estructuras convencionales


1. INTRODUCCIÓN

El análisis de los empujes sobre las estructuras de contención es un tema complejo, que requiere de simplificaciones para su consideración en los cálculos de proyecto, en donde no solamente interesan las fuerzas actuantes sobre el muro de contención sino también el estado limite de cargas cuando ocurra la falla en el relleno. La teoría de Coulomb en base a una cuñadeslizante de relleno, en torno al cual se plantea el equilibrio de fuerzas, ha sido la principal vía de solución para estos cálculos. Las fórmulas presentadas en este Anexo han sido desarrolladas con el método de Coulomb para suelos con propiedades uniformes; sin embargo, el método puede ser aplicado para suelos estratificados. En el análisis debe tenerse en cuenta las condiciones de estabilidad delrelleno, las deflexiones esperadas en el muro, los procedimientos constructivos y toda posibilidad de movimiento o restricción del mismo en el muro. De acuerdo a ello, se considerarán los estados de empuje activo, de reposo o de empuje pasivo de tierras. Además, deberán estimarse los incrementos en el empuje de tierra ocasionados por sobrecargas superficiales, sea durante la construcción o debidas altrafico vehicular. Por otro lado, los efectos del agua en el incremento del empuje lateral o en las presiones de poro que origina el flujo cuando
existe una diferencia de niveles de agua entre ambos lados del muro, deben ser analizados. Algunas consideraciones para su análisis se presentan a continuación.


























2. FORMULACION DEL EMPUJE DE TIERRASSe considera que el empuje de tierras, en forma general, es linealmente proporcional a la profundidad del suelo, calculándose para una profundidad z con la siguiente expresión:



A menos que se especifique lo contrario, puede suponerse que la resultante de los empujes laterales debidos al peso del relleno estará a una altura de 0.4 H sobre la base del muro, donde H es la altura total delmuro, medida desde la superficie del terreno hasta la base de la cimentación. Usualmente, se suponía que la resultante quedaba ubicada a un tercio de la altura total; sin embargo, estudios experimentales sobre muros reales han demostrado que el valor de 0.4 H es una aproximación razonable a los resultados de tales estudios.
El coeficiente de presión lateral deberá ser considerado de acuerdo a losdesplazamientos admisibles especificados o a las restricciones al movimiento del muro asumidas en el proyecto. La magnitud de la rotación requerida para el desarrollo de las presiones activas y pasivas se presentan en la Tabla 1.



TABLA 1. RELACIÓN ENTRE EL TIPO DE RELLENO Y LA ROTACIÓN EN EL MURO
REQUERIDA PARA ALCANZAR EL ESTADO ACTIVO O PASIVO EN MUROS
RÍGIDOS DE CONTENCIÓNRELLENO ROTACIÓN EN EL MURO


3. EMPUJE DE TIERRAS EN REPOSO

El empuje de tierra en muros que se considera que no van a deflectarse o mover, se calcula tomando el coeficiente de presión lateral de tierras en reposo, k el cual variará de acuerdo al estado de consolidación del suelo.
Para suelos normalmente consolidados, el coeficiente k
se calcula mediante:



Para suelossobreconsolidados, puede asumirse que ko varia en función de la relación de sobreconsolidación (OCR) o de la historia de esfuerzos, y puede calcularse como:



Como materiales de relleno, se preferirán los materiales drenantes granulares en comparación a los limos, arcilla de baja rigidez y arcillas con alta plasticidad.
La condición de reposo también puede considerarse en el diseño si es quelos muros quedan cerca a estructuras sensibles a los desplazamientos o les sirven de soporte, como en el caso de los estribos.







4. EMPUJE ACTIVO DE TIERRA

En el caso de muros que van a desplazarse o deflectarse lo suficiente como para alcanzar las condiciones mínimas de empuje activo, se considera el coeficiente de presión lateral activo de tierras, calculado de esta forma:...