LODOCRETO1

7/17/2019 LODOCRETO1

1/106

Diseo de Muros de Concreto y

Lodocreto

2015


2/106

Sera bueno si la ingeniera fueron generalmente

menos considerada ... como el arte de la construccin .

En cierto sentido importante, es el arte de no construir...

de hacerlo tan bien con un dlar que ningn chapuceropuede hacerlo tan bien con dos dlares

Arthur M. Wellington (1887)


3/106

Objetivos

Brindar conceptos fundamentales sobre estructuras deretencin y como son afectados por los empujes de tierra,

Brindar lineamientos para el diseo estructural de muros

de concreto y muros de material de baja resistenciacontrolada (lodocreto)

Comprender el comportamiento de los materiales con losque estn construidas las estructuras de retencin,

Generalidades de procesos constructivos de dichasestructuras.


4/106

Contenido

Tipos de muros

Anlisis de empujes de tierra,

Anlisis de estabilidad de estructuras deretencin,

Diseo estructural de muros de concreto,

Diseo estructural de muros de lodocreto,

Materiales de construccin, Generalidades sobre construccin de muros.


5/106

Desarrollo del curso

PARTE I (da 1 y 2) Tipos de muros

Anlisis de empujes de tierra,

Anlisis de estabilidad de estructuras de retencinPARTE II (da 3 y 4)

Diseo estructural de muros de concreto,

Diseo estructural de muros de lodocreto, Materiales de construccin,

Generalidades sobre construccin de muros.


6/106

PARTE I

ASPECTOS GEOTCNICOS


7/106

TIPOS DE MUROS


8/106

Qu es un muro de retencin?

Estructuras de retencin que proporcionansoporte lateral permanente a las presiones del

suelo, principalmente a la componentehorizontal.

Estructuras verticales o casi verticales quemantienen la superficie del suelo en dos nivelesdiferentes.


9/106

Qu es un muro de retencin?


10/106

Estructuras de Retencinde Tierra

SistemasExternamenteEstabilizados

SistemasInternamenteEstabilizados

PantallasIn-situ

Pantallas porGravedad

SuelosReforzados

Reforzamientosin-situ

Sistemas Hbridos


11/106

Estructuras deRetencin de Tierra

SistemasExternamente

Estabilizados

SistemasInternamente

Estabilizados

PantallasIn-situ


SuelosReforzados


SistemasHbridos

PANTALLAS IN-SITU

Tablaestacas (Sheet Pile) Metlicas Concreto

Estacas militaresademados (Soldier pile)

Colados en sitio Concreto Secantes Tangentes

Suelo Cemento Voladizo Ademado Ancladas


12/106

TABLESTACAS(METALIC SHEET PILES)


13/106

SOLDIER PILETIPO ADEMADO


14/106

Slurry Cast in-situ wall

a) Corteb) Refuerzoc) Colado


15/106

Pantallas coladas in-situTangentes / secantes


16/106



Estabilizados


Estabilizados

PantallasIn-situ


SuelosReforzados


SistemasHbridos

MUROS POR GRAVEDAD

Masiva Piedra Mampostera sin refuerzo Concreto simple

Voladizo

Mampostera reforzada Concreto reforzado

Contrafuertes Gaviones Rejilla/canasta Cajn Celulares MUROS DE LODOCRETO


17/106

MAMPOSTERA NOREFORZADA


18/106

MAMPOSTERA REFORZADA


19/106

CONCRETO REFORZADO


20/106

Muros con contrafuertes


21/106

Gabin


22/106

Muros tipo rejilla ocanasta


23/106

Muros tipo cajn


24/106

Celular Cofferdam


25/106

MUROS DE LODOCRETO


26/106



Estabilizados


Estabilizados

PantallasIn-situ


SuelosReforzados


SistemasHbridos

SUELOS REFORZADOS

Tierra Reforzada (armada) Geotextil

REFORZADOS IN-SITU

Soil Nailing. Micropilotes reticulares.


27/106

TIERRA ARMADA GEOTEXTIL

SOILNAILING


28/106



Estabilizados


Estabilizados

PantallasIn-situ


SuelosReforzados


SistemasHbridos

SISTEMAS HBRIDOS

Gaviones Labrados Mampostera Labrada

.


29/106

GAVIONES LABRADOS


30/106

EMPUJES DE TIERRA


31/106

Anlisis de empujes de tierra.

El primer paso antes de dimensionar cualquierestructura de retencin es la de comprender ydeterminar la magnitud y direccin de las

fuerzas que actuarn sobre la estructura deretencin.


32/106

Anlisis de empujes de tierra.

La ms importante es calcular la presin entrela tierra retenida y la espalda de la estructurade retencin. A esta es a la que le llamamos

presin lateral de tierra, porque sucomponente principal es horizontal. Otrapresin lateral actuan entre el frente de la

fundacin y el suelo adjacente.


33/106

Para cada problema complejo, hay una

solucin que es simple, ordenada y

equivocada.

H.L. Mencken


34/106

Esfuerzos horizontales

La presin lateral de tierra es el resultadodirecto de los esfuerzos horizontales en elsuelo.

Definiremos el ndice entre el esfuerzohorizontal efectivo respecto al esfuerzovertical efectivo en cualquier punto como

Coeficientede presin lateral de tierra. K


35/106

Esfuerzos horizontales


36/106


37/106

Existen fundamentalmente tres estados deempujes o presiones actuando en unaestructura de retencin.

REPOSO

PASIVA

ACTIVA


38/106

Condicin en Reposo

Se asume que la estructura es rgida y sinfluencia (movimiento), asumiendo que el

suelo no tendr deformaciones y que losesfuerzos laterales en el terreno son losmismos que los del estado natural no

perturbado.


39/106

Condicin en Reposo


40/106

Condicin en Reposo

Para muros de gravedad, con relleno de suelos arenosos, y que tienenfundaciones sobre roca, los coeficientes recomendados (Duncan et. Al) son:

K0=0.45 rellenos compactados K0=0.55 rellenos no compactados.

Si no est presente el nivel fretico, el empuje lateral en el muro es igual alesfuerzo horizontal en el suelo.


41/106

Condicin en Reposo


42/106

Condicin Activa

Al moverse el muro una pequea distancia, relevaparte de los esfuerzos horizontales, hasta que elsuelo alcanza la falla por cortante a lo largo de un

plano inclinado un ngulo de 45+/2, cuandoesto pasa se dice que est en la condicin activa,el valor de K en un suelo con cohesin cero (c=0)en la condicin activa es conocido como Ka,

Coeficiente de presin de tierra activo.


43/106


44/106

Movimiento horizontal requerido

Tipo de suelo para alcanzar la condicin activa.

Arena densa 0.001HArena suelta 0.004H

Arcilla dura 0.010H

Arcilla suave 0.020H

H:Altura de Pantalla

ALCANZAR LA CONDICIN ACTIVA (Adapatado de CGS, 1992)

MOVIMIENTOS DE PANTALLA REQUERIDOS PARA


45/106

Condicin Pasiva

El muro al empujar al suelo aumenta elesfuerzo por horizontal, hasta que alcanza la

falla por cortante a lo largo de un planoinclinado un ngulo de 45+/2 se dice queest en la condicin pasiva, el valor de K en unsuelo con cohesin cero (c=0) en la condicin

activa es conocido como Kp, Coeficiente depresin de tierra Pasivo.


46/106

Condicin Pasiva


47/106


48/106

Movimiento horizontal requerido

Tipo de suelo para alcanzar la condicin activa.

Arena densa 0.020H

Arena suelta 0.060H

Arcilla dura 0.020H

Arcilla suave 0.040H

H:Altura de Pantalla

MOVIMIENTOS DE PANTALLA REQUERIDOS PARA

ALCANZAR LA CONDICIN PASIVA(Adapatado de CGS, 1992)


49/106

Cul es la pregunta?


50/106

Cmo Calculo los empujes?


51/106

Clculo de Empuje de tierra

Teora de Rankine (1857)

Teora de Coulomb (1773)

Caquot and Kerisel (1948)

Mtodo del fluido equivalente

Mtodo de Mononobe-Okabe (1926-1929)

Mtodo de Mylonakis (2007) Cartas de Terzaghi y Peck (1967)


52/106


53/106

NTDCET


54/106

NTDCET


55/106

NTDCETEmpujes en una estructura

de retencin


56/106

NTDCET Empuje Activo


57/106

NTDCET Empuje Pasivo


58/106

Ejercicio 1.


59/106

Clculo de empujes de tierra.

Teora de Coulumb

Teora de Mononobe Okabe


60/106

NTDCET Y el sismo?


61/106

UN POCO DE HISTORIA

El mtodo de Mononobe Okabe resultadode las investigaciones de Mononobe y Matsuo(1929) luego del terremoto de Canto 1923.


62/106

UN POCO DE HISTORIA

Desarrollan un experimento altamenteoriginal mediante una mesa vibratoria, 1929!!


63/106

UN POCO DE HISTORIA

De los experimentos y de la investigacinanaltica de Okabe (1926) surge la metodologadenominada Monobe-Okabe (M-O). Que es unaextensin de la teora de deslizamiento descritapor Coulomb en 1773.


64/106

UN POCO DE HISTORIA


65/106

UN POCO DE HISTORIA

El mtodo de M-O, produce resultados segurospara diseo de muros de retencin (2013)


66/106

NTDCET Empuje Activo con sismo


67/106


68/106

NTDCET Empuje Pasivo con sismo


69/106

Ejercicio 2.


70/106

Punto de ubicacin de la Pae

=

H/3

0.6H

=

3 0.6

DIMENSIONAMIENTO BSICO DE


71/106

DIMENSIONAMIENTO BSICO DEUN MURO

PANTALLA

PUNTA

TALN

DIENTE

CONTRAFUERTES

PANTALLA

PUNTA TALN

DIENTE

CONTRAFUERTE



72/106

DIMENSIONAMIENTO BSICO DEUN MURO, PANTALLA

DEPENDE DEL TIPO DE MATERIAL CON QUE SECONSTRUIR

TIPO DE MURO ALTURA CORRESPONDE A LA RETENCIN

VISTA.



73/106


PARA CONCRETO EL ESPESOR MNIMORECOMENDADO ES DE 20cm, SE PUEDENEVALUAR MENORES.

EL ESPESOR DE LA BASE DE LA PANTALLA

PUEDE ESTIMARSE COMO H/10-H/12



74/106


PARA LODOCRETO ESPESOR MNIMO 1m

LA BASE TIENE ENTRE 0.4 Y 0.7 VECES LAALTURA.



75/106

DIMENSIONAMIENTO BSICO DEUN MURO, PUNTA Y TALN

DEPENDERN DEL TIPO DE COLINDANCIA.

FUNCIONAN MEJOR EN CONJUNTO

COMO PRIMER ACERCAMIENTO, SI LA PUNTA ES1/3 DE LA BASE, LA BASE PUEDE ESTAR ENTRE

0.5H H.

COMO REGLA GENERAL 1/2H PARA INICIAR



76/106

DIMENSIONAMIENTO BSICO DEUN MURO, PUNTA Y TALN

EL DEZPLANTE DE UN MURO, SEGNRECOMENDACIN DE LA AASHTO 2002, EL

NIVEL DE DEZPLANTE NO DEBE SER MENORDE 0.6m EN SUELO SLIDO Y 1.2m EN SUELOSINESTABLES Y PENDIENTES.


77/106


78/106


79/106


80/106


81/106


82/106


83/106


84/106

Ejercicio 3.

M A ti M P i


85/106

Muro Activo Muro Pasivo


86/106

ESTABILIDAD DE ESTRUCTURAS DERETENCIN

MODOS DE FALLA


87/106

MODOS DE FALLA

La determinacin de las fuerzas que actansobre el muro, como el empuje, peso propio,peso de la tierra de relleno, cargas y

sobrecargas, se hace con la finalidad de estudiarla ESTABILIDAD de la estructura.

Estabilidad Externa

Estabilidad Interna.

MODOS DE FALLA


88/106

MODOS DE FALLA

a) Un muro que carece de suficiente estabilidad externa se mover

lejos de su ubicacin, b) un muro con inadecuada estabilidadinterna (Integridad Estructural) es incapaz de soportar los esfuerzosinternos y experimenta una falla estructural.

MODOS DE FALLA


89/106

MODOS DE FALLA

La estabilidad externa puede tener los siguientesmodos de falla:

Deslizamiento Volteo

Excentricidad

Capacidad de carga

Falla por corte profundo

Asentamiento


90/106

(a) deslizamiento, (b) volteo, (c) excentricidad excesiva, (d) Falla por capacidad decarga, (e) Falla por corte profundo, (f) asentamiento

E l i d l D li i t


91/106

Evaluacin del Deslizamiento

Se evalan las fuerzas motrices versus lasfuerzas resistentes y se evala un factor deseguridad.

IBC establece

1.5 Suelos de arena, arena limosa , gravas y roca.

2.0 Suelos de arcilla y limo arcilloso.

Evaluacin del Desli amiento


92/106

Evaluacin del Deslizamiento

La siguiente Ecuacin

=

=

Fuerzas resistentes:

Empujes pasivos

Fuerza de friccin

Fuerzas motrices:

Empujes activos

Presin hidrosttica Fuerzas ssmicas.

Estabilidad al deslizamiento


93/106


= + +

Vfa Capacidad Admisible de la fundacin

P Fuerzas de compresin sobre la fundacinWf Peso de la fundacin Coeficiente de friccin = (0.7)Pp Presin pasivaPa Presin ActivaF Factor de seguridad (1.5 a 2.0)



94/106


Extender el taln hacia dentro del relleno Colocar un diente.

Incrementar la densidad del relleno

Anclar la pantalla del muro.


95/106

Evaluacin del Volteo


96/106

Evaluacin del Volteo

La siguiente Ecuacin

=

=

Fuerzas resistentes:

Peso de la unidad muro-

suelo Sobrecargas actuando sobre

la unidad muro-suelo.

Fuerzas motrices:

Empuje de tierra

Empuje de sismo Fuerzas hidrostticas.


97/106

Ubicacin de la fuerza normal a la


98/106

base

Las fuerzas P y Wf deben estar localizadasdentro del tercio medio de la fundacin,garantizando esfuerzos de compresin en toda

la base, para muros apoyados en roca, laresultante podra ser localizada dentro de lamitad central de la fundacin.

Capacidad de Carga


99/106

Capacidad de Carga

Calcular la excentricidad

Verificar que la excentricidad < ancho de zapata/6 Calcular las presiones mximas y mnimas.

Comparar con la capacidad de carga del suelo.


100/106

Capacidad de Carga


101/106

Capacidad de Carga

Calcular la excentricidad

=

+

M Momento aplicado por unidad de longitud

P Sobrecarga en Muro

Wf Peso unidad muro-suelo


102/106

Falla por corte Profundo


103/106

Falla por corte Profundo

Se debe revisar bajo ciertas condiciones, en las que ser necesarioun anlisis de estabilidad de talud:

Suelo blando o arcillas no drenadas, revisar si Hw/Su > 6, dondeHwes la altura vista del muro, su la resistencia cortante nodrenada del muro y es el peso unitario del suelo.

Presencia de vetas dbiles o planos de estratificacin orientadosadversamente.

Parte o todo el suelo est propenso a sufrir licuefaccin.

Que dice la Norma Tcnica de Diseo de


104/106

Cimentaciones y Estabilidad de Taludes, NTDCET.


105/106

Ejercicio 4.


106/106

MUCHAS GRACIAS POR SU ATENCIN.

Continua PARTE II

LODOCRETO1

Documents

Transcript of LODOCRETO1