Future Research

EMPUJES DEL TERRENO.   

Los desplazamientos de un muro de contención producto de los empujes del terreno,  pueden ser  principalmente de giro  alrededor del pie de la estructura, o bien de 

traslación a través del terreno de cimentación.   Su importancia radica en que ellos  controlan en gran medida la magnitud de los empujes que se desarrollan sobre un  muro, y como resultado de ello, influyen en la interacción suelo‐estructura. 

 

Algunos autores, como así también diversas normativas tanto de España como del  extranjero, presentan valores representativos de los desplazamientos que se pueden  generar, tanto para la condición activa como para la condición pasiva, en muros de  contención de tierras convencional.   Para el caso particular de muros empleados en  obras de infraestructura viaria, son de especial interés los desplazamientos que se  desarrollan para alcanzar la condición activa, dado que el empuje pasivo en la mayoría  de los casos no es considerado en el dimensionamiento de la estructura.  

 

Jiménez Salas et al (1981), presentan valores de desplazamientos tanto de giro como de  traslación, que diversos autores han planteado para el desarrollo de la condición activa  en muros de contención de tierras. 

 

Cuando  el  giro  ocurre  alrededor  del  pie  del  muro,  el  desplazamiento  máximo  alcanzado puede oscilar, para suelos granulares densos, entre 

3⋅10

−3

H

 y 

16⋅10

−3

H

.   Cuando el desplazamiento es de traslación, dicho valor puede oscilar entre 

0,6⋅10

−3

H

  y 

1,8⋅10

−3

H

.   El valor del desplazamiento aumenta para suelos granulares sueltos,  alcanzando valores comprendidos entre 

0,7⋅10

−3

H

 y 

0,02H

. 

 

Para el caso de arcillas fuertemente sobreconsolidadas y poco plásticas, la condición  activa puede alcanzarse para desplazamientos cercanos a 

0,4⋅10

−3

H

, mientras que en  arcillas blandas los desplazamientos pueden ser del orden de 

0,1%H

  y 

2%H

.  Estos  valores  son de  interés  en  muros de  contención de  tierras  del tipo contención o   revestimiento (ver apartado 2.2), donde la estructura se apoya directamente sobre el  terreno natural.   Para el caso de muros de sostenimiento, el material de relleno de  trasdós  es  seleccionado bajo  ciertas  condiciones  geotécnicas,  evitando  siempre la  colocación de materiales arcillosos que generen condiciones adversas de empujes.   

Por otra parte, normativas de diseño como la ROM 0.5‐05 o la NAVFAC‐72, presentan  gráficas obtenidas de estudios experimentales de desplazamientos máximos que se  alcanzan en muros de contención de tierras. En la figura 2.50, se presenta la relación  existente entre el empuje (para rellenos granulares) y los movimientos de rotación  respecto al pie de un muro necesarios para alcanzar las condiciones activa y pasiva.   Como puede observarse, el desplazamiento horizontal se representa en función de la  altura del muro (desplazamiento relativo).  

 

 

Figura 2.50: Relación entre el empuje del terreno y los movimientos necesarios para su  desarrollo (Tomada de la ROM 0.5‐05, 2005.  Recomendaciones Geotécnicas para Obras 

Marítimas y Portuarias)   

De  esta  figura  se  desprende  que,  el  desplazamiento  necesario  para  alcanzar  la  condición  activa  es  varias  veces  menor  al  necesario  para  que  se  desarrolle  completamente la condición pasiva.  De hecho, para alcanzar la condición activa basta  con que se desarrolle un desplazamiento de 

0,005H

 (0,5% de H), mientras que para 

alcanzar la condición pasiva el desplazamiento necesario es superior a 

0,03H

 (3% de  H).  Como resultado de este análisis se observa que la relación entre desplazamientos  relativos, comparando las condiciones activa y pasiva, está en un rango comprendido  entre 6 y 10, y que dicha relación se mantiene tanto para materiales densos como para  materiales sueltos.  

 

En la tabla 2.7 se presentan algunos valores de los desplazamientos relativos que se  desarrollan tanto para la condición activa como para la condición pasiva, para suelos  granulares  como  para  suelos  cohesivos.    En  esta  tabla  se  resumen  los  valores  presentados tanto en la ROM 0.5‐05 y la NAVFAC‐72.  En ambos casos, los valores de  desplazamiento se reducen en la medida que disminuye la compactación y rigidez del  material. 

 

Tabla 2.7: Valores del desplazamiento relativo de rotación para suelos arenosos y para  suelos cohesivos.

Rotación x H 

NAVFAC‐72  ROM 0.5‐05 

Tipo de Relleno 

Estado Activo  Estado Pasivo  Estado Activo  Estado Pasivo 

Granular denso  0,0005  0,002  10‐3  ₂⋅₁₀‐2 

Granular suelto  0,002  0,006  4⋅10‐3  ₆⋅₁₀‐2 

Cohesivo duro  0,01  0,02  10‐2  ₂⋅₁₀‐2 

Cohesivo blando  0,02  0,04  2⋅10‐2  ₄⋅₁₀‐2 

(Tomada de NAVFAC‐72 y ROM 0.5‐05) 

 

Para el caso de terrenos granulares de densidad media, la ROM 0.5‐05 presenta el  resultado  de  otras  experiencias  relacionadas  con  los  movimientos  de  rotación  y  traslación, necesarios para alcanzar la condición activa en muros de contención de  tierras rígidos.  Los valores de desplazamientos ahí presentados, son los siguientes:   

Rotación alrededor del pie     =   

0,005H

  Traslación horizontal del muro   =   

0,001H

   

siendo 

H

 la altura del muro.   

Los valores presentados de los desplazamientos asociados a los empujes del terreno en  general, se encuentran influenciados por el tipo de suelo y su grado de compactación.   Los mayores desplazamientos se alcanzan en materiales cohesivos, aunque como se  comentó anteriormente, no son de gran interés para los muros empleados en obras de  infraestructura  viaria.    Para  el  caso  de  materiales  granulares,  que  tienen  mayor  aplicación en estos casos, los desplazamientos aumentan en la medida que se reduce su  grado de compactación, como así también en el caso de que se produzca traslación en  el plano horizontal.  Para casos prácticos se puede asumir que un desplazamiento del  orden de 

0,005H

 es adecuado para el dimensionamiento de un muro de contención de  tierras.     

 

Los valores de desplazamiento presentados en los párrafos precedentes pueden ser de  directa aplicación a otros tipos de muros de contención de tierras, como puede ser las  estructuras  de  tierra  mecánicamente  estabilizada,  que  por  sus  características  estructurales actúan como estructuras de gravedad. 

 

Con relación a este último punto, Elias et al (2001) comentan que en este tipo de muros  las  deformaciones  asociadas  a  los  esfuerzos  actuantes  se  desarrollan  durante  su  proceso constructivo, y que dichos movimientos horizontales dependen de los efectos  que produce la compactación, el tipo de refuerzo utilizado (extensible o inextensible),  la longitud del refuerzo, el sistema de conexión empleado entre panel y refuerzo, y el  tipo de revestimiento empleado (acero, hormigón, etc.). 

 

Para  determinar  el  desplazamiento  horizontal  que  se  crea  en  muros  de  tierra  mecánicamente estabilizada, proponen un método empírico, el cual se muestra en la 

figura 2.51 y que está basado en el estudio realizado por Christopher et al (1990), el  cual ha sido desarrollado para muros de 6 m de altura.   Este curva empírica permite  estimar el desplazamiento lateral de estos muros que se va ha producir durante el  proceso de compactación del relleno reforzado.   Para tal efecto, han relacionado la  razón  existente  entre  la  longitud  de  refuerzo  y  la  altura  del  muro,  con  el  desplazamiento relativo que experimentará el muro. 

  0,0 1,0 2,0 3,0 0,0 0,5 1,0 1,5 L/H R

δ

Figura 2.51: Curva empírica para estimar el desplazamiento lateral en muros de tierra  mecánicamente estabilizada. 

(Tomada de Elias et al, 2001.  Mechanically stabilized earth walls and reinforced soil slopes  design and construction guidelines) 

 

El desplazamiento máximo a partir de esta curva se determina de la siguiente manera  (si las armaduras de refuerzo son extensibles o inextensibles): 

 

‐ Para armaduras extensibles   

 

75

max

H

R

⋅

=δ

δ

  (2.56)  

‐ Para armaduras inextensibles   

250

max

H

R

⋅

=δ

δ

  (2.57)   siendo    

H

 la altura del muro en mt. 

R

δ

 el desplazamiento relativo obtenido empíricamente de la figura 2.51.   

Elias et al (2001) comentan que aumentando la razón L H desde una valor teórico de 

H

5

,

0

 hasta 

0,7H

, el desplazamiento relativo 

δ

R puede disminuir hasta un 50%, lo 

cual se ve reflejado en el análisis de la figura 2.51.  A partir de esto, es posible estimar el  desplazamiento que puede alcanzar un muro de tierra mecánicamente estabilidad para  distintas configuraciones que incluyan distintas longitudes de armaduras en función  de la altura del muro. 

 

2.6. DIMENSIONAMIENTO DE MUROS DE CONTENCIÓN DE TIERRAS   

Un  muro  de  contención  de  tierras  correctamente proyectado  debe  satisfacer dos  requisitos iniciales: primero, para hacer a la estructura segura contra falla por vuelco y  asentamiento excesivo, la presión bajo la base no debe exceder a la capacidad de carga  admisible del terreno de cimentación; además, la estructura en conjunto debe tener un  factor de seguridad adecuado con respecto al deslizamiento a lo largo de su base, o a lo  largo de cualquier estrato débil debajo de su base.   Segundo, toda la estructura, así  como cada una de sus partes debe poseer la resistencia adecuada.   Las presiones y 

In document Knowledge Governance in Abu Dhabi: Modelling-In the ‘Implicit’ For Organizational Innovation (Page 172-200)