PROYECTO DE UNA ESTRUCTURA DE CONTENCIÓN

Transcripción

1 TEMÁTICA DE MUROS PROYECTO DE UNA ESTRUCTURA DE CONTENCIÓN Fabio Jaramillo Correa. Andrés Cárdenas Mejía. FABIO JARAMILLO CORREA / ANDRÉS CÁRDENAS MEJÍA 1

2 PROYECTO DE UNA ESTRUCTURA DE CONTENCIÓN 1. Planteamiento del problema geométrico 2. Determinación de las propiedades del suelo (Prospección geotécnica) 3. Elección de tipología estructural 4. Determinaciones de las acciones (Empujes) 2

3 5. Análisis de la estabilidad (Local y Global) 6. Análisis de la estabilidad estructural 7. Especificaciones sobre el proceso constructivo 8. Programas de control del comportamiento ASPECTOS IMPORTANTES Drenaje Uso de anclajes Apoyo del muro y soluciones mixtas Estabilidad global 3

4 3. ELECCIÓN DE LA TIPOLOGÍA ESTRUCTURAL FABIO JARAMILLO CORREA / ANDRÉS CÁRDENAS MEJÍA 4

5 Muros de gravedad flexibles 5

6 MUROS DE GRAVEDAD RÍGIDOS 6

7 MUROS DE EN VOLADIZO (CONCRETO REFORZADO) 7

8 8

9 Tipología de muros en voladizo 9

10 10

11 MUROS ANCLADOS 11

12 Proceso constructivo muro anclado santa marta (Muchachitos). 12

13 13

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21 Distribución de empujes en muros anclados 21

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23 23

24 24

25 Componentes de un anclaje con tendón de barra 25

26 Componentes de un anclaje lj activo 26

27 Componentes de un anclaje activo: Refuerzo zona de anclaje a muro 27

28 Protección contra la corrosión 28

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31 Tipos de anclajes. 31

32 Construcción de un anclaje 32

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34 34

35 35

36 TERRAPLENES ARMADOS Y TIERRA REFORZADA 36

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41 4.DETERMINACIONES DE LAS ACCIONES PRESIÓN ACTIVA DE RANKINE. FABIO JARAMILLO CORREA / ANDRÉS CÁRDENAS MEJÍA 41

42 Variables generales del problema. γ = Peso específico del material φ = Angulo de fricción del suelo c = Cohesión del suelo Zc = Profundidad grieta de tensión o altura cítrica α = Angulo de inclinación del talud por encima del muro z = Altura de estudio de muro 42

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46 Conceptos fundamentales ALTURA CRITICA: Es la altura máxima vertical ( TEÓRICA ) para la cual no se presentaría empuje de suelos dadas las condiciones geomecánicas del suelo. Si la cohesión es cero (Material completamente granular ARENAS ), no existe concepto de altura critica y la altura de empujes de suelo es igual a la altura del muro de contención. Si el ángulo de fricción interna es cero aún existe concepto de altura critica 2* c 1+ senoφ 2* c z c = z c = Ko γ 1 senoφφ γ 46

47 Restricciones a la solución matemática La solución dada por Mazindrani y Ganjali en 1997 y basada en la solución de Rankine 1857, corresponde a una solución general al problema con un relleno inclinado con un suelo c - φ. Al aplicar todas las restricciones i de frontera necesarias se llega a la misma solución establecida por Rankine y las soluciones cuando el ángulo de fricción o la cohesión son iguales a cero. Si no existen propiedades p geomecánicas resistentes el material se comporta como un fluido Ka = 1.0 En acuerdo a unas propiedades geomecánicas dadas existe it una inclinación ió máxima ái de tld talud que vuelve la solución de Ka como un numero imaginario. 47

48 K a NUEVAS TECNOLOGÍAS EN CONCRETO PARA INFRAESTRUCTURA. I.C.P.C Solución general: c c 2 c 2 ' = 2cos 2 cos * 4cos (cos cos ) 4 cos 8 cos * *cos 1 2 α+ φ senφ α α φ + φ+ α senφ φ cos φ * * * γ z γ z γ z z c 2* c = γ 1+ senoφ 1 seno φ Si la cohesión interna es cero: K a = tan 2 φ

49 Comparativo o entre Rankine Mazindarani y Ganjali Ecuación establecida por Rankine (1857) para un terraplén inclinado c =0 γ = 18 kn/m³ φ = 25 Ka cosα = cosα cosα + c = 0 Mpa (No aplicable para Rankine) α = 15 z = (No aplicable para Rankine) Ka = cos cos 2 2 α cos α cos 2 2 φ φ 49

50 Variación ió de la ecuación de Mazindrani i y Ganjali para las mismas condiciones anteriores y variando la cohesión PRESIÓN ACTIVA γ = 18 kn/m³ φ = 25 c = Variable α = 15 z = 6.0 m Cohesión (M pa) 50

51 Variación de Ka en función del talud. PRESIÓN ACTIVA γ = 18 kn/m³ φ = 25 c = 20 MPa α = Variable z = 4.0 m Inclinación de Talud ( ) () 51

52 La variación ió del empuje de presión activa en función del ángulo de inclinación del talud, se comporta de manera lineal hasta alcanzar el valor del ángulo de fricción y de este punto en adelante el Ka tiene una variación exponencial 52

53 Variación de Ka en función de la fricción. PRESIÓN ACTIVA γ = 18 kn/m³ φ = Variable c = 20 MPa α = 35 z = 4.0 m Fricción ( ) 53

54 Es evidente la reducción del empuje de presión activa con el aumento del ángulo de fricción interna del talud, hasta llegar a un punto donde d el talud es capaz de auto-sostenerse. 54

55 Variación de Ka en función de la cohesión. PRESIÓN ACTIVA γ = 18 kn/m³ φ = c = Variable α = z = 4.0 m Cohesión (M pa) 55

56 Se presenta un gran aumento del empuje sobre un muro cuando se disminuye la cohesión interna del material: Pasar de una cohesión de 22 Mpa a 12 Mpa, equivale a un aumento en el empuje del muro del 58 % 56

57 Variación de Ka en función de la altura de muro. PRESIÓN ACTIVA γ = 18 kn/m³ φ = c = 20 MPa α = z = Variable Z (m) 57

58 Aunque para muchos autores no es evidente, se presenta un aumento lineal en el empuje de presión activa en función del incremento de la altura del muro (conservando las demás propiedades constantes). En la ecuación presentada existe un factor multiplicador li que considera la altura del muro. 58

59 PATOLOGÍA Daños estructurales. FABIO JARAMILLO CORREA / ANDRÉS CÁRDENAS MEJÍA 59

60 60

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62 Deformaciones 62

63 63

64 EL AGUA! 64

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68 Arrastre del material de lleno. 68

69 Roturas por vuelco 69

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72 Rotura global 72

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75 Rotura 75

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77 77