|
SUELOS GRANULARES. El
diseño de cimientos sobre suelos granulares estará gobernado por un criterio de
asentamiento, es decir, no por la resistencia al cortante a la alta
permeabilidad de las arenas y gravas, la mayor parte del asentamiento se
efectuará durante el proceso de construcción y estará casi completo al final de
éste. Es probable que los efectos de deformación plástica sean despreciables,
excepto en el caso de cimientos muy anchos sobre suelos variables, o donde se
tengan mezclas de arena o grava con limo. Otros problemas de asentamientos pos
construcción pueden relacionarse con compactación inducida por vibración,
cambios rápidos en el nivel freático o efectos de sismos. También es
virtualmente imposible obtener muestras no alteradas de suelos granulares y las
muestras recompactadas en general no repiten, con confiabilidad alguna, las
condiciones y propiedades en el campo. Para determinar las características de
comprensibilidad de los suelos granulares se realizan las siguientes pruebas de
campo:
a) Prueba de placa con carga.
b) Prueba normal de penetración.
c) Prueba del cono de penetración.
d) Prueba del medidor de presión
En suelos de alta permeabilidad se pueden presentar rápidos cambios en el nivel
del agua subterránea con los efectos consecuentes sobre la densidad del suelo y
las presiones de poro. Los cálculos de capacidad de carga se deben efectuar en
términos del esfuerzo efectivo, donde se elimina el término de cohesión y donde
el ángulo de resistencia al corte en términos de esfuerzo efectivo (φ˙) con
valores entre moderados y altos, la capacidad de carga se reduce en forma
sustancial, cuando el nivel freático está situado entre la zona que se extiende
desde su superficie hasta una profundidad “B” por debajo de la cimentación. Se
define a la resistencia al corte, o resistencia al esfuerzo cortante de un suelo
como el valor máximo, o límite de la resistencia al corte que se puede inducir
dentro de su masa antes de que ceda bajo ciertas condiciones, la flexibilidad
conducirá a la formación de una superficie de deslizamiento por corte, sobre la
cual puede tener lugar una cantidad apreciable de movimiento de deslizamiento,
por ejemplo, avalanchas, rotación de taludes o fallas en excavaciones, la
evaluación de los parámetros de la resistencia al corte es parte necesaria de
los procedimientos analíticos y de diseño relacionados con cimientos, muros de
retención y pendientes de terreno. En esencia, la resistencia al corte en el
seno de una masa sólida se debe al desarrollo de la resistencia a la fricción
entre partículas adyacentes, de modo que los análisis se basan principalmente en
el modelo de fricción. La palabra cohesión puede dar una idea errónea y con
frecuencia se entiende mal, la opinión anterior acerca de la naturaleza de esta
fuerza aparente que sujeta a los granos de suelo entre sí, se basaba en la
adhesión entre las partículas como consecuencia de las condiciones
electrostáticas de las superficies de los minerales arcillosos.
 MUROS DE CONTENCIÓN:
Los muros de contención tienen como finalidad resistir las presiones
laterales producidas por el material retenido. Para llevar a cabo el análisis es
necesario determinar las magnitudes de las fuerzas que actúan por encima de la
base de la cimentación, tales como empuje de tierra, sobrecargas, peso propio
del muro y peso de la tierra, y luego se investigue su estabilidad con respecto
a: a) Volteo. b) Deslizamiento. c) Presión sobre el terreno. d) Resistencia como
estructura.
Los muros de contención pueden ser: - Muros de gravedad: Que
resisten los empujes mediante su propio peso y son económicos para alturas
menores de 5.00 metros, en cuanto a su sección transversal, estos pueden ser de
diferentes formas, y en cuanto a sus materiales, éstos pueden ser de mampostería
de piedra bolón con mortero de arena y cemento, de ladrillo o de concreto
ciclópeo, la estabilidad de este tipo de muro se logra sólo con su peso propio,
por lo que se requiere grandes dimensiones dependiendo de los empujes, las
dimensiones de la base de estos muros oscila alrededor de 0.43 de su altura.
- Muros con Ménsulas.
- Muros con contrafuertes.
- Muros en “T”.
En el diseño de muros de contención se usa el método del estado límite; es
decir, se examinan varios modos de caso limitante (modo de falla última o de
servicio) y se usa un factor de seguridad para tenerlos en cuenta, como criterio
de diseño en cada caso, se considera que una pared de gravedad es un monolito
rígido, a veces con la inclusión de una parte del material contenido. Los muros
rígidos o sin refuerzo son bastantes masivos y su estabilidad depende casi
completamente de su peso.
USO DE LOS MUROS DE CONTENCIÓN: Frecuentemente en la construcción de
edificios o puentes es necesario contener la tierra en una posición muy próxima
a la vertical; siempre que se requieran rellenos y terraplenes hay necesidad de
proyectar muros de contención y en los edificios con sótanos los muros de
contención son indispensables. Si nosotros construimos una caja de vidrio de
forma rectangular que tenga una pared o costado que pueda deslizarse y se llena
con arena y después se deja libre súbitamente la pared, la arena deslizará a lo
largo de un plano de fractura y formará un talud. El ángulo “∞” formado por la
superficie libre de la arena y la horizontal se denomina ángulo de reposo o
ángulo del talud natural del material. Los distintos materiales muestran amplia
variación en los taludes de reposo. Además el contenido de humedad del material
es un factor importante con respecto al talud de reposo. Los materiales
granulares tales como arenas y gravas se comportan de manera diferente a los
materiales cohesivos tales como la arcilla, cuando son retenidos de alguna
manera. Los materiales en que se combinan los dos tipos de suelos actúan en
forma similar al material predominante. Puesto que los porcentajes de materiales
cohesivos y no cohesivos varían extensamente en la naturaleza, hay que recurrir
al experimento para determinar las propiedades de los suelos en su estado
natural. Si el muro es absolutamente rígido, se desarrolla el empuje de tierras
en reposo. Si el muro se reflecta o se mueve en una pequeña magnitud,
separándose de la tierra del relleno, se tendrá el empuje activo de las tierras,
si es el muro el que se mueve contra el relleno, se desarrollara el empuje
pasivo de las tierras. La magnitud del empuje en reposo tiene cierta relación
con los empujes activo y pasivo.
Muros de contención con relleno de suelos granulares no cohesivos. No
obstante que el diagrama de intensidad de la presión real de las tierras es muy
complejo, es corriente adoptar una distribución lineal de dicha presión debida a
los empujes activo y pasivo. Se supone que la intensidad aumenta con la altura
en función del peso del material, de modo que a la presión horizontal de la
tierra contra el muro suele llamársele frecuentemente presión de fluido
equivalente. Para un material granular sin cohesión que está seco, la hipótesis
de la variación de presión en línea recta es prácticamente correcta. Los suelos
con cohesión no se comportan de esta manera y no es buena práctica hacer un
relleno tras un muro con este tipo de material. Los materiales granulares deben
usarse en los rellenos siempre que sea posible, a fin de asegurar una
distribución lineal de la presión y para facilitar el drenaje indispensable para
eliminar la presión hidrostática detrás del muro. Es muy significativo observar
que la teoría de Coulomb tiene en cuenta la fricción entre el muro y el material
de relleno, en tanto la teoría de Ranking desprecia tal fuerza. Como es bastante
difícil determinar en forma exacta la fricción en la cara posterior del muro, la
teorٌa de Coulomb ha tenido menos empleo en el cálculo de muros de contención.
Un estudio más detallado de la teoría de Ranking indica que la fuerza depende no
solo de la pendiente del terreno, sino también del ángulo entre la cara del muro
y la superficie del relleno. En los casos de empuje activo se considera el
ángulo entre la cara posterior del muro y la horizontal.
Muro de contención de calle Muro de contención de terrazas. Seguir
escribiendo sobre el comportamiento de los suelos es un tema muy profundo de la
ciencia moderna de la mecánica de suelos. Es a partir de 1925 que se inicia el
desarrollo más significativo en esta rama de la ingeniería con la presentación
del profesor Kart Von Terzaghi (1882-1963) de su libro Erdbaumeckanic ( Mecánica
de suelos) en donde se presenta una filosofía al suelo como material, y muestra
cómo tratar las propiedades mecánicas de los suelos y sus comportamiento bajo
diversas cargas y condiciones de humedad. En las siguientes páginas se presenta
un modelo de cálculo estructural de muros de contención llevados a cabo en el
departamento de Jinotega en la comarca de Wilili en una rivera del río Coco
considerado el más grande de Nicaragua.
BIBLIOGRAFÍA CONSULTADA:
- Mecánica de Suelos en la Ingeniería Práctica. K. Terzaghi y R.B. Peck
- Mecanica del Suelo . J.A. Jiménez Salas.
- Mejoramiento de Suelos por Precarga. Aris C. Stamatopoulos y Panaghiotis C.
Kotzias
- Fundamentos de mecánica de suelos. Segunda edición: Roy Whitlow
- Mecánica de Suelos y Cimentaciones. Crespo
- Diseño de Concreto Armado. Noel J. Everard, MSCE,Ph.D , Jhon l. Tenner III,
MSCE
- Fundamentos de la mecánica de suelos. D.W Taylor
- Cimentaciones. A.L. Little. Para
arquitectura y construccion en
Arqhys.com.
|
