ESTRUCTURA RIGIDAS: Muros en L y T.


Antiguamente, los muros eran de gravedad, de mampostería u hormigón en masa, de sección prácticamente constante, con anchuras del orden del 30% de su altura, Hoy día, se sustituyen en muchas ocasiones por muros de hormigón armado, disminuyendo su espesor, con lo que también lo hacen las tensiones de la cimentación. En estos casos es muy frecuente acudir a formas de L y T invertida, en las que se disminuye el volumen de la fábrica a cambio de una conveniente armadura.

Estos muros pueden normalizarse con gran facilidad y, de hecho, en la literatura especializada se encuentran diversos casos de colecciones de muros en L y T normalizados. Por ejemplo, el libro de M. Newman (<Standard cantilever retaining walls» (Mac. Graw Hill, 1976) contiene una detallada colección de estos tipos. 

También existe una colección de muros normalizada oficialmente en España (Norma NTE-CCM, 1979), que considera únicamente los muros de hormigón armado del tipo que se esquematiza en la fig. 7.17. Este caso de muros en T invertida tiene la ventaja de que las tierras del trasdós del muro actúan como peso compensador sobre la propia zapata del muro, con lo que se consigue un efecto muy favorable. 


                       Fig. 7.17—Muro tipo de la NTE-CCM 1979 (con base inclinada u horizontal).
El cálculo de este tipo de muros se basa, en general, en suponer un estado Rankine en el terreno, añadiendo diversas consideraciones simplificativas de tipo empírico. Entrar en el detalle de estos métodos sería muy largo. En el libro de J. A. Jiménez Salas y otros «Geotécnia y Cimientos 11» (Ed. Rueda, 1976) puede verse el método de Hairsine para el proyecto de estos murosy una idea 

                                        Fig. Proporciones orientativas en muros en T invetida.

EL PROYECTO Y CONSTRUCCION DE ESTRUCTURAS RIGIDAS: MUROS



Condiciones generales para el proyecto

Para proyectar una estructura de este tipo se han de conocer, en primer lugar, las características geotécnicas del terreno que rodea el muro, tanto para determinar empujes en el trasdós como reacciones en el resto de su superficie. Concretamente se necesita conocer el peso específico aparente del suelo, γ (o el sumergido, γ ‘, en su caso), la cohesión, c, y el ángulo de rozamiento, p. Si existen varias capas de terreno, o un terreno natural y un relleno, será necesario conocer estos datos para cada tipo de material.
Con dichós datos y los condicionantes de estructuras próximas (sobrecargas de tráfico, cimentaciones próximas, etc) se determinarán los empujes debidos a:
— El propio terreno del trasdós
— El terreno del pie del muro
El agua
— Las sobrecargas próximas
Con este conjunto de acciones, fijadas en magnitud y posición y un predimensionamiento del muro se ha de comprobar la seguridad del muro según diferentes causas de fallo (fig. 7.15): 

 Fig. 7.15 Criterios de proyectos de muros.


                          Fig. 7.16.—Comprobación de la seguridad frente al desLizamiento general.
En general, aunque resulta conveniente que la cota de apoyo del muro esté 1-1,5 m por debajo del nivel de excavación, no suele contarse con la resistencia pasiva en el pie, salvo casos especiales en que puede garantizarse la continuidad del terreno en esa zona.

Además de estas comprobaciones de tipo geotécnico, es necesario proceder al diseño estructural del muro, comprobando si las tensiones a que se ve sometido son admisibles, diseñando adecuadamente la armadura, anclajes, armando contra fisuración, etc.

TIPOS DE ESTRUCTURAS DE CONTENCIÓN.


En primer lugar deben distinguirse dos tipos de estructuras de contención:

— Las rígidas, que son aquellas que por sus dimensiones, materiales y constitución morfológica, cumplen su función sin cambiar de forma, al experimentar las acciones ya enumeradas. Ello implica que sus movimientos serán prácticamente de giro y desplazamiento del conjunto, sin que aparezcan deformaciones apreciables de flexión o acortamiento. Pertenecen a este grupo la mayoría de los tradicionalmente llamados muros.
— Las flexibles, que son aquellas en que por sus dimensiones y morfología cumpLen su función experimentando deformaciones apreciables de flexión. Pertenecen a este grupo los wblestacados y las pantallas continuas de hormigón armado.
También cabe añadir, a estas definiciones —como luego se verá— que en las estructuras rígidas los posibles cambios de forma (aunque no apreciables) no influyen en la magnitud o distribución de los empujes del terreno, sin embargo, en las flexibles los cambios de forma pueden influir claramente en la distribu. ción —y magnitud— de dichos empujes.
Entre los tipos de estructuras rigidas pueden distinguirse (fig. 7.2): 

 Fig. 7.2  Tipos de estructuras rigidas.

a) Muros de mampostería (con o sin cemento de unión)
b) Muros de hormigón
b- 1) En masa o de gavedad
b-2) Armado: En voladizo (L, T invertida, etc.), de contrafuertes, atige rados etc.
c) Mixtos
c-l) Muro jaula o criba
c-2) Tierra armada
c-3) Suelos reforzados  y entre las flexibles (fig. 7.3):

   Fig. 7.3 Tipos de estructuras de contención flexibles.

a) Tablestacados
b) Pantallas continuas «in situ»
b-l) De paneles armados
b-2) De paneles pretensados
b3) De pilotes tangentes o secantes
c) Pantallas discontinuas «in situ» (Pilotes independientes y micropilotes)
d) Pantallas de paneles prefabricados
e) Entibaciones, con varios niveles de apoyo.

En estas estructuras flexibles, por lo general, se introduce el elemento artificial en el terreno, por debajo del nivel final de excavación, en una longitud tal que la reacción o empuje en el intradós sea importante y comparable cori 1 empuje del trasdós. Si la longitud es tal que asegura el equilibrio del conjunto —con una adecuada seguridad— la estructura puede quedar en voladizo. Pero si ello requiere gran longitud, se puede preferir —por razones económicas— el disponer uno o más niveles de apoyo (mediante anclajes o puntales) que proporcionen la reacción necesaria para soportar los empujes del trasdós. Ello conlleva, además, la ventaja de reducir los esfuerzos de flexión que se generan en la propia pantalla, limita sus propios movimientos, etc. (fig. 7.4). 


Fig. 7.4.—Sistemas de soporte lateral de pantallas.
Más adelante se analizarán las características propias de cada una de estas estructuras y su forma de cálculo global, ya que —para ello— hemos de analizar previamente la naturaleza, magnitud y distribución de los empujes de tierras.

Empujes de Tierra y Estructuras de Contención.


INTRODUCCIÓN.

Cuando el hombre trata de insertar sus obras en el terreno es habitual que se encuentre con el problema de establecer dos niveles geométricos de servicio a distinta cota, aunque inmediatamente próximos. Para conseguir este desnivel en el terreno puede acudirse a establecer una transición más o menos suave, mediante un talud, o puede llevarse a cabo mediante un cambio muy brusco, lo más parecido posible a discontinuidad en vertical. Esta segunda solución es, a menudo, obligada por la pérdida de espacio que e! talud supone o por condiciones de seguridad respecto a obras situadas en el nivel de cota superior.

En el ámbito urbano es claró que la segunda solución se impone, por razones de funcionalidad y economía, al excavar sótanos, aparcamientos subterráneos, etc.

Sin embargo, el terreno superficial no suele tener, en muchas ocasiones, resistencia suficiente como para soportar un talud en vertical; por Lo que es necesario insertar —en esa transición entre los dos niveles de servicio— una obra de fábrica que, en condiciones debidas, ayude a asegurar el cambio ce cota. Ello lleva a la utilización de estructuras de contención; cuya misión es soportar adecuadamente las acciones provinientes del terreno —y del exterior—, motivadas por el hecho de que el suelo no tiene entidad propia para facilitar el cambio de nivel tan bruscamente como se desea.

La estructura de contención, por lo tanto, estará sometida en su trasdós a los empujes del terreno que sostiene, ET, a posibles fuerzas exteriores, A, y a su propio peso, W, conjunto de acciones que han de ser soportadas, y transmitidas, al terreno situado al pie y en la base del muro (fig. 7.1). Por lo tanto la estructura de contención ha de ser proyectada para:

— Soportar los empujes del terreno y cargas exteriores con integridad del material que la constituye.
— Transmitir a las zonas de terreno situadas por debajo del nivel de servicio más bajo —o de excavación, en su caso— las acciones anteriores en unas condiciones aceptables para el propio terreno. 

Fig. 7.1 Acciones en una estructura de contención.
 
 
Dado que la estructura de contención está sometida a unas acciones importantes y que se apoya en un material relativamente blando —el suelo— experimentará una serie de movimientos, por lo que puede movilizarse una cierta reción del terreno en su parte delantera, ER. Por otro lado la base de la estruc
ra recibirá la reacción del terreno en que se apoya, RT, por lo que el conjunto de fuerzas a las que se verá sometida la estructura —si se considera el caso más tradicional de muro— serán las que aparecen en la fig. 7.1.

Desde el punto de vista geotécnico, una vez conocido el tipo de terreno situado en el entorno de la estructura de contención, se trata de averiguar cuáles son los empujes del terreno en su trasdós y las reacciones —o empujes, hablando con más generalidad— en el intradós, a fin de comprobar si el dimensionamiento previsto de la estructura es adecuado según diversas condiciones (integridad estructural, reacción del terreno que no produzca su rotura, equilibrio estático, etc.).

Características Nominales de Pilotes Comerciales.



(Las resistencias nominales son las máximas admisibles suponiendo que se cuenta con un terrenosuficientemente resistente y poco deformable).
 
a) Pilotes prefabricados
 
Tipo «TERRA» 

Tipo «HERKULES»


b)Pilotes convencionales, perforados a rotación o con cuchara y hormigonados in situ*


*Pueden hacerse si entubación, con entubación con lodos bentoniticos o con camisa perdida.

c) Pilotes apasionados


d) Pilotes barrenados.


e) Pilotes semirrectangulares (paneles de pantalla


f) Micropilotes