniforme de presiones bajo el cimiento

El caacutelculo estructural para dos o maacutes niveles de forjado se puede asimilar a una viga continua

Se suele considerar el muro indefinido en direccioacuten longitudinal

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

MUROS DE SOacuteTANO Acciones

Empujes

Sobrecarga E1 = Ko∙q∙H a frac12 H

Peso tierras E2 = frac12 Ko∙g∙H2 a 13 H

Cargas verticales

Axil de pilares N

Pesos Nm Nt Nc

Empujes de forjados o suelo T1 T2

Ecuaciones (Incoacutegnitas Rv T1 T2) Equilibrio de fuerzas

Rv = N

T1+ T2 = E1+ E2

Momentos sobre centro de la base

T1 ∙ H = Ei ∙ei+ Nj ∙ ej

Los ej son positivos si estaacuten a la

derecha de la vertical que pasa por Rv

Comprobaciones Hundimiento Rv B lt padm

Deslizamiento T2 lt (Rv ∙ tg+c ∙B) Fd

qN

T1

E1

E2

Nm

Nc

H

B

Nt

T2

Rv

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RELLENO DEL TRASDOacuteS

La seleccioacuten del relleno en trasdoacutes

Debe considerar la influencia del agua hinchamiento

Dentro de los muros que han experimentado este movimiento haytres veces maacutes con relleno arcilloso que con relleno arenoso

Los rellenos arcillosos provocan movimientos progresivos del muro

bull Originan empujes principalmente por las variaciones estacionales de volumen con el grado de humedad

bull En la estacioacuten seca retraen y aparecen grietas de traccioacuten por las que penetra el agua en la estacioacuten huacutemeda

bull El aumento de volumen va provocandoun movimiento progresivo hacia delante

Lo ideal son suelos GP GW SP SW (lt 5 limos o arcillas)

Bastariacutea con una cuntildea en el trasdoacutes (60ordm inclinacioacuten)

Los rellenos deben ser compactados pero no en exceso

RELLENO GRANULAR

60ordm

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DRENAJE DEL TRASDOacuteS

Los empujes pueden triplicarse si no hay un sistema de drenaje o eacuteste no funciona bien Un 33 de los accidentes ocurridos en muros riacutegidos han sido por ausencia o fallo del sistema de drenaje

El control de las presiones del agua en el trasdoacutes se consigue con sistemas adecuados de drenaje Drenes verticales (material granular hormigoacuten poroso)

en toda la altura del muro o parte de ella

Laacuteminas drenantes

Drenes inclinados

Tapices drenantes horizontales a uno o varios niveles

Drenes horizontales a traveacutes del relleno

Drenes longitudinales en la base o talud del relleno

Mechinales en contacto directo con el relleno

Consideraciones generales El mejor sistema consiste en una cuntildea de relleno

granular filtrante

Todos los sistemas deben tener faacutecil evacuacioacuten del agua evitando su acumulacioacuten en el trasdoacutes

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DRENAJE DEL TRASDOacuteS

ESQUEMAS DE DRENAJE

40-50 litros de grava gruesa

15 m

Cuneta para evacuacioacuten de vertidos

Material granular de

relleno

Material arcilloso de impermeabilizacioacuten

Cuneta

60ordm

Dren de grava de

20-30 cm o panel de hormigoacuten sin finos

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CONSTRUCCIOacuteN

Seguacuten del Documento Baacutesico HS Salubridad del Coacutedigo Teacutecnico de la Edificacioacuten el grado de impermeabilidad exigible a los muros en contacto depende de

La presencia de agua Seguacuten la posicioacuten relativa de la cara del suelo en contacto con el terreno y el nivel freaacutetico

bull Baja La cara inferior del suelo estaacute sobre el nivel freaacutetico

bull Media La cara inferior del suelo estaacute a la misma profundidad que el nivel freaacutetico o a menos de dos metros por debajo

bull Alta La cara inferior del suelo estaacute ge 2 m bajo el nivel freaacutetico

El coeficiente de permeabilidad del terreno

El grado de impermeabilidad seraacute entonces

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CONSTRUCCIOacuteN

Soluciones constructivas para muros (CTE DB S)

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CONSTRUCCIOacuteN

C) CONSTITUCIOacuteN DEL MURO

C1 Hormigoacuten hidroacutefugo

C2 Hormigoacuten de consistencia fluida

C3 Muro de faacutebrica Bloquesladrillos hidrofugados y mortero hidroacutefugo

I) IMPERMEABILIZACIOacuteN

I1 Laacutemina impermeabilizante o aplicacioacuten de productos liacutequidos (poliacutemeros acriacutelicos caucho acriacutelico resinas o polieacutester)

bull En los muros pantalla basta con los lodos bentoniacuteticos

bull Con laacutemina interior debe ser adherida

bull Si es exterior capa antipunzonamiento en caras no adheridas

bull Con laacutemina drenante no precisa antipunzonamiento exterior

bull Con aplicaciones liacutequidas colocar una capa protectora exterior (geotextil o mortero reforzado) salvo que haya capa drenante

I2 Pintura impermeabilizante

I3 Muros de faacutebrica Recubrir interiormente con revestimiento hidroacutefugo (mortero hidroacutefugo cartoacuten-yeso sin yeso higroscoacutepico)

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CONSTRUCCIOacuteN

D) DRENAJE Y EVACUACIOacuteN

D1 Capa drenante y capa filtrante entre el muro y el terreno

bull La capa drenante puede ser una laacutemina grava bloques de arcilla porosos etc

bull Si es una laacutemina debe cerrarse el remate superior de la laacutemina

D2 Pozo drenante de al menos 070 m de diaacutemetro cada 50 m como maacuteximo con capa filtrante y dos bombas de achique para evacuacioacuten

D3 Tubo drenante en el arranque del muro conectado a un sistema de evacuacioacuten

D4 Canaletas de recogida de agua en la caacutemara del muro conectadas a una red de evacuacioacuten

D5 Red de evacuacioacuten del agua de lluvia en la cubierta y del terreno conectada a sistema de evacuacioacuten

V) VENTILACIOacuteN DE LA CAacuteMARA

V1 Aberturas de ventilacioacuten en el arranque y la coronacioacuten de la hoja interior y ventilarse el local al que se abren dichas aberturas

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

CONSTRUCCIOacuteN

La excavacioacuten del cimiento debe efectuarse con cuidado para no alterar las caracteriacutesticas geoteacutecnicas del suelo

Las excavaciones provisionales o definitivas deben hacerse de modo que se eviten movimientos en las tierras especialmente en el caso de muros por bataches

En el caso de suelos permeables que requieran agotamiento del agua para realizar las excavaciones eacuteste se mantendraacute durante toda la duracioacuten de los trabajos

El agotamiento debe realizarse de tal forma que no comprometa la estabilidad de los taludes o de las obras vecinas

Las juntas de hormigonado y los procesos de hormigonado vibrado y curado se efectuaraacuten con los criterios definidos en la Instruccioacuten EHE

Page 31: TEMA 03 - ESTRUCTURAS DE CONTENCIÓN RÍGIDAS

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MEacuteTODO DE HAIRSINE

CONSTRUCCIOacuteN DE LAS CURVAS DE HAIRSINE (I) Para mayor precisioacuten es posible construir las tres curvas de cada problema

Estabilidad al vuelco

Presiones en la base seguacuten la distribucioacuten sea

bull Trapezoidal

bull Triangular

bull Triangular parcial

2

v

m13

F

K

b

2m3m41j

1

K

b

2m3m2j

1

K

b

2m314j3

1

K

b

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MEacuteTODO DE HAIRSINE

CONSTRUCCIOacuteN DE LAS CURVAS DE HAIRSINE (II)

Estabilidad al deslizamiento

Friccioacuten = tg base con base = f = 23frsquo base

Adhesioacuten a = c= 05c

bull En terreno sin cohesioacuten soacutelo FRICCIOacuteN

bull En terrenos sin friccioacuten soacutelo ADHESIOacuteN

bull En terrenos con ADHESIOacuteN Y FRICCIOacuteN

m12

KF

K

b d

Ha2

KF

K

b d g

g

H

am12

KF

K

b d

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

MEacuteTODO DE HAIRSINE

Permite incorporar SOBRECARGA UNIFORME (q)

Meacutetodo 1 Vaacutelido solamente si la sobrecarga es pequentildea tal que H0=q lt02 H Se adopta una altura ficticia H=H+H0

Meacutetodo 2 Vaacutelido para cualquier sobrecarga se emplean los siguientes paraacutemetros

bull En terrenos con ADHESIOacuteN Y FRICCIOacuteN

bull En terrenos soacutelo con ADHESIOacuteN

Hq1

Hq31

KK

g

g

Hq31

Hq21

FF dd

g

g

Hq

pj a

g

d KF

KFHq

aa

d

g

am12

1

K

b

gg

H

q1H

a2

KF

K

b d

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MEacuteTODO DE HAIRSINE

EJEMPLO

Datos H = 3 m

g = 18 kNm3

K = 13

= 060

Fd gt 15

Fv gt 20

Pmaacutex = 27 kpa

Variables del meacutetodo

Resultados Base b = bh = 067 30 = 20 m

Puntera mbh = 048 20 = 096 m

8403151

60

KFd

50318

27H

pj adm

g 67031171b171

K

b

480m

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

MUROS EN L

Las tres meacutensulas en alzado puntera y taloacuten se calcularaacuten como empotradas en su arranque

El alzado se comprueba con el empuje de Rankine

La puntera y taloacuten bajo las cargas gravitatorias la reaccioacuten del terreno y la subpresioacuten del agua

Se suelen mantener las armaduras de las secciones criacuteticas (salvo muros muy altos)

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

MUROS DE CONTRAFUERTES

Las placas verticales entre contrafuertes o las horizontales en el taloacuten pueden calcularse como placas empotradas en tres lados

Los contrafuertes en trasdoacutes se dimensionan para las tracciones correspondientes a los empujes sobre la placa vertical

La puntera se calcula como un voladizo

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MUROS DE SOacuteTANO

Estaacuten arriostrados por los forjados y trabajan como placas apoyadas o empotradas

Se suelen calcular para el empuje en reposo

Hay que antildeadir como acciones la solicitacioacuten de los forjados intermedios y la compresioacuten de los soportes

Una parte importante de los empujes horizontales se equilibran contra los forjados y solera

La reaccioacuten de los forjados sobre el muro es una variable maacutes en los caacutelculos

Suele hacerse la hipoacutetesis simplificada de considerar un reparto uniforme de presiones bajo el cimiento

El caacutelculo estructural para dos o maacutes niveles de forjado se puede asimilar a una viga continua

Se suele considerar el muro indefinido en direccioacuten longitudinal

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MUROS DE SOacuteTANO Acciones

Empujes

Sobrecarga E1 = Ko∙q∙H a frac12 H

Peso tierras E2 = frac12 Ko∙g∙H2 a 13 H

Cargas verticales

Axil de pilares N

Pesos Nm Nt Nc

Empujes de forjados o suelo T1 T2

Ecuaciones (Incoacutegnitas Rv T1 T2) Equilibrio de fuerzas

Rv = N

T1+ T2 = E1+ E2

Momentos sobre centro de la base

T1 ∙ H = Ei ∙ei+ Nj ∙ ej

Los ej son positivos si estaacuten a la

derecha de la vertical que pasa por Rv

Comprobaciones Hundimiento Rv B lt padm

Deslizamiento T2 lt (Rv ∙ tg+c ∙B) Fd

qN

T1

E1

E2

Nm

Nc

H

B

Nt

T2

Rv

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RELLENO DEL TRASDOacuteS

La seleccioacuten del relleno en trasdoacutes

Debe considerar la influencia del agua hinchamiento

Dentro de los muros que han experimentado este movimiento haytres veces maacutes con relleno arcilloso que con relleno arenoso

Los rellenos arcillosos provocan movimientos progresivos del muro

bull Originan empujes principalmente por las variaciones estacionales de volumen con el grado de humedad

bull En la estacioacuten seca retraen y aparecen grietas de traccioacuten por las que penetra el agua en la estacioacuten huacutemeda

bull El aumento de volumen va provocandoun movimiento progresivo hacia delante

Lo ideal son suelos GP GW SP SW (lt 5 limos o arcillas)

Bastariacutea con una cuntildea en el trasdoacutes (60ordm inclinacioacuten)

Los rellenos deben ser compactados pero no en exceso

RELLENO GRANULAR

60ordm

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

DRENAJE DEL TRASDOacuteS

Los empujes pueden triplicarse si no hay un sistema de drenaje o eacuteste no funciona bien Un 33 de los accidentes ocurridos en muros riacutegidos han sido por ausencia o fallo del sistema de drenaje

El control de las presiones del agua en el trasdoacutes se consigue con sistemas adecuados de drenaje Drenes verticales (material granular hormigoacuten poroso)

en toda la altura del muro o parte de ella

Laacuteminas drenantes

Drenes inclinados

Tapices drenantes horizontales a uno o varios niveles

Drenes horizontales a traveacutes del relleno

Drenes longitudinales en la base o talud del relleno

Mechinales en contacto directo con el relleno

Consideraciones generales El mejor sistema consiste en una cuntildea de relleno

granular filtrante

Todos los sistemas deben tener faacutecil evacuacioacuten del agua evitando su acumulacioacuten en el trasdoacutes

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

DRENAJE DEL TRASDOacuteS

ESQUEMAS DE DRENAJE

40-50 litros de grava gruesa

15 m

Cuneta para evacuacioacuten de vertidos

Material granular de

relleno

Material arcilloso de impermeabilizacioacuten

Cuneta

60ordm

Dren de grava de

20-30 cm o panel de hormigoacuten sin finos

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CONSTRUCCIOacuteN

Seguacuten del Documento Baacutesico HS Salubridad del Coacutedigo Teacutecnico de la Edificacioacuten el grado de impermeabilidad exigible a los muros en contacto depende de

La presencia de agua Seguacuten la posicioacuten relativa de la cara del suelo en contacto con el terreno y el nivel freaacutetico

bull Baja La cara inferior del suelo estaacute sobre el nivel freaacutetico

bull Media La cara inferior del suelo estaacute a la misma profundidad que el nivel freaacutetico o a menos de dos metros por debajo

bull Alta La cara inferior del suelo estaacute ge 2 m bajo el nivel freaacutetico

El coeficiente de permeabilidad del terreno

El grado de impermeabilidad seraacute entonces

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CONSTRUCCIOacuteN

Soluciones constructivas para muros (CTE DB S)

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

CONSTRUCCIOacuteN

C) CONSTITUCIOacuteN DEL MURO

C1 Hormigoacuten hidroacutefugo

C2 Hormigoacuten de consistencia fluida

C3 Muro de faacutebrica Bloquesladrillos hidrofugados y mortero hidroacutefugo

I) IMPERMEABILIZACIOacuteN

I1 Laacutemina impermeabilizante o aplicacioacuten de productos liacutequidos (poliacutemeros acriacutelicos caucho acriacutelico resinas o polieacutester)

bull En los muros pantalla basta con los lodos bentoniacuteticos

bull Con laacutemina interior debe ser adherida

bull Si es exterior capa antipunzonamiento en caras no adheridas

bull Con laacutemina drenante no precisa antipunzonamiento exterior

bull Con aplicaciones liacutequidas colocar una capa protectora exterior (geotextil o mortero reforzado) salvo que haya capa drenante

I2 Pintura impermeabilizante

I3 Muros de faacutebrica Recubrir interiormente con revestimiento hidroacutefugo (mortero hidroacutefugo cartoacuten-yeso sin yeso higroscoacutepico)

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CONSTRUCCIOacuteN

D) DRENAJE Y EVACUACIOacuteN

D1 Capa drenante y capa filtrante entre el muro y el terreno

bull La capa drenante puede ser una laacutemina grava bloques de arcilla porosos etc

bull Si es una laacutemina debe cerrarse el remate superior de la laacutemina

D2 Pozo drenante de al menos 070 m de diaacutemetro cada 50 m como maacuteximo con capa filtrante y dos bombas de achique para evacuacioacuten

D3 Tubo drenante en el arranque del muro conectado a un sistema de evacuacioacuten

D4 Canaletas de recogida de agua en la caacutemara del muro conectadas a una red de evacuacioacuten

D5 Red de evacuacioacuten del agua de lluvia en la cubierta y del terreno conectada a sistema de evacuacioacuten

V) VENTILACIOacuteN DE LA CAacuteMARA

V1 Aberturas de ventilacioacuten en el arranque y la coronacioacuten de la hoja interior y ventilarse el local al que se abren dichas aberturas

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

CONSTRUCCIOacuteN

La excavacioacuten del cimiento debe efectuarse con cuidado para no alterar las caracteriacutesticas geoteacutecnicas del suelo

Las excavaciones provisionales o definitivas deben hacerse de modo que se eviten movimientos en las tierras especialmente en el caso de muros por bataches

En el caso de suelos permeables que requieran agotamiento del agua para realizar las excavaciones eacuteste se mantendraacute durante toda la duracioacuten de los trabajos

El agotamiento debe realizarse de tal forma que no comprometa la estabilidad de los taludes o de las obras vecinas

Las juntas de hormigonado y los procesos de hormigonado vibrado y curado se efectuaraacuten con los criterios definidos en la Instruccioacuten EHE

Page 32: TEMA 03 - ESTRUCTURAS DE CONTENCIÓN RÍGIDAS

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

MEacuteTODO DE HAIRSINE

CONSTRUCCIOacuteN DE LAS CURVAS DE HAIRSINE (II)

Estabilidad al deslizamiento

Friccioacuten = tg base con base = f = 23frsquo base

Adhesioacuten a = c= 05c

bull En terreno sin cohesioacuten soacutelo FRICCIOacuteN

bull En terrenos sin friccioacuten soacutelo ADHESIOacuteN

bull En terrenos con ADHESIOacuteN Y FRICCIOacuteN

m12

KF

K

b d

Ha2

KF

K

b d g

g

H

am12

KF

K

b d

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

MEacuteTODO DE HAIRSINE

Permite incorporar SOBRECARGA UNIFORME (q)

Meacutetodo 1 Vaacutelido solamente si la sobrecarga es pequentildea tal que H0=q lt02 H Se adopta una altura ficticia H=H+H0

Meacutetodo 2 Vaacutelido para cualquier sobrecarga se emplean los siguientes paraacutemetros

bull En terrenos con ADHESIOacuteN Y FRICCIOacuteN

bull En terrenos soacutelo con ADHESIOacuteN

Hq1

Hq31

KK

g

g

Hq31

Hq21

FF dd

g

g

Hq

pj a

g

d KF

KFHq

aa

d

g

am12

1

K

b

gg

H

q1H

a2

KF

K

b d

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

MEacuteTODO DE HAIRSINE

EJEMPLO

Datos H = 3 m

g = 18 kNm3

K = 13

= 060

Fd gt 15

Fv gt 20

Pmaacutex = 27 kpa

Variables del meacutetodo

Resultados Base b = bh = 067 30 = 20 m

Puntera mbh = 048 20 = 096 m

8403151

60

KFd

50318

27H

pj adm

g 67031171b171

K

b

480m

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

MUROS EN L

Las tres meacutensulas en alzado puntera y taloacuten se calcularaacuten como empotradas en su arranque

El alzado se comprueba con el empuje de Rankine

La puntera y taloacuten bajo las cargas gravitatorias la reaccioacuten del terreno y la subpresioacuten del agua

Se suelen mantener las armaduras de las secciones criacuteticas (salvo muros muy altos)

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

MUROS DE CONTRAFUERTES

Las placas verticales entre contrafuertes o las horizontales en el taloacuten pueden calcularse como placas empotradas en tres lados

Los contrafuertes en trasdoacutes se dimensionan para las tracciones correspondientes a los empujes sobre la placa vertical

La puntera se calcula como un voladizo

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

MUROS DE SOacuteTANO

Estaacuten arriostrados por los forjados y trabajan como placas apoyadas o empotradas

Se suelen calcular para el empuje en reposo

Hay que antildeadir como acciones la solicitacioacuten de los forjados intermedios y la compresioacuten de los soportes

Una parte importante de los empujes horizontales se equilibran contra los forjados y solera

La reaccioacuten de los forjados sobre el muro es una variable maacutes en los caacutelculos

Suele hacerse la hipoacutetesis simplificada de considerar un reparto uniforme de presiones bajo el cimiento

El caacutelculo estructural para dos o maacutes niveles de forjado se puede asimilar a una viga continua

Se suele considerar el muro indefinido en direccioacuten longitudinal

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

MUROS DE SOacuteTANO Acciones

Empujes

Sobrecarga E1 = Ko∙q∙H a frac12 H

Peso tierras E2 = frac12 Ko∙g∙H2 a 13 H

Cargas verticales

Axil de pilares N

Pesos Nm Nt Nc

Empujes de forjados o suelo T1 T2

Ecuaciones (Incoacutegnitas Rv T1 T2) Equilibrio de fuerzas

Rv = N

T1+ T2 = E1+ E2

Momentos sobre centro de la base

T1 ∙ H = Ei ∙ei+ Nj ∙ ej

Los ej son positivos si estaacuten a la

derecha de la vertical que pasa por Rv

Comprobaciones Hundimiento Rv B lt padm

Deslizamiento T2 lt (Rv ∙ tg+c ∙B) Fd

qN

T1

E1

E2

Nm

Nc

H

B

Nt

T2

Rv

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

RELLENO DEL TRASDOacuteS

La seleccioacuten del relleno en trasdoacutes

Debe considerar la influencia del agua hinchamiento

Dentro de los muros que han experimentado este movimiento haytres veces maacutes con relleno arcilloso que con relleno arenoso

Los rellenos arcillosos provocan movimientos progresivos del muro

bull Originan empujes principalmente por las variaciones estacionales de volumen con el grado de humedad

bull En la estacioacuten seca retraen y aparecen grietas de traccioacuten por las que penetra el agua en la estacioacuten huacutemeda

bull El aumento de volumen va provocandoun movimiento progresivo hacia delante

Lo ideal son suelos GP GW SP SW (lt 5 limos o arcillas)

Bastariacutea con una cuntildea en el trasdoacutes (60ordm inclinacioacuten)

Los rellenos deben ser compactados pero no en exceso

RELLENO GRANULAR

60ordm

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

DRENAJE DEL TRASDOacuteS

Los empujes pueden triplicarse si no hay un sistema de drenaje o eacuteste no funciona bien Un 33 de los accidentes ocurridos en muros riacutegidos han sido por ausencia o fallo del sistema de drenaje

El control de las presiones del agua en el trasdoacutes se consigue con sistemas adecuados de drenaje Drenes verticales (material granular hormigoacuten poroso)

en toda la altura del muro o parte de ella

Laacuteminas drenantes

Drenes inclinados

Tapices drenantes horizontales a uno o varios niveles

Drenes horizontales a traveacutes del relleno

Drenes longitudinales en la base o talud del relleno

Mechinales en contacto directo con el relleno

Consideraciones generales El mejor sistema consiste en una cuntildea de relleno

granular filtrante

Todos los sistemas deben tener faacutecil evacuacioacuten del agua evitando su acumulacioacuten en el trasdoacutes

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

DRENAJE DEL TRASDOacuteS

ESQUEMAS DE DRENAJE

40-50 litros de grava gruesa

15 m

Cuneta para evacuacioacuten de vertidos

Material granular de

relleno

Material arcilloso de impermeabilizacioacuten

Cuneta

60ordm

Dren de grava de

20-30 cm o panel de hormigoacuten sin finos

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

CONSTRUCCIOacuteN

Seguacuten del Documento Baacutesico HS Salubridad del Coacutedigo Teacutecnico de la Edificacioacuten el grado de impermeabilidad exigible a los muros en contacto depende de

La presencia de agua Seguacuten la posicioacuten relativa de la cara del suelo en contacto con el terreno y el nivel freaacutetico

bull Baja La cara inferior del suelo estaacute sobre el nivel freaacutetico

bull Media La cara inferior del suelo estaacute a la misma profundidad que el nivel freaacutetico o a menos de dos metros por debajo

bull Alta La cara inferior del suelo estaacute ge 2 m bajo el nivel freaacutetico

El coeficiente de permeabilidad del terreno

El grado de impermeabilidad seraacute entonces

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CONSTRUCCIOacuteN

Soluciones constructivas para muros (CTE DB S)

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CONSTRUCCIOacuteN

C) CONSTITUCIOacuteN DEL MURO

C1 Hormigoacuten hidroacutefugo

C2 Hormigoacuten de consistencia fluida

C3 Muro de faacutebrica Bloquesladrillos hidrofugados y mortero hidroacutefugo

I) IMPERMEABILIZACIOacuteN

I1 Laacutemina impermeabilizante o aplicacioacuten de productos liacutequidos (poliacutemeros acriacutelicos caucho acriacutelico resinas o polieacutester)

bull En los muros pantalla basta con los lodos bentoniacuteticos

bull Con laacutemina interior debe ser adherida

bull Si es exterior capa antipunzonamiento en caras no adheridas

bull Con laacutemina drenante no precisa antipunzonamiento exterior

bull Con aplicaciones liacutequidas colocar una capa protectora exterior (geotextil o mortero reforzado) salvo que haya capa drenante

I2 Pintura impermeabilizante

I3 Muros de faacutebrica Recubrir interiormente con revestimiento hidroacutefugo (mortero hidroacutefugo cartoacuten-yeso sin yeso higroscoacutepico)

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

CONSTRUCCIOacuteN

D) DRENAJE Y EVACUACIOacuteN

D1 Capa drenante y capa filtrante entre el muro y el terreno

bull La capa drenante puede ser una laacutemina grava bloques de arcilla porosos etc

bull Si es una laacutemina debe cerrarse el remate superior de la laacutemina

D2 Pozo drenante de al menos 070 m de diaacutemetro cada 50 m como maacuteximo con capa filtrante y dos bombas de achique para evacuacioacuten

D3 Tubo drenante en el arranque del muro conectado a un sistema de evacuacioacuten

D4 Canaletas de recogida de agua en la caacutemara del muro conectadas a una red de evacuacioacuten

D5 Red de evacuacioacuten del agua de lluvia en la cubierta y del terreno conectada a sistema de evacuacioacuten

V) VENTILACIOacuteN DE LA CAacuteMARA

V1 Aberturas de ventilacioacuten en el arranque y la coronacioacuten de la hoja interior y ventilarse el local al que se abren dichas aberturas

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

CONSTRUCCIOacuteN

La excavacioacuten del cimiento debe efectuarse con cuidado para no alterar las caracteriacutesticas geoteacutecnicas del suelo

Las excavaciones provisionales o definitivas deben hacerse de modo que se eviten movimientos en las tierras especialmente en el caso de muros por bataches

En el caso de suelos permeables que requieran agotamiento del agua para realizar las excavaciones eacuteste se mantendraacute durante toda la duracioacuten de los trabajos

El agotamiento debe realizarse de tal forma que no comprometa la estabilidad de los taludes o de las obras vecinas

Las juntas de hormigonado y los procesos de hormigonado vibrado y curado se efectuaraacuten con los criterios definidos en la Instruccioacuten EHE

Page 33: TEMA 03 - ESTRUCTURAS DE CONTENCIÓN RÍGIDAS

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

MEacuteTODO DE HAIRSINE

Permite incorporar SOBRECARGA UNIFORME (q)

Meacutetodo 1 Vaacutelido solamente si la sobrecarga es pequentildea tal que H0=q lt02 H Se adopta una altura ficticia H=H+H0

Meacutetodo 2 Vaacutelido para cualquier sobrecarga se emplean los siguientes paraacutemetros

bull En terrenos con ADHESIOacuteN Y FRICCIOacuteN

bull En terrenos soacutelo con ADHESIOacuteN

Hq1

Hq31

KK

g

g

Hq31

Hq21

FF dd

g

g

Hq

pj a

g

d KF

KFHq

aa

d

g

am12

1

K

b

gg

H

q1H

a2

KF

K

b d

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MEacuteTODO DE HAIRSINE

EJEMPLO

Datos H = 3 m

g = 18 kNm3

K = 13

= 060

Fd gt 15

Fv gt 20

Pmaacutex = 27 kpa

Variables del meacutetodo

Resultados Base b = bh = 067 30 = 20 m

Puntera mbh = 048 20 = 096 m

8403151

60

KFd

50318

27H

pj adm

g 67031171b171

K

b

480m

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

MUROS EN L

Las tres meacutensulas en alzado puntera y taloacuten se calcularaacuten como empotradas en su arranque

El alzado se comprueba con el empuje de Rankine

La puntera y taloacuten bajo las cargas gravitatorias la reaccioacuten del terreno y la subpresioacuten del agua

Se suelen mantener las armaduras de las secciones criacuteticas (salvo muros muy altos)

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

MUROS DE CONTRAFUERTES

Las placas verticales entre contrafuertes o las horizontales en el taloacuten pueden calcularse como placas empotradas en tres lados

Los contrafuertes en trasdoacutes se dimensionan para las tracciones correspondientes a los empujes sobre la placa vertical

La puntera se calcula como un voladizo

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

MUROS DE SOacuteTANO

Estaacuten arriostrados por los forjados y trabajan como placas apoyadas o empotradas

Se suelen calcular para el empuje en reposo

Hay que antildeadir como acciones la solicitacioacuten de los forjados intermedios y la compresioacuten de los soportes

Una parte importante de los empujes horizontales se equilibran contra los forjados y solera

La reaccioacuten de los forjados sobre el muro es una variable maacutes en los caacutelculos

Suele hacerse la hipoacutetesis simplificada de considerar un reparto uniforme de presiones bajo el cimiento

El caacutelculo estructural para dos o maacutes niveles de forjado se puede asimilar a una viga continua

Se suele considerar el muro indefinido en direccioacuten longitudinal

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

MUROS DE SOacuteTANO Acciones

Empujes

Sobrecarga E1 = Ko∙q∙H a frac12 H

Peso tierras E2 = frac12 Ko∙g∙H2 a 13 H

Cargas verticales

Axil de pilares N

Pesos Nm Nt Nc

Empujes de forjados o suelo T1 T2

Ecuaciones (Incoacutegnitas Rv T1 T2) Equilibrio de fuerzas

Rv = N

T1+ T2 = E1+ E2

Momentos sobre centro de la base

T1 ∙ H = Ei ∙ei+ Nj ∙ ej

Los ej son positivos si estaacuten a la

derecha de la vertical que pasa por Rv

Comprobaciones Hundimiento Rv B lt padm

Deslizamiento T2 lt (Rv ∙ tg+c ∙B) Fd

qN

T1

E1

E2

Nm

Nc

H

B

Nt

T2

Rv

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RELLENO DEL TRASDOacuteS

La seleccioacuten del relleno en trasdoacutes

Debe considerar la influencia del agua hinchamiento

Dentro de los muros que han experimentado este movimiento haytres veces maacutes con relleno arcilloso que con relleno arenoso

Los rellenos arcillosos provocan movimientos progresivos del muro

bull Originan empujes principalmente por las variaciones estacionales de volumen con el grado de humedad

bull En la estacioacuten seca retraen y aparecen grietas de traccioacuten por las que penetra el agua en la estacioacuten huacutemeda

bull El aumento de volumen va provocandoun movimiento progresivo hacia delante

Lo ideal son suelos GP GW SP SW (lt 5 limos o arcillas)

Bastariacutea con una cuntildea en el trasdoacutes (60ordm inclinacioacuten)

Los rellenos deben ser compactados pero no en exceso

RELLENO GRANULAR

60ordm

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

DRENAJE DEL TRASDOacuteS

Los empujes pueden triplicarse si no hay un sistema de drenaje o eacuteste no funciona bien Un 33 de los accidentes ocurridos en muros riacutegidos han sido por ausencia o fallo del sistema de drenaje

El control de las presiones del agua en el trasdoacutes se consigue con sistemas adecuados de drenaje Drenes verticales (material granular hormigoacuten poroso)

en toda la altura del muro o parte de ella

Laacuteminas drenantes

Drenes inclinados

Tapices drenantes horizontales a uno o varios niveles

Drenes horizontales a traveacutes del relleno

Drenes longitudinales en la base o talud del relleno

Mechinales en contacto directo con el relleno

Consideraciones generales El mejor sistema consiste en una cuntildea de relleno

granular filtrante

Todos los sistemas deben tener faacutecil evacuacioacuten del agua evitando su acumulacioacuten en el trasdoacutes

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

DRENAJE DEL TRASDOacuteS

ESQUEMAS DE DRENAJE

40-50 litros de grava gruesa

15 m

Cuneta para evacuacioacuten de vertidos

Material granular de

relleno

Material arcilloso de impermeabilizacioacuten

Cuneta

60ordm

Dren de grava de

20-30 cm o panel de hormigoacuten sin finos

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CONSTRUCCIOacuteN

Seguacuten del Documento Baacutesico HS Salubridad del Coacutedigo Teacutecnico de la Edificacioacuten el grado de impermeabilidad exigible a los muros en contacto depende de

La presencia de agua Seguacuten la posicioacuten relativa de la cara del suelo en contacto con el terreno y el nivel freaacutetico

bull Baja La cara inferior del suelo estaacute sobre el nivel freaacutetico

bull Media La cara inferior del suelo estaacute a la misma profundidad que el nivel freaacutetico o a menos de dos metros por debajo

bull Alta La cara inferior del suelo estaacute ge 2 m bajo el nivel freaacutetico

El coeficiente de permeabilidad del terreno

El grado de impermeabilidad seraacute entonces

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

CONSTRUCCIOacuteN

Soluciones constructivas para muros (CTE DB S)

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

CONSTRUCCIOacuteN

C) CONSTITUCIOacuteN DEL MURO

C1 Hormigoacuten hidroacutefugo

C2 Hormigoacuten de consistencia fluida

C3 Muro de faacutebrica Bloquesladrillos hidrofugados y mortero hidroacutefugo

I) IMPERMEABILIZACIOacuteN

I1 Laacutemina impermeabilizante o aplicacioacuten de productos liacutequidos (poliacutemeros acriacutelicos caucho acriacutelico resinas o polieacutester)

bull En los muros pantalla basta con los lodos bentoniacuteticos

bull Con laacutemina interior debe ser adherida

bull Si es exterior capa antipunzonamiento en caras no adheridas

bull Con laacutemina drenante no precisa antipunzonamiento exterior

bull Con aplicaciones liacutequidas colocar una capa protectora exterior (geotextil o mortero reforzado) salvo que haya capa drenante

I2 Pintura impermeabilizante

I3 Muros de faacutebrica Recubrir interiormente con revestimiento hidroacutefugo (mortero hidroacutefugo cartoacuten-yeso sin yeso higroscoacutepico)

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

CONSTRUCCIOacuteN

D) DRENAJE Y EVACUACIOacuteN

D1 Capa drenante y capa filtrante entre el muro y el terreno

bull La capa drenante puede ser una laacutemina grava bloques de arcilla porosos etc

bull Si es una laacutemina debe cerrarse el remate superior de la laacutemina

D2 Pozo drenante de al menos 070 m de diaacutemetro cada 50 m como maacuteximo con capa filtrante y dos bombas de achique para evacuacioacuten

D3 Tubo drenante en el arranque del muro conectado a un sistema de evacuacioacuten

D4 Canaletas de recogida de agua en la caacutemara del muro conectadas a una red de evacuacioacuten

D5 Red de evacuacioacuten del agua de lluvia en la cubierta y del terreno conectada a sistema de evacuacioacuten

V) VENTILACIOacuteN DE LA CAacuteMARA

V1 Aberturas de ventilacioacuten en el arranque y la coronacioacuten de la hoja interior y ventilarse el local al que se abren dichas aberturas

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

CONSTRUCCIOacuteN

La excavacioacuten del cimiento debe efectuarse con cuidado para no alterar las caracteriacutesticas geoteacutecnicas del suelo

Las excavaciones provisionales o definitivas deben hacerse de modo que se eviten movimientos en las tierras especialmente en el caso de muros por bataches

En el caso de suelos permeables que requieran agotamiento del agua para realizar las excavaciones eacuteste se mantendraacute durante toda la duracioacuten de los trabajos

El agotamiento debe realizarse de tal forma que no comprometa la estabilidad de los taludes o de las obras vecinas

Las juntas de hormigonado y los procesos de hormigonado vibrado y curado se efectuaraacuten con los criterios definidos en la Instruccioacuten EHE

Page 34: TEMA 03 - ESTRUCTURAS DE CONTENCIÓN RÍGIDAS

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

MEacuteTODO DE HAIRSINE

EJEMPLO

Datos H = 3 m

g = 18 kNm3

K = 13

= 060

Fd gt 15

Fv gt 20

Pmaacutex = 27 kpa

Variables del meacutetodo

Resultados Base b = bh = 067 30 = 20 m

Puntera mbh = 048 20 = 096 m

8403151

60

KFd

50318

27H

pj adm

g 67031171b171

K

b

480m

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

MUROS EN L

Las tres meacutensulas en alzado puntera y taloacuten se calcularaacuten como empotradas en su arranque

El alzado se comprueba con el empuje de Rankine

La puntera y taloacuten bajo las cargas gravitatorias la reaccioacuten del terreno y la subpresioacuten del agua

Se suelen mantener las armaduras de las secciones criacuteticas (salvo muros muy altos)

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

MUROS DE CONTRAFUERTES

Las placas verticales entre contrafuertes o las horizontales en el taloacuten pueden calcularse como placas empotradas en tres lados

Los contrafuertes en trasdoacutes se dimensionan para las tracciones correspondientes a los empujes sobre la placa vertical

La puntera se calcula como un voladizo

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

MUROS DE SOacuteTANO

Estaacuten arriostrados por los forjados y trabajan como placas apoyadas o empotradas

Se suelen calcular para el empuje en reposo

Hay que antildeadir como acciones la solicitacioacuten de los forjados intermedios y la compresioacuten de los soportes

Una parte importante de los empujes horizontales se equilibran contra los forjados y solera

La reaccioacuten de los forjados sobre el muro es una variable maacutes en los caacutelculos

Suele hacerse la hipoacutetesis simplificada de considerar un reparto uniforme de presiones bajo el cimiento

El caacutelculo estructural para dos o maacutes niveles de forjado se puede asimilar a una viga continua

Se suele considerar el muro indefinido en direccioacuten longitudinal

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

MUROS DE SOacuteTANO Acciones

Empujes

Sobrecarga E1 = Ko∙q∙H a frac12 H

Peso tierras E2 = frac12 Ko∙g∙H2 a 13 H

Cargas verticales

Axil de pilares N

Pesos Nm Nt Nc

Empujes de forjados o suelo T1 T2

Ecuaciones (Incoacutegnitas Rv T1 T2) Equilibrio de fuerzas

Rv = N

T1+ T2 = E1+ E2

Momentos sobre centro de la base

T1 ∙ H = Ei ∙ei+ Nj ∙ ej

Los ej son positivos si estaacuten a la

derecha de la vertical que pasa por Rv

Comprobaciones Hundimiento Rv B lt padm

Deslizamiento T2 lt (Rv ∙ tg+c ∙B) Fd

qN

T1

E1

E2

Nm

Nc

H

B

Nt

T2

Rv

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

RELLENO DEL TRASDOacuteS

La seleccioacuten del relleno en trasdoacutes

Debe considerar la influencia del agua hinchamiento

Dentro de los muros que han experimentado este movimiento haytres veces maacutes con relleno arcilloso que con relleno arenoso

Los rellenos arcillosos provocan movimientos progresivos del muro

bull Originan empujes principalmente por las variaciones estacionales de volumen con el grado de humedad

bull En la estacioacuten seca retraen y aparecen grietas de traccioacuten por las que penetra el agua en la estacioacuten huacutemeda

bull El aumento de volumen va provocandoun movimiento progresivo hacia delante

Lo ideal son suelos GP GW SP SW (lt 5 limos o arcillas)

Bastariacutea con una cuntildea en el trasdoacutes (60ordm inclinacioacuten)

Los rellenos deben ser compactados pero no en exceso

RELLENO GRANULAR

60ordm

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

DRENAJE DEL TRASDOacuteS

Los empujes pueden triplicarse si no hay un sistema de drenaje o eacuteste no funciona bien Un 33 de los accidentes ocurridos en muros riacutegidos han sido por ausencia o fallo del sistema de drenaje

El control de las presiones del agua en el trasdoacutes se consigue con sistemas adecuados de drenaje Drenes verticales (material granular hormigoacuten poroso)

en toda la altura del muro o parte de ella

Laacuteminas drenantes

Drenes inclinados

Tapices drenantes horizontales a uno o varios niveles

Drenes horizontales a traveacutes del relleno

Drenes longitudinales en la base o talud del relleno

Mechinales en contacto directo con el relleno

Consideraciones generales El mejor sistema consiste en una cuntildea de relleno

granular filtrante

Todos los sistemas deben tener faacutecil evacuacioacuten del agua evitando su acumulacioacuten en el trasdoacutes

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

DRENAJE DEL TRASDOacuteS

ESQUEMAS DE DRENAJE

40-50 litros de grava gruesa

15 m

Cuneta para evacuacioacuten de vertidos

Material granular de

relleno

Material arcilloso de impermeabilizacioacuten

Cuneta

60ordm

Dren de grava de

20-30 cm o panel de hormigoacuten sin finos

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

CONSTRUCCIOacuteN

Seguacuten del Documento Baacutesico HS Salubridad del Coacutedigo Teacutecnico de la Edificacioacuten el grado de impermeabilidad exigible a los muros en contacto depende de

La presencia de agua Seguacuten la posicioacuten relativa de la cara del suelo en contacto con el terreno y el nivel freaacutetico

bull Baja La cara inferior del suelo estaacute sobre el nivel freaacutetico

bull Media La cara inferior del suelo estaacute a la misma profundidad que el nivel freaacutetico o a menos de dos metros por debajo

bull Alta La cara inferior del suelo estaacute ge 2 m bajo el nivel freaacutetico

El coeficiente de permeabilidad del terreno

El grado de impermeabilidad seraacute entonces

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

CONSTRUCCIOacuteN

Soluciones constructivas para muros (CTE DB S)

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

CONSTRUCCIOacuteN

C) CONSTITUCIOacuteN DEL MURO

C1 Hormigoacuten hidroacutefugo

C2 Hormigoacuten de consistencia fluida

C3 Muro de faacutebrica Bloquesladrillos hidrofugados y mortero hidroacutefugo

I) IMPERMEABILIZACIOacuteN

I1 Laacutemina impermeabilizante o aplicacioacuten de productos liacutequidos (poliacutemeros acriacutelicos caucho acriacutelico resinas o polieacutester)

bull En los muros pantalla basta con los lodos bentoniacuteticos

bull Con laacutemina interior debe ser adherida

bull Si es exterior capa antipunzonamiento en caras no adheridas

bull Con laacutemina drenante no precisa antipunzonamiento exterior

bull Con aplicaciones liacutequidas colocar una capa protectora exterior (geotextil o mortero reforzado) salvo que haya capa drenante

I2 Pintura impermeabilizante

I3 Muros de faacutebrica Recubrir interiormente con revestimiento hidroacutefugo (mortero hidroacutefugo cartoacuten-yeso sin yeso higroscoacutepico)

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

CONSTRUCCIOacuteN

D) DRENAJE Y EVACUACIOacuteN

D1 Capa drenante y capa filtrante entre el muro y el terreno

bull La capa drenante puede ser una laacutemina grava bloques de arcilla porosos etc

bull Si es una laacutemina debe cerrarse el remate superior de la laacutemina

D2 Pozo drenante de al menos 070 m de diaacutemetro cada 50 m como maacuteximo con capa filtrante y dos bombas de achique para evacuacioacuten

D3 Tubo drenante en el arranque del muro conectado a un sistema de evacuacioacuten

D4 Canaletas de recogida de agua en la caacutemara del muro conectadas a una red de evacuacioacuten

D5 Red de evacuacioacuten del agua de lluvia en la cubierta y del terreno conectada a sistema de evacuacioacuten

V) VENTILACIOacuteN DE LA CAacuteMARA

V1 Aberturas de ventilacioacuten en el arranque y la coronacioacuten de la hoja interior y ventilarse el local al que se abren dichas aberturas

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

CONSTRUCCIOacuteN

La excavacioacuten del cimiento debe efectuarse con cuidado para no alterar las caracteriacutesticas geoteacutecnicas del suelo

Las excavaciones provisionales o definitivas deben hacerse de modo que se eviten movimientos en las tierras especialmente en el caso de muros por bataches

En el caso de suelos permeables que requieran agotamiento del agua para realizar las excavaciones eacuteste se mantendraacute durante toda la duracioacuten de los trabajos

El agotamiento debe realizarse de tal forma que no comprometa la estabilidad de los taludes o de las obras vecinas

Las juntas de hormigonado y los procesos de hormigonado vibrado y curado se efectuaraacuten con los criterios definidos en la Instruccioacuten EHE

Page 35: TEMA 03 - ESTRUCTURAS DE CONTENCIÓN RÍGIDAS

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

MUROS EN L

Las tres meacutensulas en alzado puntera y taloacuten se calcularaacuten como empotradas en su arranque

El alzado se comprueba con el empuje de Rankine

La puntera y taloacuten bajo las cargas gravitatorias la reaccioacuten del terreno y la subpresioacuten del agua

Se suelen mantener las armaduras de las secciones criacuteticas (salvo muros muy altos)

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

MUROS DE CONTRAFUERTES

Las placas verticales entre contrafuertes o las horizontales en el taloacuten pueden calcularse como placas empotradas en tres lados

Los contrafuertes en trasdoacutes se dimensionan para las tracciones correspondientes a los empujes sobre la placa vertical

La puntera se calcula como un voladizo

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

MUROS DE SOacuteTANO

Estaacuten arriostrados por los forjados y trabajan como placas apoyadas o empotradas

Se suelen calcular para el empuje en reposo

Hay que antildeadir como acciones la solicitacioacuten de los forjados intermedios y la compresioacuten de los soportes

Una parte importante de los empujes horizontales se equilibran contra los forjados y solera

La reaccioacuten de los forjados sobre el muro es una variable maacutes en los caacutelculos

Suele hacerse la hipoacutetesis simplificada de considerar un reparto uniforme de presiones bajo el cimiento

El caacutelculo estructural para dos o maacutes niveles de forjado se puede asimilar a una viga continua

Se suele considerar el muro indefinido en direccioacuten longitudinal

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

MUROS DE SOacuteTANO Acciones

Empujes

Sobrecarga E1 = Ko∙q∙H a frac12 H

Peso tierras E2 = frac12 Ko∙g∙H2 a 13 H

Cargas verticales

Axil de pilares N

Pesos Nm Nt Nc

Empujes de forjados o suelo T1 T2

Ecuaciones (Incoacutegnitas Rv T1 T2) Equilibrio de fuerzas

Rv = N

T1+ T2 = E1+ E2

Momentos sobre centro de la base

T1 ∙ H = Ei ∙ei+ Nj ∙ ej

Los ej son positivos si estaacuten a la

derecha de la vertical que pasa por Rv

Comprobaciones Hundimiento Rv B lt padm

Deslizamiento T2 lt (Rv ∙ tg+c ∙B) Fd

qN

T1

E1

E2

Nm

Nc

H

B

Nt

T2

Rv

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RELLENO DEL TRASDOacuteS

La seleccioacuten del relleno en trasdoacutes

Debe considerar la influencia del agua hinchamiento

Dentro de los muros que han experimentado este movimiento haytres veces maacutes con relleno arcilloso que con relleno arenoso

Los rellenos arcillosos provocan movimientos progresivos del muro

bull Originan empujes principalmente por las variaciones estacionales de volumen con el grado de humedad

bull En la estacioacuten seca retraen y aparecen grietas de traccioacuten por las que penetra el agua en la estacioacuten huacutemeda

bull El aumento de volumen va provocandoun movimiento progresivo hacia delante

Lo ideal son suelos GP GW SP SW (lt 5 limos o arcillas)

Bastariacutea con una cuntildea en el trasdoacutes (60ordm inclinacioacuten)

Los rellenos deben ser compactados pero no en exceso

RELLENO GRANULAR

60ordm

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DRENAJE DEL TRASDOacuteS

Los empujes pueden triplicarse si no hay un sistema de drenaje o eacuteste no funciona bien Un 33 de los accidentes ocurridos en muros riacutegidos han sido por ausencia o fallo del sistema de drenaje

El control de las presiones del agua en el trasdoacutes se consigue con sistemas adecuados de drenaje Drenes verticales (material granular hormigoacuten poroso)

en toda la altura del muro o parte de ella

Laacuteminas drenantes

Drenes inclinados

Tapices drenantes horizontales a uno o varios niveles

Drenes horizontales a traveacutes del relleno

Drenes longitudinales en la base o talud del relleno

Mechinales en contacto directo con el relleno

Consideraciones generales El mejor sistema consiste en una cuntildea de relleno

granular filtrante

Todos los sistemas deben tener faacutecil evacuacioacuten del agua evitando su acumulacioacuten en el trasdoacutes

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DRENAJE DEL TRASDOacuteS

ESQUEMAS DE DRENAJE

40-50 litros de grava gruesa

15 m

Cuneta para evacuacioacuten de vertidos

Material granular de

relleno

Material arcilloso de impermeabilizacioacuten

Cuneta

60ordm

Dren de grava de

20-30 cm o panel de hormigoacuten sin finos

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CONSTRUCCIOacuteN

Seguacuten del Documento Baacutesico HS Salubridad del Coacutedigo Teacutecnico de la Edificacioacuten el grado de impermeabilidad exigible a los muros en contacto depende de

La presencia de agua Seguacuten la posicioacuten relativa de la cara del suelo en contacto con el terreno y el nivel freaacutetico

bull Baja La cara inferior del suelo estaacute sobre el nivel freaacutetico

bull Media La cara inferior del suelo estaacute a la misma profundidad que el nivel freaacutetico o a menos de dos metros por debajo

bull Alta La cara inferior del suelo estaacute ge 2 m bajo el nivel freaacutetico

El coeficiente de permeabilidad del terreno

El grado de impermeabilidad seraacute entonces

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CONSTRUCCIOacuteN

Soluciones constructivas para muros (CTE DB S)

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CONSTRUCCIOacuteN

C) CONSTITUCIOacuteN DEL MURO

C1 Hormigoacuten hidroacutefugo

C2 Hormigoacuten de consistencia fluida

C3 Muro de faacutebrica Bloquesladrillos hidrofugados y mortero hidroacutefugo

I) IMPERMEABILIZACIOacuteN

I1 Laacutemina impermeabilizante o aplicacioacuten de productos liacutequidos (poliacutemeros acriacutelicos caucho acriacutelico resinas o polieacutester)

bull En los muros pantalla basta con los lodos bentoniacuteticos

bull Con laacutemina interior debe ser adherida

bull Si es exterior capa antipunzonamiento en caras no adheridas

bull Con laacutemina drenante no precisa antipunzonamiento exterior

bull Con aplicaciones liacutequidas colocar una capa protectora exterior (geotextil o mortero reforzado) salvo que haya capa drenante

I2 Pintura impermeabilizante

I3 Muros de faacutebrica Recubrir interiormente con revestimiento hidroacutefugo (mortero hidroacutefugo cartoacuten-yeso sin yeso higroscoacutepico)

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

CONSTRUCCIOacuteN

D) DRENAJE Y EVACUACIOacuteN

D1 Capa drenante y capa filtrante entre el muro y el terreno

bull La capa drenante puede ser una laacutemina grava bloques de arcilla porosos etc

bull Si es una laacutemina debe cerrarse el remate superior de la laacutemina

D2 Pozo drenante de al menos 070 m de diaacutemetro cada 50 m como maacuteximo con capa filtrante y dos bombas de achique para evacuacioacuten

D3 Tubo drenante en el arranque del muro conectado a un sistema de evacuacioacuten

D4 Canaletas de recogida de agua en la caacutemara del muro conectadas a una red de evacuacioacuten

D5 Red de evacuacioacuten del agua de lluvia en la cubierta y del terreno conectada a sistema de evacuacioacuten

V) VENTILACIOacuteN DE LA CAacuteMARA

V1 Aberturas de ventilacioacuten en el arranque y la coronacioacuten de la hoja interior y ventilarse el local al que se abren dichas aberturas

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CONSTRUCCIOacuteN

La excavacioacuten del cimiento debe efectuarse con cuidado para no alterar las caracteriacutesticas geoteacutecnicas del suelo

Las excavaciones provisionales o definitivas deben hacerse de modo que se eviten movimientos en las tierras especialmente en el caso de muros por bataches

En el caso de suelos permeables que requieran agotamiento del agua para realizar las excavaciones eacuteste se mantendraacute durante toda la duracioacuten de los trabajos

El agotamiento debe realizarse de tal forma que no comprometa la estabilidad de los taludes o de las obras vecinas

Las juntas de hormigonado y los procesos de hormigonado vibrado y curado se efectuaraacuten con los criterios definidos en la Instruccioacuten EHE

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TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

MUROS EN L

Las tres meacutensulas en alzado puntera y taloacuten se calcularaacuten como empotradas en su arranque

El alzado se comprueba con el empuje de Rankine

La puntera y taloacuten bajo las cargas gravitatorias la reaccioacuten del terreno y la subpresioacuten del agua

Se suelen mantener las armaduras de las secciones criacuteticas (salvo muros muy altos)

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MUROS DE CONTRAFUERTES

Las placas verticales entre contrafuertes o las horizontales en el taloacuten pueden calcularse como placas empotradas en tres lados

Los contrafuertes en trasdoacutes se dimensionan para las tracciones correspondientes a los empujes sobre la placa vertical

La puntera se calcula como un voladizo

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MUROS DE SOacuteTANO

Estaacuten arriostrados por los forjados y trabajan como placas apoyadas o empotradas

Se suelen calcular para el empuje en reposo

Hay que antildeadir como acciones la solicitacioacuten de los forjados intermedios y la compresioacuten de los soportes

Una parte importante de los empujes horizontales se equilibran contra los forjados y solera

La reaccioacuten de los forjados sobre el muro es una variable maacutes en los caacutelculos

Suele hacerse la hipoacutetesis simplificada de considerar un reparto uniforme de presiones bajo el cimiento

El caacutelculo estructural para dos o maacutes niveles de forjado se puede asimilar a una viga continua

Se suele considerar el muro indefinido en direccioacuten longitudinal

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

MUROS DE SOacuteTANO Acciones

Empujes

Sobrecarga E1 = Ko∙q∙H a frac12 H

Peso tierras E2 = frac12 Ko∙g∙H2 a 13 H

Cargas verticales

Axil de pilares N

Pesos Nm Nt Nc

Empujes de forjados o suelo T1 T2

Ecuaciones (Incoacutegnitas Rv T1 T2) Equilibrio de fuerzas

Rv = N

T1+ T2 = E1+ E2

Momentos sobre centro de la base

T1 ∙ H = Ei ∙ei+ Nj ∙ ej

Los ej son positivos si estaacuten a la

derecha de la vertical que pasa por Rv

Comprobaciones Hundimiento Rv B lt padm

Deslizamiento T2 lt (Rv ∙ tg+c ∙B) Fd

qN

T1

E1

E2

Nm

Nc

H

B

Nt

T2

Rv

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RELLENO DEL TRASDOacuteS

La seleccioacuten del relleno en trasdoacutes

Debe considerar la influencia del agua hinchamiento

Dentro de los muros que han experimentado este movimiento haytres veces maacutes con relleno arcilloso que con relleno arenoso

Los rellenos arcillosos provocan movimientos progresivos del muro

bull Originan empujes principalmente por las variaciones estacionales de volumen con el grado de humedad

bull En la estacioacuten seca retraen y aparecen grietas de traccioacuten por las que penetra el agua en la estacioacuten huacutemeda

bull El aumento de volumen va provocandoun movimiento progresivo hacia delante

Lo ideal son suelos GP GW SP SW (lt 5 limos o arcillas)

Bastariacutea con una cuntildea en el trasdoacutes (60ordm inclinacioacuten)

Los rellenos deben ser compactados pero no en exceso

RELLENO GRANULAR

60ordm

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DRENAJE DEL TRASDOacuteS

Los empujes pueden triplicarse si no hay un sistema de drenaje o eacuteste no funciona bien Un 33 de los accidentes ocurridos en muros riacutegidos han sido por ausencia o fallo del sistema de drenaje

El control de las presiones del agua en el trasdoacutes se consigue con sistemas adecuados de drenaje Drenes verticales (material granular hormigoacuten poroso)

en toda la altura del muro o parte de ella

Laacuteminas drenantes

Drenes inclinados

Tapices drenantes horizontales a uno o varios niveles

Drenes horizontales a traveacutes del relleno

Drenes longitudinales en la base o talud del relleno

Mechinales en contacto directo con el relleno

Consideraciones generales El mejor sistema consiste en una cuntildea de relleno

granular filtrante

Todos los sistemas deben tener faacutecil evacuacioacuten del agua evitando su acumulacioacuten en el trasdoacutes

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DRENAJE DEL TRASDOacuteS

ESQUEMAS DE DRENAJE

40-50 litros de grava gruesa

15 m

Cuneta para evacuacioacuten de vertidos

Material granular de

relleno

Material arcilloso de impermeabilizacioacuten

Cuneta

60ordm

Dren de grava de

20-30 cm o panel de hormigoacuten sin finos

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CONSTRUCCIOacuteN

Seguacuten del Documento Baacutesico HS Salubridad del Coacutedigo Teacutecnico de la Edificacioacuten el grado de impermeabilidad exigible a los muros en contacto depende de

La presencia de agua Seguacuten la posicioacuten relativa de la cara del suelo en contacto con el terreno y el nivel freaacutetico

bull Baja La cara inferior del suelo estaacute sobre el nivel freaacutetico

bull Media La cara inferior del suelo estaacute a la misma profundidad que el nivel freaacutetico o a menos de dos metros por debajo

bull Alta La cara inferior del suelo estaacute ge 2 m bajo el nivel freaacutetico

El coeficiente de permeabilidad del terreno

El grado de impermeabilidad seraacute entonces

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CONSTRUCCIOacuteN

Soluciones constructivas para muros (CTE DB S)

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CONSTRUCCIOacuteN

C) CONSTITUCIOacuteN DEL MURO

C1 Hormigoacuten hidroacutefugo

C2 Hormigoacuten de consistencia fluida

C3 Muro de faacutebrica Bloquesladrillos hidrofugados y mortero hidroacutefugo

I) IMPERMEABILIZACIOacuteN

I1 Laacutemina impermeabilizante o aplicacioacuten de productos liacutequidos (poliacutemeros acriacutelicos caucho acriacutelico resinas o polieacutester)

bull En los muros pantalla basta con los lodos bentoniacuteticos

bull Con laacutemina interior debe ser adherida

bull Si es exterior capa antipunzonamiento en caras no adheridas

bull Con laacutemina drenante no precisa antipunzonamiento exterior

bull Con aplicaciones liacutequidas colocar una capa protectora exterior (geotextil o mortero reforzado) salvo que haya capa drenante

I2 Pintura impermeabilizante

I3 Muros de faacutebrica Recubrir interiormente con revestimiento hidroacutefugo (mortero hidroacutefugo cartoacuten-yeso sin yeso higroscoacutepico)

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CONSTRUCCIOacuteN

D) DRENAJE Y EVACUACIOacuteN

D1 Capa drenante y capa filtrante entre el muro y el terreno

bull La capa drenante puede ser una laacutemina grava bloques de arcilla porosos etc

bull Si es una laacutemina debe cerrarse el remate superior de la laacutemina

D2 Pozo drenante de al menos 070 m de diaacutemetro cada 50 m como maacuteximo con capa filtrante y dos bombas de achique para evacuacioacuten

D3 Tubo drenante en el arranque del muro conectado a un sistema de evacuacioacuten

D4 Canaletas de recogida de agua en la caacutemara del muro conectadas a una red de evacuacioacuten

D5 Red de evacuacioacuten del agua de lluvia en la cubierta y del terreno conectada a sistema de evacuacioacuten

V) VENTILACIOacuteN DE LA CAacuteMARA

V1 Aberturas de ventilacioacuten en el arranque y la coronacioacuten de la hoja interior y ventilarse el local al que se abren dichas aberturas

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CONSTRUCCIOacuteN

La excavacioacuten del cimiento debe efectuarse con cuidado para no alterar las caracteriacutesticas geoteacutecnicas del suelo

Las excavaciones provisionales o definitivas deben hacerse de modo que se eviten movimientos en las tierras especialmente en el caso de muros por bataches

En el caso de suelos permeables que requieran agotamiento del agua para realizar las excavaciones eacuteste se mantendraacute durante toda la duracioacuten de los trabajos

El agotamiento debe realizarse de tal forma que no comprometa la estabilidad de los taludes o de las obras vecinas

Las juntas de hormigonado y los procesos de hormigonado vibrado y curado se efectuaraacuten con los criterios definidos en la Instruccioacuten EHE

Page 37: TEMA 03 - ESTRUCTURAS DE CONTENCIÓN RÍGIDAS

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MUROS DE CONTRAFUERTES

Las placas verticales entre contrafuertes o las horizontales en el taloacuten pueden calcularse como placas empotradas en tres lados

Los contrafuertes en trasdoacutes se dimensionan para las tracciones correspondientes a los empujes sobre la placa vertical

La puntera se calcula como un voladizo

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MUROS DE SOacuteTANO

Estaacuten arriostrados por los forjados y trabajan como placas apoyadas o empotradas

Se suelen calcular para el empuje en reposo

Hay que antildeadir como acciones la solicitacioacuten de los forjados intermedios y la compresioacuten de los soportes

Una parte importante de los empujes horizontales se equilibran contra los forjados y solera

La reaccioacuten de los forjados sobre el muro es una variable maacutes en los caacutelculos

Suele hacerse la hipoacutetesis simplificada de considerar un reparto uniforme de presiones bajo el cimiento

El caacutelculo estructural para dos o maacutes niveles de forjado se puede asimilar a una viga continua

Se suele considerar el muro indefinido en direccioacuten longitudinal

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

MUROS DE SOacuteTANO Acciones

Empujes

Sobrecarga E1 = Ko∙q∙H a frac12 H

Peso tierras E2 = frac12 Ko∙g∙H2 a 13 H

Cargas verticales

Axil de pilares N

Pesos Nm Nt Nc

Empujes de forjados o suelo T1 T2

Ecuaciones (Incoacutegnitas Rv T1 T2) Equilibrio de fuerzas

Rv = N

T1+ T2 = E1+ E2

Momentos sobre centro de la base

T1 ∙ H = Ei ∙ei+ Nj ∙ ej

Los ej son positivos si estaacuten a la

derecha de la vertical que pasa por Rv

Comprobaciones Hundimiento Rv B lt padm

Deslizamiento T2 lt (Rv ∙ tg+c ∙B) Fd

qN

T1

E1

E2

Nm

Nc

H

B

Nt

T2

Rv

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RELLENO DEL TRASDOacuteS

La seleccioacuten del relleno en trasdoacutes

Debe considerar la influencia del agua hinchamiento

Dentro de los muros que han experimentado este movimiento haytres veces maacutes con relleno arcilloso que con relleno arenoso

Los rellenos arcillosos provocan movimientos progresivos del muro

bull Originan empujes principalmente por las variaciones estacionales de volumen con el grado de humedad

bull En la estacioacuten seca retraen y aparecen grietas de traccioacuten por las que penetra el agua en la estacioacuten huacutemeda

bull El aumento de volumen va provocandoun movimiento progresivo hacia delante

Lo ideal son suelos GP GW SP SW (lt 5 limos o arcillas)

Bastariacutea con una cuntildea en el trasdoacutes (60ordm inclinacioacuten)

Los rellenos deben ser compactados pero no en exceso

RELLENO GRANULAR

60ordm

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DRENAJE DEL TRASDOacuteS

Los empujes pueden triplicarse si no hay un sistema de drenaje o eacuteste no funciona bien Un 33 de los accidentes ocurridos en muros riacutegidos han sido por ausencia o fallo del sistema de drenaje

El control de las presiones del agua en el trasdoacutes se consigue con sistemas adecuados de drenaje Drenes verticales (material granular hormigoacuten poroso)

en toda la altura del muro o parte de ella

Laacuteminas drenantes

Drenes inclinados

Tapices drenantes horizontales a uno o varios niveles

Drenes horizontales a traveacutes del relleno

Drenes longitudinales en la base o talud del relleno

Mechinales en contacto directo con el relleno

Consideraciones generales El mejor sistema consiste en una cuntildea de relleno

granular filtrante

Todos los sistemas deben tener faacutecil evacuacioacuten del agua evitando su acumulacioacuten en el trasdoacutes

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DRENAJE DEL TRASDOacuteS

ESQUEMAS DE DRENAJE

40-50 litros de grava gruesa

15 m

Cuneta para evacuacioacuten de vertidos

Material granular de

relleno

Material arcilloso de impermeabilizacioacuten

Cuneta

60ordm

Dren de grava de

20-30 cm o panel de hormigoacuten sin finos

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CONSTRUCCIOacuteN

Seguacuten del Documento Baacutesico HS Salubridad del Coacutedigo Teacutecnico de la Edificacioacuten el grado de impermeabilidad exigible a los muros en contacto depende de

La presencia de agua Seguacuten la posicioacuten relativa de la cara del suelo en contacto con el terreno y el nivel freaacutetico

bull Baja La cara inferior del suelo estaacute sobre el nivel freaacutetico

bull Media La cara inferior del suelo estaacute a la misma profundidad que el nivel freaacutetico o a menos de dos metros por debajo

bull Alta La cara inferior del suelo estaacute ge 2 m bajo el nivel freaacutetico

El coeficiente de permeabilidad del terreno

El grado de impermeabilidad seraacute entonces

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CONSTRUCCIOacuteN

Soluciones constructivas para muros (CTE DB S)

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CONSTRUCCIOacuteN

C) CONSTITUCIOacuteN DEL MURO

C1 Hormigoacuten hidroacutefugo

C2 Hormigoacuten de consistencia fluida

C3 Muro de faacutebrica Bloquesladrillos hidrofugados y mortero hidroacutefugo

I) IMPERMEABILIZACIOacuteN

I1 Laacutemina impermeabilizante o aplicacioacuten de productos liacutequidos (poliacutemeros acriacutelicos caucho acriacutelico resinas o polieacutester)

bull En los muros pantalla basta con los lodos bentoniacuteticos

bull Con laacutemina interior debe ser adherida

bull Si es exterior capa antipunzonamiento en caras no adheridas

bull Con laacutemina drenante no precisa antipunzonamiento exterior

bull Con aplicaciones liacutequidas colocar una capa protectora exterior (geotextil o mortero reforzado) salvo que haya capa drenante

I2 Pintura impermeabilizante

I3 Muros de faacutebrica Recubrir interiormente con revestimiento hidroacutefugo (mortero hidroacutefugo cartoacuten-yeso sin yeso higroscoacutepico)

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CONSTRUCCIOacuteN

D) DRENAJE Y EVACUACIOacuteN

D1 Capa drenante y capa filtrante entre el muro y el terreno

bull La capa drenante puede ser una laacutemina grava bloques de arcilla porosos etc

bull Si es una laacutemina debe cerrarse el remate superior de la laacutemina

D2 Pozo drenante de al menos 070 m de diaacutemetro cada 50 m como maacuteximo con capa filtrante y dos bombas de achique para evacuacioacuten

D3 Tubo drenante en el arranque del muro conectado a un sistema de evacuacioacuten

D4 Canaletas de recogida de agua en la caacutemara del muro conectadas a una red de evacuacioacuten

D5 Red de evacuacioacuten del agua de lluvia en la cubierta y del terreno conectada a sistema de evacuacioacuten

V) VENTILACIOacuteN DE LA CAacuteMARA

V1 Aberturas de ventilacioacuten en el arranque y la coronacioacuten de la hoja interior y ventilarse el local al que se abren dichas aberturas

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

CONSTRUCCIOacuteN

La excavacioacuten del cimiento debe efectuarse con cuidado para no alterar las caracteriacutesticas geoteacutecnicas del suelo

Las excavaciones provisionales o definitivas deben hacerse de modo que se eviten movimientos en las tierras especialmente en el caso de muros por bataches

En el caso de suelos permeables que requieran agotamiento del agua para realizar las excavaciones eacuteste se mantendraacute durante toda la duracioacuten de los trabajos

El agotamiento debe realizarse de tal forma que no comprometa la estabilidad de los taludes o de las obras vecinas

Las juntas de hormigonado y los procesos de hormigonado vibrado y curado se efectuaraacuten con los criterios definidos en la Instruccioacuten EHE

Page 38: TEMA 03 - ESTRUCTURAS DE CONTENCIÓN RÍGIDAS

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

MUROS DE SOacuteTANO

Estaacuten arriostrados por los forjados y trabajan como placas apoyadas o empotradas

Se suelen calcular para el empuje en reposo

Hay que antildeadir como acciones la solicitacioacuten de los forjados intermedios y la compresioacuten de los soportes

Una parte importante de los empujes horizontales se equilibran contra los forjados y solera

La reaccioacuten de los forjados sobre el muro es una variable maacutes en los caacutelculos

Suele hacerse la hipoacutetesis simplificada de considerar un reparto uniforme de presiones bajo el cimiento

El caacutelculo estructural para dos o maacutes niveles de forjado se puede asimilar a una viga continua

Se suele considerar el muro indefinido en direccioacuten longitudinal

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MUROS DE SOacuteTANO Acciones

Empujes

Sobrecarga E1 = Ko∙q∙H a frac12 H

Peso tierras E2 = frac12 Ko∙g∙H2 a 13 H

Cargas verticales

Axil de pilares N

Pesos Nm Nt Nc

Empujes de forjados o suelo T1 T2

Ecuaciones (Incoacutegnitas Rv T1 T2) Equilibrio de fuerzas

Rv = N

T1+ T2 = E1+ E2

Momentos sobre centro de la base

T1 ∙ H = Ei ∙ei+ Nj ∙ ej

Los ej son positivos si estaacuten a la

derecha de la vertical que pasa por Rv

Comprobaciones Hundimiento Rv B lt padm

Deslizamiento T2 lt (Rv ∙ tg+c ∙B) Fd

qN

T1

E1

E2

Nm

Nc

H

B

Nt

T2

Rv

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

RELLENO DEL TRASDOacuteS

La seleccioacuten del relleno en trasdoacutes

Debe considerar la influencia del agua hinchamiento

Dentro de los muros que han experimentado este movimiento haytres veces maacutes con relleno arcilloso que con relleno arenoso

Los rellenos arcillosos provocan movimientos progresivos del muro

bull Originan empujes principalmente por las variaciones estacionales de volumen con el grado de humedad

bull En la estacioacuten seca retraen y aparecen grietas de traccioacuten por las que penetra el agua en la estacioacuten huacutemeda

bull El aumento de volumen va provocandoun movimiento progresivo hacia delante

Lo ideal son suelos GP GW SP SW (lt 5 limos o arcillas)

Bastariacutea con una cuntildea en el trasdoacutes (60ordm inclinacioacuten)

Los rellenos deben ser compactados pero no en exceso

RELLENO GRANULAR

60ordm

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

DRENAJE DEL TRASDOacuteS

Los empujes pueden triplicarse si no hay un sistema de drenaje o eacuteste no funciona bien Un 33 de los accidentes ocurridos en muros riacutegidos han sido por ausencia o fallo del sistema de drenaje

El control de las presiones del agua en el trasdoacutes se consigue con sistemas adecuados de drenaje Drenes verticales (material granular hormigoacuten poroso)

en toda la altura del muro o parte de ella

Laacuteminas drenantes

Drenes inclinados

Tapices drenantes horizontales a uno o varios niveles

Drenes horizontales a traveacutes del relleno

Drenes longitudinales en la base o talud del relleno

Mechinales en contacto directo con el relleno

Consideraciones generales El mejor sistema consiste en una cuntildea de relleno

granular filtrante

Todos los sistemas deben tener faacutecil evacuacioacuten del agua evitando su acumulacioacuten en el trasdoacutes

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

DRENAJE DEL TRASDOacuteS

ESQUEMAS DE DRENAJE

40-50 litros de grava gruesa

15 m

Cuneta para evacuacioacuten de vertidos

Material granular de

relleno

Material arcilloso de impermeabilizacioacuten

Cuneta

60ordm

Dren de grava de

20-30 cm o panel de hormigoacuten sin finos

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

CONSTRUCCIOacuteN

Seguacuten del Documento Baacutesico HS Salubridad del Coacutedigo Teacutecnico de la Edificacioacuten el grado de impermeabilidad exigible a los muros en contacto depende de

La presencia de agua Seguacuten la posicioacuten relativa de la cara del suelo en contacto con el terreno y el nivel freaacutetico

bull Baja La cara inferior del suelo estaacute sobre el nivel freaacutetico

bull Media La cara inferior del suelo estaacute a la misma profundidad que el nivel freaacutetico o a menos de dos metros por debajo

bull Alta La cara inferior del suelo estaacute ge 2 m bajo el nivel freaacutetico

El coeficiente de permeabilidad del terreno

El grado de impermeabilidad seraacute entonces

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CONSTRUCCIOacuteN

Soluciones constructivas para muros (CTE DB S)

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

CONSTRUCCIOacuteN

C) CONSTITUCIOacuteN DEL MURO

C1 Hormigoacuten hidroacutefugo

C2 Hormigoacuten de consistencia fluida

C3 Muro de faacutebrica Bloquesladrillos hidrofugados y mortero hidroacutefugo

I) IMPERMEABILIZACIOacuteN

I1 Laacutemina impermeabilizante o aplicacioacuten de productos liacutequidos (poliacutemeros acriacutelicos caucho acriacutelico resinas o polieacutester)

bull En los muros pantalla basta con los lodos bentoniacuteticos

bull Con laacutemina interior debe ser adherida

bull Si es exterior capa antipunzonamiento en caras no adheridas

bull Con laacutemina drenante no precisa antipunzonamiento exterior

bull Con aplicaciones liacutequidas colocar una capa protectora exterior (geotextil o mortero reforzado) salvo que haya capa drenante

I2 Pintura impermeabilizante

I3 Muros de faacutebrica Recubrir interiormente con revestimiento hidroacutefugo (mortero hidroacutefugo cartoacuten-yeso sin yeso higroscoacutepico)

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CONSTRUCCIOacuteN

D) DRENAJE Y EVACUACIOacuteN

D1 Capa drenante y capa filtrante entre el muro y el terreno

bull La capa drenante puede ser una laacutemina grava bloques de arcilla porosos etc

bull Si es una laacutemina debe cerrarse el remate superior de la laacutemina

D2 Pozo drenante de al menos 070 m de diaacutemetro cada 50 m como maacuteximo con capa filtrante y dos bombas de achique para evacuacioacuten

D3 Tubo drenante en el arranque del muro conectado a un sistema de evacuacioacuten

D4 Canaletas de recogida de agua en la caacutemara del muro conectadas a una red de evacuacioacuten

D5 Red de evacuacioacuten del agua de lluvia en la cubierta y del terreno conectada a sistema de evacuacioacuten

V) VENTILACIOacuteN DE LA CAacuteMARA

V1 Aberturas de ventilacioacuten en el arranque y la coronacioacuten de la hoja interior y ventilarse el local al que se abren dichas aberturas

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CONSTRUCCIOacuteN

La excavacioacuten del cimiento debe efectuarse con cuidado para no alterar las caracteriacutesticas geoteacutecnicas del suelo

Las excavaciones provisionales o definitivas deben hacerse de modo que se eviten movimientos en las tierras especialmente en el caso de muros por bataches

En el caso de suelos permeables que requieran agotamiento del agua para realizar las excavaciones eacuteste se mantendraacute durante toda la duracioacuten de los trabajos

El agotamiento debe realizarse de tal forma que no comprometa la estabilidad de los taludes o de las obras vecinas

Las juntas de hormigonado y los procesos de hormigonado vibrado y curado se efectuaraacuten con los criterios definidos en la Instruccioacuten EHE

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MUROS DE SOacuteTANO Acciones

Empujes

Sobrecarga E1 = Ko∙q∙H a frac12 H

Peso tierras E2 = frac12 Ko∙g∙H2 a 13 H

Cargas verticales

Axil de pilares N

Pesos Nm Nt Nc

Empujes de forjados o suelo T1 T2

Ecuaciones (Incoacutegnitas Rv T1 T2) Equilibrio de fuerzas

Rv = N

T1+ T2 = E1+ E2

Momentos sobre centro de la base

T1 ∙ H = Ei ∙ei+ Nj ∙ ej

Los ej son positivos si estaacuten a la

derecha de la vertical que pasa por Rv

Comprobaciones Hundimiento Rv B lt padm

Deslizamiento T2 lt (Rv ∙ tg+c ∙B) Fd

qN

T1

E1

E2

Nm

Nc

H

B

Nt

T2

Rv

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RELLENO DEL TRASDOacuteS

La seleccioacuten del relleno en trasdoacutes

Debe considerar la influencia del agua hinchamiento

Dentro de los muros que han experimentado este movimiento haytres veces maacutes con relleno arcilloso que con relleno arenoso

Los rellenos arcillosos provocan movimientos progresivos del muro

bull Originan empujes principalmente por las variaciones estacionales de volumen con el grado de humedad

bull En la estacioacuten seca retraen y aparecen grietas de traccioacuten por las que penetra el agua en la estacioacuten huacutemeda

bull El aumento de volumen va provocandoun movimiento progresivo hacia delante

Lo ideal son suelos GP GW SP SW (lt 5 limos o arcillas)

Bastariacutea con una cuntildea en el trasdoacutes (60ordm inclinacioacuten)

Los rellenos deben ser compactados pero no en exceso

RELLENO GRANULAR

60ordm

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DRENAJE DEL TRASDOacuteS

Los empujes pueden triplicarse si no hay un sistema de drenaje o eacuteste no funciona bien Un 33 de los accidentes ocurridos en muros riacutegidos han sido por ausencia o fallo del sistema de drenaje

El control de las presiones del agua en el trasdoacutes se consigue con sistemas adecuados de drenaje Drenes verticales (material granular hormigoacuten poroso)

en toda la altura del muro o parte de ella

Laacuteminas drenantes

Drenes inclinados

Tapices drenantes horizontales a uno o varios niveles

Drenes horizontales a traveacutes del relleno

Drenes longitudinales en la base o talud del relleno

Mechinales en contacto directo con el relleno

Consideraciones generales El mejor sistema consiste en una cuntildea de relleno

granular filtrante

Todos los sistemas deben tener faacutecil evacuacioacuten del agua evitando su acumulacioacuten en el trasdoacutes

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DRENAJE DEL TRASDOacuteS

ESQUEMAS DE DRENAJE

40-50 litros de grava gruesa

15 m

Cuneta para evacuacioacuten de vertidos

Material granular de

relleno

Material arcilloso de impermeabilizacioacuten

Cuneta

60ordm

Dren de grava de

20-30 cm o panel de hormigoacuten sin finos

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CONSTRUCCIOacuteN

Seguacuten del Documento Baacutesico HS Salubridad del Coacutedigo Teacutecnico de la Edificacioacuten el grado de impermeabilidad exigible a los muros en contacto depende de

La presencia de agua Seguacuten la posicioacuten relativa de la cara del suelo en contacto con el terreno y el nivel freaacutetico

bull Baja La cara inferior del suelo estaacute sobre el nivel freaacutetico

bull Media La cara inferior del suelo estaacute a la misma profundidad que el nivel freaacutetico o a menos de dos metros por debajo

bull Alta La cara inferior del suelo estaacute ge 2 m bajo el nivel freaacutetico

El coeficiente de permeabilidad del terreno

El grado de impermeabilidad seraacute entonces

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CONSTRUCCIOacuteN

Soluciones constructivas para muros (CTE DB S)

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CONSTRUCCIOacuteN

C) CONSTITUCIOacuteN DEL MURO

C1 Hormigoacuten hidroacutefugo

C2 Hormigoacuten de consistencia fluida

C3 Muro de faacutebrica Bloquesladrillos hidrofugados y mortero hidroacutefugo

I) IMPERMEABILIZACIOacuteN

I1 Laacutemina impermeabilizante o aplicacioacuten de productos liacutequidos (poliacutemeros acriacutelicos caucho acriacutelico resinas o polieacutester)

bull En los muros pantalla basta con los lodos bentoniacuteticos

bull Con laacutemina interior debe ser adherida

bull Si es exterior capa antipunzonamiento en caras no adheridas

bull Con laacutemina drenante no precisa antipunzonamiento exterior

bull Con aplicaciones liacutequidas colocar una capa protectora exterior (geotextil o mortero reforzado) salvo que haya capa drenante

I2 Pintura impermeabilizante

I3 Muros de faacutebrica Recubrir interiormente con revestimiento hidroacutefugo (mortero hidroacutefugo cartoacuten-yeso sin yeso higroscoacutepico)

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

CONSTRUCCIOacuteN

D) DRENAJE Y EVACUACIOacuteN

D1 Capa drenante y capa filtrante entre el muro y el terreno

bull La capa drenante puede ser una laacutemina grava bloques de arcilla porosos etc

bull Si es una laacutemina debe cerrarse el remate superior de la laacutemina

D2 Pozo drenante de al menos 070 m de diaacutemetro cada 50 m como maacuteximo con capa filtrante y dos bombas de achique para evacuacioacuten

D3 Tubo drenante en el arranque del muro conectado a un sistema de evacuacioacuten

D4 Canaletas de recogida de agua en la caacutemara del muro conectadas a una red de evacuacioacuten

D5 Red de evacuacioacuten del agua de lluvia en la cubierta y del terreno conectada a sistema de evacuacioacuten

V) VENTILACIOacuteN DE LA CAacuteMARA

V1 Aberturas de ventilacioacuten en el arranque y la coronacioacuten de la hoja interior y ventilarse el local al que se abren dichas aberturas

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

CONSTRUCCIOacuteN

La excavacioacuten del cimiento debe efectuarse con cuidado para no alterar las caracteriacutesticas geoteacutecnicas del suelo

Las excavaciones provisionales o definitivas deben hacerse de modo que se eviten movimientos en las tierras especialmente en el caso de muros por bataches

En el caso de suelos permeables que requieran agotamiento del agua para realizar las excavaciones eacuteste se mantendraacute durante toda la duracioacuten de los trabajos

El agotamiento debe realizarse de tal forma que no comprometa la estabilidad de los taludes o de las obras vecinas

Las juntas de hormigonado y los procesos de hormigonado vibrado y curado se efectuaraacuten con los criterios definidos en la Instruccioacuten EHE

Page 40: TEMA 03 - ESTRUCTURAS DE CONTENCIÓN RÍGIDAS

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RELLENO DEL TRASDOacuteS

La seleccioacuten del relleno en trasdoacutes

Debe considerar la influencia del agua hinchamiento

Dentro de los muros que han experimentado este movimiento haytres veces maacutes con relleno arcilloso que con relleno arenoso

Los rellenos arcillosos provocan movimientos progresivos del muro

bull Originan empujes principalmente por las variaciones estacionales de volumen con el grado de humedad

bull En la estacioacuten seca retraen y aparecen grietas de traccioacuten por las que penetra el agua en la estacioacuten huacutemeda

bull El aumento de volumen va provocandoun movimiento progresivo hacia delante

Lo ideal son suelos GP GW SP SW (lt 5 limos o arcillas)

Bastariacutea con una cuntildea en el trasdoacutes (60ordm inclinacioacuten)

Los rellenos deben ser compactados pero no en exceso

RELLENO GRANULAR

60ordm

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

DRENAJE DEL TRASDOacuteS

Los empujes pueden triplicarse si no hay un sistema de drenaje o eacuteste no funciona bien Un 33 de los accidentes ocurridos en muros riacutegidos han sido por ausencia o fallo del sistema de drenaje

El control de las presiones del agua en el trasdoacutes se consigue con sistemas adecuados de drenaje Drenes verticales (material granular hormigoacuten poroso)

en toda la altura del muro o parte de ella

Laacuteminas drenantes

Drenes inclinados

Tapices drenantes horizontales a uno o varios niveles

Drenes horizontales a traveacutes del relleno

Drenes longitudinales en la base o talud del relleno

Mechinales en contacto directo con el relleno

Consideraciones generales El mejor sistema consiste en una cuntildea de relleno

granular filtrante

Todos los sistemas deben tener faacutecil evacuacioacuten del agua evitando su acumulacioacuten en el trasdoacutes

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

DRENAJE DEL TRASDOacuteS

ESQUEMAS DE DRENAJE

40-50 litros de grava gruesa

15 m

Cuneta para evacuacioacuten de vertidos

Material granular de

relleno

Material arcilloso de impermeabilizacioacuten

Cuneta

60ordm

Dren de grava de

20-30 cm o panel de hormigoacuten sin finos

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CONSTRUCCIOacuteN

Seguacuten del Documento Baacutesico HS Salubridad del Coacutedigo Teacutecnico de la Edificacioacuten el grado de impermeabilidad exigible a los muros en contacto depende de

La presencia de agua Seguacuten la posicioacuten relativa de la cara del suelo en contacto con el terreno y el nivel freaacutetico

bull Baja La cara inferior del suelo estaacute sobre el nivel freaacutetico

bull Media La cara inferior del suelo estaacute a la misma profundidad que el nivel freaacutetico o a menos de dos metros por debajo

bull Alta La cara inferior del suelo estaacute ge 2 m bajo el nivel freaacutetico

El coeficiente de permeabilidad del terreno

El grado de impermeabilidad seraacute entonces

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CONSTRUCCIOacuteN

Soluciones constructivas para muros (CTE DB S)

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CONSTRUCCIOacuteN

C) CONSTITUCIOacuteN DEL MURO

C1 Hormigoacuten hidroacutefugo

C2 Hormigoacuten de consistencia fluida

C3 Muro de faacutebrica Bloquesladrillos hidrofugados y mortero hidroacutefugo

I) IMPERMEABILIZACIOacuteN

I1 Laacutemina impermeabilizante o aplicacioacuten de productos liacutequidos (poliacutemeros acriacutelicos caucho acriacutelico resinas o polieacutester)

bull En los muros pantalla basta con los lodos bentoniacuteticos

bull Con laacutemina interior debe ser adherida

bull Si es exterior capa antipunzonamiento en caras no adheridas

bull Con laacutemina drenante no precisa antipunzonamiento exterior

bull Con aplicaciones liacutequidas colocar una capa protectora exterior (geotextil o mortero reforzado) salvo que haya capa drenante

I2 Pintura impermeabilizante

I3 Muros de faacutebrica Recubrir interiormente con revestimiento hidroacutefugo (mortero hidroacutefugo cartoacuten-yeso sin yeso higroscoacutepico)

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

CONSTRUCCIOacuteN

D) DRENAJE Y EVACUACIOacuteN

D1 Capa drenante y capa filtrante entre el muro y el terreno

bull La capa drenante puede ser una laacutemina grava bloques de arcilla porosos etc

bull Si es una laacutemina debe cerrarse el remate superior de la laacutemina

D2 Pozo drenante de al menos 070 m de diaacutemetro cada 50 m como maacuteximo con capa filtrante y dos bombas de achique para evacuacioacuten

D3 Tubo drenante en el arranque del muro conectado a un sistema de evacuacioacuten

D4 Canaletas de recogida de agua en la caacutemara del muro conectadas a una red de evacuacioacuten

D5 Red de evacuacioacuten del agua de lluvia en la cubierta y del terreno conectada a sistema de evacuacioacuten

V) VENTILACIOacuteN DE LA CAacuteMARA

V1 Aberturas de ventilacioacuten en el arranque y la coronacioacuten de la hoja interior y ventilarse el local al que se abren dichas aberturas

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

CONSTRUCCIOacuteN

La excavacioacuten del cimiento debe efectuarse con cuidado para no alterar las caracteriacutesticas geoteacutecnicas del suelo

Las excavaciones provisionales o definitivas deben hacerse de modo que se eviten movimientos en las tierras especialmente en el caso de muros por bataches

En el caso de suelos permeables que requieran agotamiento del agua para realizar las excavaciones eacuteste se mantendraacute durante toda la duracioacuten de los trabajos

El agotamiento debe realizarse de tal forma que no comprometa la estabilidad de los taludes o de las obras vecinas

Las juntas de hormigonado y los procesos de hormigonado vibrado y curado se efectuaraacuten con los criterios definidos en la Instruccioacuten EHE

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DRENAJE DEL TRASDOacuteS

Los empujes pueden triplicarse si no hay un sistema de drenaje o eacuteste no funciona bien Un 33 de los accidentes ocurridos en muros riacutegidos han sido por ausencia o fallo del sistema de drenaje

El control de las presiones del agua en el trasdoacutes se consigue con sistemas adecuados de drenaje Drenes verticales (material granular hormigoacuten poroso)

en toda la altura del muro o parte de ella

Laacuteminas drenantes

Drenes inclinados

Tapices drenantes horizontales a uno o varios niveles

Drenes horizontales a traveacutes del relleno

Drenes longitudinales en la base o talud del relleno

Mechinales en contacto directo con el relleno

Consideraciones generales El mejor sistema consiste en una cuntildea de relleno

granular filtrante

Todos los sistemas deben tener faacutecil evacuacioacuten del agua evitando su acumulacioacuten en el trasdoacutes

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DRENAJE DEL TRASDOacuteS

ESQUEMAS DE DRENAJE

40-50 litros de grava gruesa

15 m

Cuneta para evacuacioacuten de vertidos

Material granular de

relleno

Material arcilloso de impermeabilizacioacuten

Cuneta

60ordm

Dren de grava de

20-30 cm o panel de hormigoacuten sin finos

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CONSTRUCCIOacuteN

Seguacuten del Documento Baacutesico HS Salubridad del Coacutedigo Teacutecnico de la Edificacioacuten el grado de impermeabilidad exigible a los muros en contacto depende de

La presencia de agua Seguacuten la posicioacuten relativa de la cara del suelo en contacto con el terreno y el nivel freaacutetico

bull Baja La cara inferior del suelo estaacute sobre el nivel freaacutetico

bull Media La cara inferior del suelo estaacute a la misma profundidad que el nivel freaacutetico o a menos de dos metros por debajo

bull Alta La cara inferior del suelo estaacute ge 2 m bajo el nivel freaacutetico

El coeficiente de permeabilidad del terreno

El grado de impermeabilidad seraacute entonces

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CONSTRUCCIOacuteN

Soluciones constructivas para muros (CTE DB S)

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CONSTRUCCIOacuteN

C) CONSTITUCIOacuteN DEL MURO

C1 Hormigoacuten hidroacutefugo

C2 Hormigoacuten de consistencia fluida

C3 Muro de faacutebrica Bloquesladrillos hidrofugados y mortero hidroacutefugo

I) IMPERMEABILIZACIOacuteN

I1 Laacutemina impermeabilizante o aplicacioacuten de productos liacutequidos (poliacutemeros acriacutelicos caucho acriacutelico resinas o polieacutester)

bull En los muros pantalla basta con los lodos bentoniacuteticos

bull Con laacutemina interior debe ser adherida

bull Si es exterior capa antipunzonamiento en caras no adheridas

bull Con laacutemina drenante no precisa antipunzonamiento exterior

bull Con aplicaciones liacutequidas colocar una capa protectora exterior (geotextil o mortero reforzado) salvo que haya capa drenante

I2 Pintura impermeabilizante

I3 Muros de faacutebrica Recubrir interiormente con revestimiento hidroacutefugo (mortero hidroacutefugo cartoacuten-yeso sin yeso higroscoacutepico)

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CONSTRUCCIOacuteN

D) DRENAJE Y EVACUACIOacuteN

D1 Capa drenante y capa filtrante entre el muro y el terreno

bull La capa drenante puede ser una laacutemina grava bloques de arcilla porosos etc

bull Si es una laacutemina debe cerrarse el remate superior de la laacutemina

D2 Pozo drenante de al menos 070 m de diaacutemetro cada 50 m como maacuteximo con capa filtrante y dos bombas de achique para evacuacioacuten

D3 Tubo drenante en el arranque del muro conectado a un sistema de evacuacioacuten

D4 Canaletas de recogida de agua en la caacutemara del muro conectadas a una red de evacuacioacuten

D5 Red de evacuacioacuten del agua de lluvia en la cubierta y del terreno conectada a sistema de evacuacioacuten

V) VENTILACIOacuteN DE LA CAacuteMARA

V1 Aberturas de ventilacioacuten en el arranque y la coronacioacuten de la hoja interior y ventilarse el local al que se abren dichas aberturas

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

CONSTRUCCIOacuteN

La excavacioacuten del cimiento debe efectuarse con cuidado para no alterar las caracteriacutesticas geoteacutecnicas del suelo

Las excavaciones provisionales o definitivas deben hacerse de modo que se eviten movimientos en las tierras especialmente en el caso de muros por bataches

En el caso de suelos permeables que requieran agotamiento del agua para realizar las excavaciones eacuteste se mantendraacute durante toda la duracioacuten de los trabajos

El agotamiento debe realizarse de tal forma que no comprometa la estabilidad de los taludes o de las obras vecinas

Las juntas de hormigonado y los procesos de hormigonado vibrado y curado se efectuaraacuten con los criterios definidos en la Instruccioacuten EHE

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DRENAJE DEL TRASDOacuteS

ESQUEMAS DE DRENAJE

40-50 litros de grava gruesa

15 m

Cuneta para evacuacioacuten de vertidos

Material granular de

relleno

Material arcilloso de impermeabilizacioacuten

Cuneta

60ordm

Dren de grava de

20-30 cm o panel de hormigoacuten sin finos

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

CONSTRUCCIOacuteN

Seguacuten del Documento Baacutesico HS Salubridad del Coacutedigo Teacutecnico de la Edificacioacuten el grado de impermeabilidad exigible a los muros en contacto depende de

La presencia de agua Seguacuten la posicioacuten relativa de la cara del suelo en contacto con el terreno y el nivel freaacutetico

bull Baja La cara inferior del suelo estaacute sobre el nivel freaacutetico

bull Media La cara inferior del suelo estaacute a la misma profundidad que el nivel freaacutetico o a menos de dos metros por debajo

bull Alta La cara inferior del suelo estaacute ge 2 m bajo el nivel freaacutetico

El coeficiente de permeabilidad del terreno

El grado de impermeabilidad seraacute entonces

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CONSTRUCCIOacuteN

Soluciones constructivas para muros (CTE DB S)

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CONSTRUCCIOacuteN

C) CONSTITUCIOacuteN DEL MURO

C1 Hormigoacuten hidroacutefugo

C2 Hormigoacuten de consistencia fluida

C3 Muro de faacutebrica Bloquesladrillos hidrofugados y mortero hidroacutefugo

I) IMPERMEABILIZACIOacuteN

I1 Laacutemina impermeabilizante o aplicacioacuten de productos liacutequidos (poliacutemeros acriacutelicos caucho acriacutelico resinas o polieacutester)

bull En los muros pantalla basta con los lodos bentoniacuteticos

bull Con laacutemina interior debe ser adherida

bull Si es exterior capa antipunzonamiento en caras no adheridas

bull Con laacutemina drenante no precisa antipunzonamiento exterior

bull Con aplicaciones liacutequidas colocar una capa protectora exterior (geotextil o mortero reforzado) salvo que haya capa drenante

I2 Pintura impermeabilizante

I3 Muros de faacutebrica Recubrir interiormente con revestimiento hidroacutefugo (mortero hidroacutefugo cartoacuten-yeso sin yeso higroscoacutepico)

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

CONSTRUCCIOacuteN

D) DRENAJE Y EVACUACIOacuteN

D1 Capa drenante y capa filtrante entre el muro y el terreno

bull La capa drenante puede ser una laacutemina grava bloques de arcilla porosos etc

bull Si es una laacutemina debe cerrarse el remate superior de la laacutemina

D2 Pozo drenante de al menos 070 m de diaacutemetro cada 50 m como maacuteximo con capa filtrante y dos bombas de achique para evacuacioacuten

D3 Tubo drenante en el arranque del muro conectado a un sistema de evacuacioacuten

D4 Canaletas de recogida de agua en la caacutemara del muro conectadas a una red de evacuacioacuten

D5 Red de evacuacioacuten del agua de lluvia en la cubierta y del terreno conectada a sistema de evacuacioacuten

V) VENTILACIOacuteN DE LA CAacuteMARA

V1 Aberturas de ventilacioacuten en el arranque y la coronacioacuten de la hoja interior y ventilarse el local al que se abren dichas aberturas

TEMA 3 MECAacuteNICA DEL SUELO Y CIMENTACIONES - ETSA SEVILLA ndash 20112012

CONSTRUCCIOacuteN

La excavacioacuten del cimiento debe efectuarse con cuidado para no alterar las caracteriacutesticas geoteacutecnicas del suelo

Las excavaciones provisionales o definitivas deben hacerse de modo que se eviten movimientos en las tierras especialmente en el caso de muros por bataches

En el caso de suelos permeables que requieran agotamiento del agua para realizar las excavaciones eacuteste se mantendraacute durante toda la duracioacuten de los trabajos

El agotamiento debe realizarse de tal forma que no comprometa la estabilidad de los taludes o de las obras vecinas

Las juntas de hormigonado y los procesos de hormigonado vibrado y curado se efectuaraacuten con los criterios definidos en la Instruccioacuten EHE

Page 43: TEMA 03 - ESTRUCTURAS DE CONTENCIÓN RÍGIDAS

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CONSTRUCCIOacuteN

Seguacuten del Documento Baacutesico HS Salubridad del Coacutedigo Teacutecnico de la Edificacioacuten el grado de impermeabilidad exigible a los muros en contacto depende de

La presencia de agua Seguacuten la posicioacuten relativa de la cara del suelo en contacto con el terreno y el nivel freaacutetico

bull Baja La cara inferior del suelo estaacute sobre el nivel freaacutetico

bull Media La cara inferior del suelo estaacute a la misma profundidad que el nivel freaacutetico o a menos de dos metros por debajo

bull Alta La cara inferior del suelo estaacute ge 2 m bajo el nivel freaacutetico

El coeficiente de permeabilidad del terreno

El grado de impermeabilidad seraacute entonces

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CONSTRUCCIOacuteN

Soluciones constructivas para muros (CTE DB S)

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CONSTRUCCIOacuteN

C) CONSTITUCIOacuteN DEL MURO

C1 Hormigoacuten hidroacutefugo

C2 Hormigoacuten de consistencia fluida

C3 Muro de faacutebrica Bloquesladrillos hidrofugados y mortero hidroacutefugo

I) IMPERMEABILIZACIOacuteN

I1 Laacutemina impermeabilizante o aplicacioacuten de productos liacutequidos (poliacutemeros acriacutelicos caucho acriacutelico resinas o polieacutester)

bull En los muros pantalla basta con los lodos bentoniacuteticos

bull Con laacutemina interior debe ser adherida

bull Si es exterior capa antipunzonamiento en caras no adheridas

bull Con laacutemina drenante no precisa antipunzonamiento exterior

bull Con aplicaciones liacutequidas colocar una capa protectora exterior (geotextil o mortero reforzado) salvo que haya capa drenante

I2 Pintura impermeabilizante

I3 Muros de faacutebrica Recubrir interiormente con revestimiento hidroacutefugo (mortero hidroacutefugo cartoacuten-yeso sin yeso higroscoacutepico)

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CONSTRUCCIOacuteN

D) DRENAJE Y EVACUACIOacuteN

D1 Capa drenante y capa filtrante entre el muro y el terreno

bull La capa drenante puede ser una laacutemina grava bloques de arcilla porosos etc

bull Si es una laacutemina debe cerrarse el remate superior de la laacutemina

D2 Pozo drenante de al menos 070 m de diaacutemetro cada 50 m como maacuteximo con capa filtrante y dos bombas de achique para evacuacioacuten

D3 Tubo drenante en el arranque del muro conectado a un sistema de evacuacioacuten

D4 Canaletas de recogida de agua en la caacutemara del muro conectadas a una red de evacuacioacuten

D5 Red de evacuacioacuten del agua de lluvia en la cubierta y del terreno conectada a sistema de evacuacioacuten

V) VENTILACIOacuteN DE LA CAacuteMARA

V1 Aberturas de ventilacioacuten en el arranque y la coronacioacuten de la hoja interior y ventilarse el local al que se abren dichas aberturas

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CONSTRUCCIOacuteN

La excavacioacuten del cimiento debe efectuarse con cuidado para no alterar las caracteriacutesticas geoteacutecnicas del suelo

Las excavaciones provisionales o definitivas deben hacerse de modo que se eviten movimientos en las tierras especialmente en el caso de muros por bataches

En el caso de suelos permeables que requieran agotamiento del agua para realizar las excavaciones eacuteste se mantendraacute durante toda la duracioacuten de los trabajos

El agotamiento debe realizarse de tal forma que no comprometa la estabilidad de los taludes o de las obras vecinas

Las juntas de hormigonado y los procesos de hormigonado vibrado y curado se efectuaraacuten con los criterios definidos en la Instruccioacuten EHE

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CONSTRUCCIOacuteN

Soluciones constructivas para muros (CTE DB S)

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CONSTRUCCIOacuteN

C) CONSTITUCIOacuteN DEL MURO

C1 Hormigoacuten hidroacutefugo

C2 Hormigoacuten de consistencia fluida

C3 Muro de faacutebrica Bloquesladrillos hidrofugados y mortero hidroacutefugo

I) IMPERMEABILIZACIOacuteN

I1 Laacutemina impermeabilizante o aplicacioacuten de productos liacutequidos (poliacutemeros acriacutelicos caucho acriacutelico resinas o polieacutester)

bull En los muros pantalla basta con los lodos bentoniacuteticos

bull Con laacutemina interior debe ser adherida

bull Si es exterior capa antipunzonamiento en caras no adheridas

bull Con laacutemina drenante no precisa antipunzonamiento exterior

bull Con aplicaciones liacutequidas colocar una capa protectora exterior (geotextil o mortero reforzado) salvo que haya capa drenante

I2 Pintura impermeabilizante

I3 Muros de faacutebrica Recubrir interiormente con revestimiento hidroacutefugo (mortero hidroacutefugo cartoacuten-yeso sin yeso higroscoacutepico)

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CONSTRUCCIOacuteN

D) DRENAJE Y EVACUACIOacuteN

D1 Capa drenante y capa filtrante entre el muro y el terreno

bull La capa drenante puede ser una laacutemina grava bloques de arcilla porosos etc

bull Si es una laacutemina debe cerrarse el remate superior de la laacutemina

D2 Pozo drenante de al menos 070 m de diaacutemetro cada 50 m como maacuteximo con capa filtrante y dos bombas de achique para evacuacioacuten

D3 Tubo drenante en el arranque del muro conectado a un sistema de evacuacioacuten

D4 Canaletas de recogida de agua en la caacutemara del muro conectadas a una red de evacuacioacuten

D5 Red de evacuacioacuten del agua de lluvia en la cubierta y del terreno conectada a sistema de evacuacioacuten

V) VENTILACIOacuteN DE LA CAacuteMARA

V1 Aberturas de ventilacioacuten en el arranque y la coronacioacuten de la hoja interior y ventilarse el local al que se abren dichas aberturas

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CONSTRUCCIOacuteN

La excavacioacuten del cimiento debe efectuarse con cuidado para no alterar las caracteriacutesticas geoteacutecnicas del suelo

Las excavaciones provisionales o definitivas deben hacerse de modo que se eviten movimientos en las tierras especialmente en el caso de muros por bataches

En el caso de suelos permeables que requieran agotamiento del agua para realizar las excavaciones eacuteste se mantendraacute durante toda la duracioacuten de los trabajos

El agotamiento debe realizarse de tal forma que no comprometa la estabilidad de los taludes o de las obras vecinas

Las juntas de hormigonado y los procesos de hormigonado vibrado y curado se efectuaraacuten con los criterios definidos en la Instruccioacuten EHE

Page 45: TEMA 03 - ESTRUCTURAS DE CONTENCIÓN RÍGIDAS

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CONSTRUCCIOacuteN

C) CONSTITUCIOacuteN DEL MURO

C1 Hormigoacuten hidroacutefugo

C2 Hormigoacuten de consistencia fluida

C3 Muro de faacutebrica Bloquesladrillos hidrofugados y mortero hidroacutefugo

I) IMPERMEABILIZACIOacuteN

I1 Laacutemina impermeabilizante o aplicacioacuten de productos liacutequidos (poliacutemeros acriacutelicos caucho acriacutelico resinas o polieacutester)

bull En los muros pantalla basta con los lodos bentoniacuteticos

bull Con laacutemina interior debe ser adherida

bull Si es exterior capa antipunzonamiento en caras no adheridas

bull Con laacutemina drenante no precisa antipunzonamiento exterior

bull Con aplicaciones liacutequidas colocar una capa protectora exterior (geotextil o mortero reforzado) salvo que haya capa drenante

I2 Pintura impermeabilizante

I3 Muros de faacutebrica Recubrir interiormente con revestimiento hidroacutefugo (mortero hidroacutefugo cartoacuten-yeso sin yeso higroscoacutepico)

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CONSTRUCCIOacuteN

D) DRENAJE Y EVACUACIOacuteN

D1 Capa drenante y capa filtrante entre el muro y el terreno

bull La capa drenante puede ser una laacutemina grava bloques de arcilla porosos etc

bull Si es una laacutemina debe cerrarse el remate superior de la laacutemina

D2 Pozo drenante de al menos 070 m de diaacutemetro cada 50 m como maacuteximo con capa filtrante y dos bombas de achique para evacuacioacuten

D3 Tubo drenante en el arranque del muro conectado a un sistema de evacuacioacuten

D4 Canaletas de recogida de agua en la caacutemara del muro conectadas a una red de evacuacioacuten

D5 Red de evacuacioacuten del agua de lluvia en la cubierta y del terreno conectada a sistema de evacuacioacuten

V) VENTILACIOacuteN DE LA CAacuteMARA

V1 Aberturas de ventilacioacuten en el arranque y la coronacioacuten de la hoja interior y ventilarse el local al que se abren dichas aberturas

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CONSTRUCCIOacuteN

La excavacioacuten del cimiento debe efectuarse con cuidado para no alterar las caracteriacutesticas geoteacutecnicas del suelo

Las excavaciones provisionales o definitivas deben hacerse de modo que se eviten movimientos en las tierras especialmente en el caso de muros por bataches

En el caso de suelos permeables que requieran agotamiento del agua para realizar las excavaciones eacuteste se mantendraacute durante toda la duracioacuten de los trabajos

El agotamiento debe realizarse de tal forma que no comprometa la estabilidad de los taludes o de las obras vecinas

Las juntas de hormigonado y los procesos de hormigonado vibrado y curado se efectuaraacuten con los criterios definidos en la Instruccioacuten EHE

Page 46: TEMA 03 - ESTRUCTURAS DE CONTENCIÓN RÍGIDAS

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CONSTRUCCIOacuteN

D) DRENAJE Y EVACUACIOacuteN

D1 Capa drenante y capa filtrante entre el muro y el terreno

bull La capa drenante puede ser una laacutemina grava bloques de arcilla porosos etc

bull Si es una laacutemina debe cerrarse el remate superior de la laacutemina

D2 Pozo drenante de al menos 070 m de diaacutemetro cada 50 m como maacuteximo con capa filtrante y dos bombas de achique para evacuacioacuten

D3 Tubo drenante en el arranque del muro conectado a un sistema de evacuacioacuten

D4 Canaletas de recogida de agua en la caacutemara del muro conectadas a una red de evacuacioacuten

D5 Red de evacuacioacuten del agua de lluvia en la cubierta y del terreno conectada a sistema de evacuacioacuten

V) VENTILACIOacuteN DE LA CAacuteMARA

V1 Aberturas de ventilacioacuten en el arranque y la coronacioacuten de la hoja interior y ventilarse el local al que se abren dichas aberturas

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CONSTRUCCIOacuteN

La excavacioacuten del cimiento debe efectuarse con cuidado para no alterar las caracteriacutesticas geoteacutecnicas del suelo

Las excavaciones provisionales o definitivas deben hacerse de modo que se eviten movimientos en las tierras especialmente en el caso de muros por bataches

En el caso de suelos permeables que requieran agotamiento del agua para realizar las excavaciones eacuteste se mantendraacute durante toda la duracioacuten de los trabajos

El agotamiento debe realizarse de tal forma que no comprometa la estabilidad de los taludes o de las obras vecinas

Las juntas de hormigonado y los procesos de hormigonado vibrado y curado se efectuaraacuten con los criterios definidos en la Instruccioacuten EHE

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CONSTRUCCIOacuteN

La excavacioacuten del cimiento debe efectuarse con cuidado para no alterar las caracteriacutesticas geoteacutecnicas del suelo

Las excavaciones provisionales o definitivas deben hacerse de modo que se eviten movimientos en las tierras especialmente en el caso de muros por bataches

En el caso de suelos permeables que requieran agotamiento del agua para realizar las excavaciones eacuteste se mantendraacute durante toda la duracioacuten de los trabajos

El agotamiento debe realizarse de tal forma que no comprometa la estabilidad de los taludes o de las obras vecinas

Las juntas de hormigonado y los procesos de hormigonado vibrado y curado se efectuaraacuten con los criterios definidos en la Instruccioacuten EHE