Muros de contención. Estructuras


Muro de contención

La estructura de los muros de contención cambia dependiendo de ciertos criterios ¿Quieres conocer cuáles son y qué aspectos hay que tener en cuenta para realizar una buena elección? Aquí te lo contamos.

¿Qué son los muros de contención?

Un muro de contención es un elemento constructivo cuyas principales funciones son el cerramiento, soportar los esfuerzos horizontales que se producen por el empuje de tierras como en desmontes o terraplenes, contener agua u otros líquidos (depósitos), etc.

A parte de soportar los empujes horizontales del terreno,  también recibe los esfuerzos verticales transmitidos a paredes de carga, forjados y pilares que apoyan sobre ellos. La mayoría de los muros de contención son de hormigón armado.

Clasificación de muros de contención

Los muros de contención se pueden clasificar:

  • De acuerdo a su diseño
  • De acuerdo a su función
  • De acuerdo a su forma de Trabajo

Si quieres conocer las características que diferencian a los distintos muros, como se calculan y las verificaciones que hay que realizar para garantizar su correcta construcción sigue leyendo. 

De acuerdo a su diseño

Muros con Talón y Puntera

Este tipo de muro necesita sobrepasar la línea de edificación, a nivel de los cimientos. El talón es una prolongación de la zapata y da apoyo para la construcción del muro aportando una mayor estabilidad. 

Muros sin Talón

Normalmente al construir este tipo de muro resulta con un aumento de dimensión en la puntera de la zapata. 

Muros con Talón

En el primer caso, se necesita sobrepasar la línea de edificación. El resultado es parecido al muro sin talón, pero funciona de otra manera. Este tipo de muros es la mejor opción ante situaciones de posibles vuelcos.

De acuerdo a su función

Contención de tierras

Cuando el muro se destina a contener sólidos, normalmente tierras, dos aspectos muy importantes a tener en cuenta son la impermeabilización y el drenaje, para poder controlar el paso de agua del terreno a la edificación.

Contención de líquidos

Si el muro se destina a contener líquidos es necesario realizar un vibrado con un control adecuado, para evitar huecos y juntas. De esta forma se consigue la continuidad del hormigón y lograr una buena impermeabilización. 

De acuerdo a su forma de trabajo

Muros de contención por gravedad

Son muros de contención robustos que trabajan con su propio peso y el del suelo para generar mayor estabilidad.

Debido a sus grandes dimensiones, casi no sufre esfuerzos flectores y esto provoca que no suela armarse. Estos muros se clasifican en:

  • Muros de hormigón en masa. Si se requiere, se arma el pie (punta y/o talón).
  • Muros de mampostería seca. Se componen de bloques de roca (tallados o no).
  • Muros de escollera. Están compuestos por bloques de roca más grandes que los de mampostería.
  • Muros de gaviones. Son más seguros y fiables que los anteriores debido a que se pueden realizar cálculos de estabilidad y cuando se montan, todo el muro funciona de forma monolítica.
  • Muros prefabricados o de elementos prefabricados. Se pueden construir con bloques de hormigón previamente fabricados.
  • Muros aligerados. Muros en los que los bloques se aligeran haciendo huecos por distintas razones como la reducción de peso, el ahorro de material…
  • Muros jardinera. Es un muro aligerado cuyos bloques huecos se disponen escalonadamente, y en ellos se introduce tierra y se siembra.
  • Muros secos. Están compuestos por piedra de 8″ a 10″ y no llevan ningún tipo de mortero o concreto.

Muros de contención semigravedad

Estos muros son más esbeltos que los de gravedad. Requieren de una armadura principal en el tablero prolongada en la zapata y otra secundaria, para proteger de los cambios de temperatura.

Muros de contención ligeros (a flexión)

Cuando el muro trabaja a flexión se puede construir de dimensiones más livianas. La construcción se realiza con hormigón armado debido a que aparecen esfuerzos de flexión y la estabilidad depende de la resistencia del material empleado. El diseño del muro tiene la función de impedir que flexione, vuelque o produzca desplazamientos horizontales. 

Con este video podrás ver los tipos y sus diferencias con mayor claridad.

Otros tipos de muros de contención

Muros estructurales

Los muros estructurales son de hormigón fuertemente armado. Cuentan con un saliente o talón sobre el que se apoya parte del terreno, que hace que el muro y terreno trabajen de forma conjunta. Algunos ejemplos de estos muros son en forma de  “L” y de “T invertida”

Muros con contrafuerte

Los muros con contrafuerte surgen cuando los muros estructurales verticales de gran altura presentan muchas flexiones y para evitar este problema se colocan elementos estructurales denominados contrafuertes en la parte interior del muro donde se localizan las tierras. Se une el tallo con el talón y así disminuyen los esfuerzos cortantes. Normalmente los contrafuertes están separados entre ellos con distancias iguales o ligeramente mayores que la mitad de la altura del muro. 

Muros de tierra armada 

A los muros de tierra armada se les introduce armaduras metálicas en los mazacotes de terreno (grava) con el objetivo de resistir los movimientos. Esta armadura disminuye el empuje de tierra que tiene que soportar el muro y da cohesión al suelo. La fase de construcción es crucial ya que se tiene que ir compactando por capas de pequeño espesor, para darle una mayor resistencia al suelo.

Se le suelen poner planchas de piedra u hormigón para evitar desprendimientos.

Los muros de tierra armada también pueden estar compuestos de bloques de hormigón rellenos de sembrados y tierra. 

 Muros de suelo reforzado

Los muros de suelo reforzado están compuestos de tierra armada y una geomalla. Esta solución es más económica. Al igual que con los muros de tierra armada, estos muros también se pueden recubrir con escamas, o rematarlos con muros jardinera. 

Cómo se calcula un muro de contención

Para poder realizar los cálculos de muro de contención lo primero que se tiene hacer es conocer las características del terreno que se quiere contener. Con esto se puede establecer el empuje de la tierra o conocer la presión lateral del suelo y las diversas presiones que se pueden presentar en el terreno si contiene agua. 

Una de las características más importantes es conocer el tipo de muro de contención del que se desea tener el cálculo. 

Una vez se conocen estos datos se pasa al predimensionamiento del muro, luego se procede con el cálculo de empujes, se sigue con comprobación de estados límite y finalmente se hace el cálculo del muro como elemento estructural. 

En este link podrán encontrar todas las pautas y criterios que hay que seguir para construir adecuadamente un muro de construcción.

Análisis de estabilidad de los muros de contención

Para garantizar la resistencia y estabilidad de un muro de contención se deben realizar una serie de verificaciones como la de deslizamiento, de volteo, de capacidad de carga etc.

Verificación de deslizamiento

La verificación de deslizamiento busca que el muro no falle por un empuje excesivo. Hay que considerar que la fricción que se genera entre la base del muro y el suelo es la principal fuerza que resiste ante el deslizamiento. Para realizar la verificación deslizamiento es necesario conocer qué fuerzas son las que actúan y generan el desplazamiento como las que se oponen a este. 

Se constata que la componente horizontal del empuje (Fh) no sea mayor que la fuerza de retención (Fr) que se produce por la fricción entre la cimentación y el suelo, proporcional al peso del muro.

En ciertos casos se coloca un dentellón. Esto se debe a que este dentellón ayuda a aumentar el empuje pasivo.
Un muro se considera que es seguro si se da la relación: Fr/Fh > 1.3

Verificación de volteo o vuelco

En la verificación por volteo se realiza un análisis con respecto al punto de giro que está en un extremo de la base del muro, y se comprueba que los momentos estabilizantes sean mayores a los momentos estabilizantes. Con ello se corrobora si las dimensiones del muro son las correctas; debido a que la resistencia hacia estos momentos depende de la geometría del muro. Para realizar esta verificación se necesita saber cómo están actuando las fuerzas en el muro. 

Hay que constatar que el momento de las fuerzas que tienden a voltear el muro (Mv) sea menor al momento que tienden a estabilizar el muro (Me) , es decir: Me/Mv > 1.5.

Verificación de la capacidad de sustentación

La verificación de la capacidad de sustentación es necesaria para garantizar que el suelo no falle debido a la presión ejercida por el muro. Para ello se debe tener en consideración donde se aplica la carga ya que dependiendo de donde esté se calculará con una fórmula u otra.  

Posteriormente se procede al cálculo de la carga total que actúa sobre la cimentación con el respectivo diagrama de las tensiones, verificando que la carga transmitida al suelo (Ta) sea menor a la capacidad portante (Tp), es decir: Tp/Ta > 1.02.

Verificación de la estabilidad global

Se comprueba que el conjunto de la pendiente que se quiere contener con el muro tenga un coeficiente de seguridad global > 2.2

Tipos de estructuras de contención

Existen distintos tipos de estructuras de contención dependiendo de los criterios que se tengan en cuenta.

En función de su comportamiento estructural pueden ser:

  • Rígidas: Cumplen su función sin cambiar de forma. Esto implica que sus movimientos serán prácticamente de giro y desplazamiento del conjunto, sin que aparezcan deformaciones apreciables de flexión. Ej. muros. 
  • Flexibles: Cumplen con su función pero sufren deformaciones notables de flexión. Ej. Pantallas continuas, tablestacados. 

En función de su uso pueden ser:

  • Contención: Este tipo tiene el desmonte, escalón o desnivel de terreno de mayor altura.
  • Sostenimiento: Este tipo sostiene las tierras y cuando su altura es menor que la mitad de la altura total del terraplén sostenido se le denomina “de pie”.
  • Revestimiento o recubrimiento: Estas estructuras sólo recubren para evitar el desplazamiento por meteorización o erosión del suelo.

En función de su forma pueden ser: 

  • Continuos: Estos muros son sin salientes ni escalones. Dependiendo del trasdós pueden ser: verticales, en desplome, en talud.
  • Discontinuos: Pueden ser con contrafuerte, anclados, apuntalados, de tierra armada.

En función de su material pueden ser:

  • Mampostería: Están conformados por la mezcla de piedra braza con mortero de cemento. Se acomodan de forma que haya el menor porcentaje de huecos rellenos con mortero.
  • Gaviones: Están compuestos de piedras y mallas de acero inoxidable, dando un efecto estético y  gran resistencia. 
  • Hormigón: Es uno de los materiales que más se emplean para construir muros de contención. Siendo el resultado unos muros muy resistentes y con un precio económico. 
  • Encribados (mixtos): Están formados por piezas prefabricadas de hormigón de muy diversos tipos que forman una red espacial que se rellena con el propio suelo. 
  • Suelo reforzado: Son estructuras destinadas a conseguir desniveles verticales o de ángulo pronunciado mediante el empleo de suelo de calidad, compactados por tongadas y reforzados con elementos metálicos o geosintéticos. 
  • Vegetales: Son instalaciones vegetales en vertical que ofrecen a los espacios una imagen más verde, algo que tiene un impacto positivo en la población. 

En función de su resistencia estructural al empuje pueden ser:

  • De gravedad: Su estabilidad depende de su peso propio. La combinación de la fuerza de su peso y la del empuje de tierras, produce una fuerza que tendrá que pasar por el núcleo central de la base. Por esto son muy gruesos.
  • De semigravedad: Son muros más esbeltos que los de gravedad. Necesitan una armadura principal en el tablero prolongada en la zapata y otra secundaria para proteger de los cambios de temperatura.
  • A flexión:  Cuando el muro trabaja a flexión se puede construir de dimensiones más livianas. Debido a que surgen esfuerzos de flexión, la construcción se elabora con hormigón armado, y la estabilidad depende de la resistencia del material empleado. 

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