Tema 12: El contacto con el terreno.

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1 Tema 12: El contacto con el terreno. Parte I: Cimentación Transferencia de cargas de la estructura al terreno Parte II: Contención de tierras y mejora de suelos Cerramientos en contacto con el terreno, contención de empujes y drenaje de agua INTRODUCCIÓN A LA CONSTRUCCIÓN Curso Escuela Técnica Superior de Arquitectura. Tema 12 (II): Contención de tierras 1. Estructuras de contención: funciones y tipos 2. Muros de contención 3. Pantallas 4. Mejora del terreno. 5. Drenaje de las estructuras de contención INTRODUCCIÓN A LA CONSTRUCCIÓN Curso Escuela Técnica Superior de Arquitectura. 1

2 Objetivos docentes del Tema 12: Conocer e identificar los elementos y sistemas de transmisión de cargas al terreno, tipos y soluciones constructivas. Conocer los sistemas de contención, estabilización y drenaje de terrenos, analizando su adecuación en función de las necesidades espaciales y de habitabilidad. Estructuras de contención de tierras Para establecer en el terreno dos niveles geométricos a distinta cota, se puede: Transición suave : Talud natural estable Cambio brusco: corte vertical del terreno (terrenos que lo permitan) o mediante la interposición de estructuras de contención Las estructuras de contención deben estar proyectadas para: Soportar los empujes del terreno y las cargas exteriores Transmitir al terreno a nivel inferior las acciones anteriores 2

3 Contención de tierras (talud natural) Empujes de las tierras El empuje en el trasdós de la estructura de contención aumenta con la profundidad y con la altura del agua contenida en el terreno (presión hidrostática). 3

4 Tipos de estructuras de contención Por su comportamiento mecánico: Rígidas: por sus dimensiones, materiales y morfología cumplen su función sin deformarse (sin flexión). Los posibles movimientos serán el de giro y el de desplazamiento del conjunto sin deformaciones apreciables de flexión. (muros por gravedad) Flexibles: por sus dimensiones y morfología cumplen su función experimentado deformaciones apreciables de flexión (muros, tablestacados y pantallas) Por su permanencia Provisionales (entibaciones): necesarias durante el proceso de ejecución Permanentes: necesarias para contener tierras y cerrar espacios interiores Estructuras de contención rígidas 4

5 Estructuras de contención flexibles Estructuras de contención provisionales 5

6 Estructuras de contención en sótanos Si forman parte de un edificio (muros y pantallas de sótano), independizan la construcción enterrada del terreno circundante y además de soportar los empujes del terreno, deberán garantizar: la estanqueidad del conjunto, evitando el paso del agua al interior, un comportamiento higro-térmico adecuado La transmisión de las cargas que reciban de la estructura del edificio a cimentación (función portante) En los muros y pantallas de sótano, los forjados actúan como elementos de arriostramiento transversal. Ejecución de estructuras de contención El proceso de ejecución incluye El vaciado del terreno (en su caso) La construcción de la estructura de contención El sistema de drenaje e impermeabilización (en su caso) El tipo de terreno, la existencia de edificaciones o propiedades colindantes y la altura del desnivel que salvan condicionan la elección del tipo de estructura de contención, y el orden de ejecución de los trabajos necesarios: Muros: vaciado construcción del muro sistema de drenaje en trasdós o intradós Pantallas: construcción de la pantalla vaciado sistema de drenaje en intradós 6

7 Muros de contención Son estructuras rígidas de contención Los muros de gravedad de mampostería y hormigón en masa (e = 30% h), se han sustituido por muros de hormigón armado de menor espesor con secciones frecuentes en L y T (muros ménsula) Muros de contención 7

8 Muros de contención Muros de contención 8

9 Construcción de muros por bataches En el caso de terrenos muy cohesivos, se pueden ejecutar por tramos o bataches a medida que se realiza la excavación (bermas del terreno). Tierra armada Estructura de contención empleada en espacios abiertos, en zonas con problemas de cimentación y cuando se puede ocupar el terreno del trasdós: consiste en reforzar un terraplén con bandas de acero en planos horizontales unidos a unas escamas prefabricadas que constituyen el paramento continuo de un muro de poco espesor. 9

10 Muros de sótano Pantallas Elementos de contención de tierras que además se emplean para realizar excavaciones verticales cuando: el terreno, los edificios u otras estructuras cimentadas en las inmediaciones de la excavación, no serían estables sin sujeción se trata de eliminar posibles filtraciones de agua a través de los taludes de la excavación y eliminar o reducir a límites admisibles las posibles filtraciones a través del fondo Hay que asegurar la estabilidad de la excavación frente a sifonamiento del terreno (fallo por descompresión). Se construyen desde la superficie del terreno antes de la excavación y trabajan en ménsula a flexión por empotramiento por debajo del nivel de vaciado. Pueden ser continuas o discontinuas (pilotes). 10

11 Pantallas continuas Las pantallas continuas se construyen por paneles machihembrados construidos in situ Pantallas: muretes guía 11

12 Pantallas continuas Pantallas Los paneles de las pantallas continuas y los pilotes de las discontinuas se unen en cabeza por una viga de coronación que unifica el trabajo del conjunto 12

13 Pantallas continuas autoportantes Pantallas Se pueden emplear anclajes al terreno para generar puntos de apoyo intermedio En caso de pantallas de sótano, los forjados actúan como elementos de arriostramiento frente al empuje lateral Hasta su construcción, se utilizan sistemas de soporte lateral 13

14 Pantallas Estabilidad de Pantallas 14

15 Estabilidad de Pantallas Por bermas temporales y forjados La mejora del terreno Las características del terreno natural condicionan los sistemas de cimentación y contención. Se pueden modificar las condiciones mediante: Mejora de la capacidad mecánica del terreno: Por compactación del terreno (deformación) Modificación del terreno: sustitución, inyección y jetgrouting (mezcla con cemento a presión) Por el confinamiento del terreno Drenaje del terreno: eliminación o control del agua del terreno permanente (nivel freático) o variable (corrientes de agua superficial o subterránea). 15

16 Mejora del terreno Vibrocompactación Jet-grouting El drenaje del terreno Drenar un terreno consiste en eliminar las aguas acumuladas por escorrentía, por elevación del nivel freático o por lluvia. Se realiza mediante una red de canales que recogen y conducen las aguas fuera (en zonas urbanas, a la red municipal de saneamiento) 16

17 El drenaje del terreno El drenaje en las estructuras de contención En las estructuras de contención, la presencia de agua en el terreno, supone: Empuje en el trasdós (presión hidrostática) Posibles filtraciones hacia el intradós (problemas de estanquidad) Para evitarlo, se puede eliminar el agua de la zona cercana a la estructura de contención: Permitiendo que el agua atraviese la estructura y recogiéndola en un tubo o canal en el intradós (siempre en pantallas) En sótanos, el intradós puede trasdosarse dejando una cámara ventilada Recogiendo el agua en el trasdós del muro mediante un dren lineal continuo en la base del muro y: Impermeabilizando el trasdós del muro (tb técnicas de hidrofugación) Alejando el agua del trasdós del muro mediante un sistema de drenaje superficial 17

18 El drenaje en las estructuras de contención El drenaje de las estructuras de contención 18

19 El drenaje de las estructuras de contención Tema 12 (II): Contención de tierras 1. Estructuras de contención: funciones y tipos 2. Muros de contención 3. Pantallas 4. Mejora del terreno. 5. Drenaje de las estructuras de contención INTRODUCCIÓN A LA CONSTRUCCIÓN Curso Escuela Técnica Superior de Arquitectura. 19

20 Bibliografía de consulta recomendada TORROJA, E. Razón y ser de los tipos estructurales. Editorial IccET. Madrid. (Capítulo XI). RODRÍGUEZ ORTIZ, JM. Curso Aplicado de Cimentaciones, ETSAM, UPM. 20

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