MUROS DE CONTENCIÓN EN CANTILÉVER

En proyectos de ingeniería civil es muy común tener que contener los empujes del suelo. Es necesario estimar estos empujes para poder diseñar las estructuras de contención. Las tres principales situaciones de diseño se pueden resumir en: Excavaciones, Muros de contención y Estabilización de taludes.

Los muros de contención constituyen una obra de envergadura por la función que cumplen, los cálculos previos y los esfuerzos a los que son sometidos, requiriendo un arduo trabajo de diseño y proyección.

A continuación, se presenta una descripción de los muros en cantiléver, tipos, figuras que demuestran el despiece, métodos de cálculo entre otros aspectos que buscan enriquecer el conocimiento acerca de este tipo de estructuras.

Muros de Contención

Un muro de contención es una estructura que se utiliza para proporcionar soporte lateral a un terreno, que en ocasiones es un suelo natural y en otras es un relleno artificial.

Existen muchos tipos de estructuras de contención, cada una adecuada para diferentes aplicaciones. Los muros de contención se clasifican en dos grandes categorías: sistemas estabilizados externamente y sistemas estabilizados internamente.

• Los sistemas estabilizados externamente resisten los empujes de tierra por su peso propio y rigidez.
• Los sistemas estabilizados internamente refuerzan el suelo para proveer la estabilidad necesaria.

Muros de Contención en Cantiléver

Estos muros son de concreto reforzado y la forma más usual que se utiliza es la llamada “T invertida” aun cuando también es utilizada en forma de “L invertida” dependiendo de los cálculos previos que determinan el uso de talón o no, por lo cual, este elemento estructural trabaja como viga en voladizo, empotrado en una zapata inferior.

En este caso el peso del material de relleno sobre el talón, además del peso del muro, contribuye a la estabilidad de la estructura. Como el brazo representa un voladizo vertical, su espesor requerido se incrementa rápidamente con la altura, incrementando así sus costos de construcción. Por lo cual el factor económico nos marca un rango en el cual es factible la utilización de este tipo de muros, para las alturas mayores de 3 metros y menores a 6 metros.

FASES DE CONSTRUCCIÓN DE MURO DE CONTENCIÓN DE HORMIGÓN ARMADO

1.      Replanteo

2.      Excavación y Movimiento de Tierras

3.      Ejecución del Hormigón de Limpieza

4.      Colocación de la Armadura de la zapata, dejando esperas.

5.      Hormigonado de la zapata.

6.      Ejecutar el encofrado de la cara interior del muro (intradós).

7.      Colocación de la armadura del muro de contención.

8.      Encofrado de la cara exterior (extradós)

9.      Puesta en Obra y Vibrado del hormigón.

10.   Desencofrado.

Es importante tener en cuenta la disposición correcta de las armaduras, de acuerdo al diseño de la zapata en relación al empuje de las tierras.

Para mejorar la estabilidad, en lugar de construir un muro macizo y grueso, de sección uniforme, se ejecuta el muro con una sección trapezoidal. Cuando las condiciones de edificación lo permiten, conviene que la parte exterior del muro forme un plano inclinado (escarpa), de esta manera se aumenta el ancho de la base asegurando la estabilidad del conjunto y se baja el centro de gravedad

Un punto importante a considerar es el tenor de agua del terreno, ya que el ángulo de rozamiento interno de las tierras disminuye con el contenido de agua y aumenta el empuje. La existencia de agua en el terreno puede producir reblandecimiento de la masa de tierra, modificando la estructura e incrementando el empuje.

Para controlar y eliminar los riesgos posibles por acumulación de agua en la parte posterior del muro, se instala un sistema de drenaje. Este sistema de drenaje puede consistir en agujeros llamados mechinales dejados en el muro cuya función consiste en desagüar. Estos agujeros también son conocidos bajo los nombres de barbacanas o troneras.

Muros Cantiléver en voladizo o en ménsula:

Este tipo de muro resiste el empuje de tierra por medio de la acción en voladizo de una pantalla vertical empotrada en una losa horizontal (zapata), ambos adecuadamente reforzados para resistir los momentos y fuerzas cortantes a que están sujetos, en la figura se muestra la sección transversal de un muro en voladizo.

Estos muros por lo general son económicos para alturas menores de 10 metros, para alturas mayores, los muros con contrafuertes suelen ser más económicos.

La forma más usual es la llamada T, que logra su estabilidad por el ancho de la zapata, de tal manera que la tierra colocada en la parte posterior de ella, ayuda a impedir el volcamiento y lastra el muro aumentando la fricción suelo-muro en la base, mejorando de esta forma la seguridad del muro al deslizamiento.

Estos muros se diseñan para soportar la presión de tierra, el agua debe eliminarse con diversos sistemas de drenaje que pueden ser barbacanas colocadas atravesando la pantalla vertical, o sub-drenajes colocados detrás de la pantalla cerca de la parte inferior del muro. Si el terreno no está drenado adecuadamente, se puede presentar presiones hidrostáticas no deseables.

La pantalla de concreto en estos muros es por lo general relativamente delgadas, su espesor oscila alrededor de (1/10) de la altura del muro, y depende de las fuerzas cortante y momentos flectores originados por el empuje de tierra. El espesor de la corona debe ser lo suficientemente grande para permitir la colocación del concreto fresco, generalmente se emplean valores que oscilan entre 20 y 30 cm.

El espesor de la base es función de las fuerzas cortantes y momentos flectores de las secciones situadas delante y detrás de la pantalla, por lo tanto, el espesor depende directamente de la posición de la pantalla en la base, si la dimensión de la puntera es de aproximadamente 1/3 del ancho de la base, el espesor de la base generalmente queda dentro del intervalo de 1/8 a 1/12 de la altura del muro.