Este artículo explica diversas fuerzas que actúan sobre un muro de contención y su influencia en el comportamiento del muro de contención. Dependiendo del tipo de construcción, las fuerzas que actúan sobre los muros de contención varían.
Por ejemplo, se pueden tener en cuenta la presión activa y la presión en reposo. En base al comportamiento estructural se evalúan las fuerzas a tener en cuenta durante el diseño.
Vayamos directamente a las fuerzas que actúan sobre los muros de contención.
Tipo de fuerza que actúa sobre un muro de contención.
Construimos un muro de contención para retener agua, tierra, desechos sólidos u otros materiales en una presa inestable.
Dependiendo del tipo de material a retener según los requisitos del proyecto, existen diferentes tipos de muros de contención, como muros de contención de hormigón, muros de gaviones, etc.
Sin embargo, el método de aplicación y el tipo de cargas son similares para la mayoría de los tipos de muros de contención.
Presión lateral del suelo
Dependiendo del comportamiento del muro de contención, las cargas laterales se aplican de tres formas.
- Presión activa del suelo
Fuerza ejercida por el piso sobre la pared cuando la pared puede desviarse libremente. En otras palabras, para simplificar, digamos que el suelo se mueve hacia la pared.
La presión activa se calcula utilizando la siguiente ecuación.
P A = k A γh; k A – coeficiente de presión activa = (1-sinΦ) / 1+sinΦ), γ – densidad del suelo y h – altura de la pared
- Presión pasiva del suelo
Presión La presión de la tierra se produce cuando la pared presiona contra el suelo. Aquí, por simplicidad, decimos que la pared se mueve hacia el suelo.
La presión pasiva del suelo se puede calcular utilizando la siguiente ecuación.
P P = k P γh; k P – coeficiente de presión pasiva = (1+sinΦ) / 1-senΦ), γ – densidad del suelo y h – altura de la pared
- Presión en reposo o estado de reposo
Este es un caso especial y la presión varía entre presión activa y presión pasiva.
Cuando hablamos de reposo, asumimos que la estructura no se mueve. Por tanto, la presión ejercida sobre la pared es mayor que la presión activa.
El estado inactivo se tiene en cuenta en situaciones especiales y el comportamiento de la estructura también puede provocar el estado inactivo.
Por ejemplo, diseñamos una estructura rígida como muro de contención, y si no se deforma al someterla a la presión del suelo (presión activa), la presión aumentará y la estructura podrá alcanzar el estado de reposo.
Además, durante el diseño se tuvo en cuenta el estado de reposo, cuando la estructura requiere una mínima deflexión. Por ejemplo, si construimos un muro de contención en voladizo donde necesitamos limitar la deflexión hacia arriba, debe estar diseñado para descansar.
Entonces tenemos una estructura comparativamente rígida que puede limitar la deflexión cuando se aplica fuerza.
La presión ejercida en reposo se puede calcular mediante las siguientes ecuaciones.
P 0 = k 0 γh; k 0 – Coeficiente de presión en reposo = (1- sinΦ), γ – densidad del suelo y h – altura de la pared
El artículo Coeficiente de presión lateral de la tierra. Puede encontrar más información en
recargos
El recargo es una carga de presión sobre el suelo mantenida por la pared.
Puede ser alguna forma de carga lineal o carga distribuida uniformemente.
La evaluación correcta del recargo es muy importante en la planificación. Por ejemplo, si hay estructuras cerca del muro de contención, se debe tener en cuenta la presión correcta en la planificación.
Una estimación incorrecta puede provocar la falla del muro de contención .
Presión del agua
Es muy importante conocer las fuerzas que actúan sobre un muro de contención debido a la presión del agua intersticial.
Una evaluación incorrecta de la presión del agua puede provocar fallos, como se describe en el artículo Fallo del muro de contención .
La presión del agua cambia significativamente el factor de seguridad.
Por lo tanto, se debe prestar especial atención a la presión del agua durante la construcción y, siempre que sea posible, se debe proporcionar un drenaje adecuado.
Las fuerzas axiales actúan sobre el muro de contención.
Si el muro de contención está soportado por otras estructuras, debemos considerar su influencia en la estructura.
Las fallas por carga axial no son comunes en los muros de contención porque se requiere una sección transversal significativa para soportar cargas verticales.
Los muros de contención y sus cimientos en algunas estructuras a veces se consideran cimientos de columnas. En tal situación, se debe realizar un diseño correcto para el estado límite último y el estado límite de servicio.
cargas de viento
Normalmente, las cargas de viento no son tan críticas para los muros de contención.
Sin embargo, si hay otras estructuras en el muro de contención independiente, esto puede afectar su estabilidad.
Por ejemplo, los muros altos construidos encima de la pared pueden tener algún efecto. Pero esto puede no ser tan crítico.
Cargas sísmicas
Las fuerzas sísmicas que actúan sobre un muro de contención tienen un impacto significativo en la estabilidad del muro de contención.
Calculamos el coeficiente de presión del suelo (presión activa, presión pasiva, presión en reposo) y luego estimamos la carga aplicada.
La guía se publicó como Muros y pisos de contención. EN US Army Corps 1110-2-2502 , encuentre más información sobre las ecuaciones que se pueden utilizar para calcular los coeficientes de presión del suelo.
El artículo apareció como Coeficiente de presión sísmica. También se puede hacer referencia al extracto de la directriz mencionada anteriormente.
Cargas de impacto como cargas accidentales, cargas explosivas, etc.
Las cargas de impacto no son tan comunes en los muros de contención. Sólo pueden ocurrir en muy raras ocasiones.
Además, existe una menor probabilidad de que estas cargas actúen contra la estabilidad que si hubiera una alta probabilidad de que se aplicara presión a la superficie expuesta, creando un momento de restauración.
Sin embargo, los muros de contención pueden resultar dañados por tales cargas.
Otros poderes
Si los muros de contención se construyen sobre otra estructura y esta se considera la base del muro, pueden ocurrir tensiones adicionales en el muro.
Por ejemplo, si construimos el muro de contención sobre la losa de cimentación como un muro de sótano, cuando se aplican cargas a la losa de cimentación, parte de la tensión se transferirá a la pared debido a la rigidez de la misma.
La acción de flexión fuera del plano de la losa de cimentación se transfiere al muro como tensión en el plano. Debido a la alta rigidez en la dirección dentro del plano, se produce un aumento significativo de la tensión en la pared.
Esto debe comprobarse durante la construcción.
