CONSIDERACIONES GEOTECNIAS PARA DISEÑO DE CIMENTACIONES DE ESTRUCTURAS DE CONTENCION Ing. Victor Tolentino Yparraguirre Msc. UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR.

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2 CONSIDERACIONES GEOTECNIAS PARA DISEÑO DE CIMENTACIONES DE ESTRUCTURAS DE CONTENCION Ing. Victor Tolentino Yparraguirre Msc. UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS FACULTAD DE INGENIERIA GEOLOGICA MINERA METALURGI A GEOGRAFIA Y CIVIL ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL

3 TEMAS A TRATAR DEFINICIÓN;DEFINICIÓN; TIPOS;TIPOS; CARACTERÍSTICAS, APLICACIONES Y LÍMITES;CARACTERÍSTICAS, APLICACIONES Y LÍMITES; ESTRUCTURAS A GRAVEDAD EN GAVIONES;ESTRUCTURAS A GRAVEDAD EN GAVIONES; CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS Y FUNCIONALES;CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS Y FUNCIONALES; CARACTERÍSTICAS DE LOS MATERIALES;CARACTERÍSTICAS DE LOS MATERIALES; CRITERIOS TEÓRICOS;CRITERIOS TEÓRICOS; CÁLCULO DEL EMPUJE;CÁLCULO DEL EMPUJE; CRITERIOS PARA LA VERIFICACIÓN DE ESTABILIDAD;CRITERIOS PARA LA VERIFICACIÓN DE ESTABILIDAD;

4 CARACTERÍSTICAS COMPLEMENTARES DE PROYECTO;CARACTERÍSTICAS COMPLEMENTARES DE PROYECTO; EL SOFTWARE “GAWAC” PARA VERIFICACIÓN DE ESTRUCTURAS DE CONTENCIÓN EN GAVIONES.EL SOFTWARE “GAWAC” PARA VERIFICACIÓN DE ESTRUCTURAS DE CONTENCIÓN EN GAVIONES. EJEMPLO DE APLICACIÓN PARA EL PROGRAMA.EJEMPLO DE APLICACIÓN PARA EL PROGRAMA. TEMAS A TRATAR

5 DEFINICIÓNDEFINICIÓN Puede definirse como estructura de contención, a cualquier obra capaz de contener o soportar las presiones laterales (empujes de tierra) generadas por un talud vertical o próximo de la vertical. El suelo puesto por detraz de la estructura se llama relleno.Puede definirse como estructura de contención, a cualquier obra capaz de contener o soportar las presiones laterales (empujes de tierra) generadas por un talud vertical o próximo de la vertical. El suelo puesto por detraz de la estructura se llama relleno. ESTRUCTURAS DE CONTENCIÓN

6 TIPOLOGIATIPOLOGIA ESTRUCTURAS A GRAVEDAD:ESTRUCTURAS A GRAVEDAD: Son estructuras en que el peso propio es responsable por soportar el empuje del macizo a contener.Son estructuras en que el peso propio es responsable por soportar el empuje del macizo a contener. ESTRUCTURAS DE CONTENCIÓN

7 MAMPOSTERIA DE PIEDRA CONCRETO CICLOPEO GAVIONES

8 TIPOLOGIATIPOLOGIA ESTRUCTURA EN CONCRETO ARMADOESTRUCTURA EN CONCRETO ARMADO Están básicamente compuestos por dos losas de concreto dispuestas en forma de "L" o "T invertida" en las cuales también se puede introducir contrafuertes para aumentar su rigidez.Están básicamente compuestos por dos losas de concreto dispuestas en forma de "L" o "T invertida" en las cuales también se puede introducir contrafuertes para aumentar su rigidez. ESTRUCTURAS DE CONTENCIÓN

9 MUROS EN FORMA DE T INVERTIDA Y L CONTRAFUERTES

10 TIPOLOGIATIPOLOGIA ESTRUCTURAS CON FICHAESTRUCTURAS CON FICHA Básicamente ellas están compuestas por "paneles", en las cuales una parte de la misma es enterrada en la fundación, dando estabilidad a la parte expuesta, que es responsable por la contención del macizo.Básicamente ellas están compuestas por "paneles", en las cuales una parte de la misma es enterrada en la fundación, dando estabilidad a la parte expuesta, que es responsable por la contención del macizo. ESTRUCTURAS DE CONTENCIÓN

11 MURO PANTALLA TABLESTACADOS LINEA DE ESTACAS

12 TIPOLOGIATIPOLOGIA ESTRUCTURAS ANCLADASESTRUCTURAS ANCLADAS Son formadas por tableros delgados o vigas reticuladas asociadas a tensores metálicos. Los esfuerzos generados sobre los tableros o sobre las vigas se transmiten a la parte estable del macizo a través de los tensores metálicos.Son formadas por tableros delgados o vigas reticuladas asociadas a tensores metálicos. Los esfuerzos generados sobre los tableros o sobre las vigas se transmiten a la parte estable del macizo a través de los tensores metálicos. ESTRUCTURAS DE CONTENCIÓN

13 ESTRUCTURA ANCLADA - PANELES O LOSAS

14 ESTRUCTURAS DE CONTENCIÓN ESTRUCTURA ANCLADA - VIGAS RETICULADAS

15 ESTRUCTURAS DE CONTENCIÓN TIPOLOGIATIPOLOGIA ESTRUCTURAS EN SUELO REFORZADOESTRUCTURAS EN SUELO REFORZADO Son constituidas por un bloque estructural formado por el suelo y elementos de refuerzo. Dichos elementos de refuerzo son responsables por soportar los esfuerzos a través de la movilización de la resistencia a la fricción del suelo de entorno, en el macizo estructural.Son constituidas por un bloque estructural formado por el suelo y elementos de refuerzo. Dichos elementos de refuerzo son responsables por soportar los esfuerzos a través de la movilización de la resistencia a la fricción del suelo de entorno, en el macizo estructural.

16 ESTRUCTURAS DE CONTENCIÓN TIERRA ARMADA (Vidal 1969)

17 ESTRUCTURAS DE CONTENCIÓN GEOGRILLA

18 TERRAMESH VERDE Maccaferri 1979

19 ESTRUCTURAS DE CONTENCIÓN TERRAMESH SYSTEM Maccaferri 1979

20 ESTRUCTURAS DE CONTENCIÓN CARACTERÍSTICAS, APLICACIONES Y LÍMITESCARACTERÍSTICAS, APLICACIONES Y LÍMITES ESTRUCTURAS EN CONCRETO ARMADOESTRUCTURAS EN CONCRETO ARMADO En general muy utilizadas. Hoy su viabilidad económica se limita, en general, a estructuras con altura entre 2 y 5 metros.En general muy utilizadas. Hoy su viabilidad económica se limita, en general, a estructuras con altura entre 2 y 5 metros. Necesita de suelo de fundación con buenas características físicas;Necesita de suelo de fundación con buenas características físicas; Es indispensable un sistema de drenaje eficaz;Es indispensable un sistema de drenaje eficaz; Necesita mano de obra calificada para la preparación de encofrados y armaduras;Necesita mano de obra calificada para la preparación de encofrados y armaduras; No entran inmediatamente en funcionamiento.No entran inmediatamente en funcionamiento.

21 ESTRUCTURAS DE CONTENCIÓN CARACTERÍSTICAS, APLICACIONES Y LÍMITESCARACTERÍSTICAS, APLICACIONES Y LÍMITES ESTRUCTURAS CON FICHAESTRUCTURAS CON FICHA Generalmente conveniente cuando se desea crear desniveles en suelos inestables o con construcciones adyacentes y próximas.Generalmente conveniente cuando se desea crear desniveles en suelos inestables o con construcciones adyacentes y próximas. Para contener desniveles arriba de los 4m dichas estructuras deben merecer atención especial, no sólo en términos de costos, pero principalmente con relación al cálculo y construcción, debido a los posibles desplazamientos horizontales que pueden sufrir, llegando a causar problemas estructurales en construcciones vecinas.Para contener desniveles arriba de los 4m dichas estructuras deben merecer atención especial, no sólo en términos de costos, pero principalmente con relación al cálculo y construcción, debido a los posibles desplazamientos horizontales que pueden sufrir, llegando a causar problemas estructurales en construcciones vecinas.

22 ESTRUCTURAS DE CONTENCIÓN CARACTERÍSTICAS, APLICACIONES Y LÍMITESCARACTERÍSTICAS, APLICACIONES Y LÍMITES ESTRUCTURAS ANCLADASESTRUCTURAS ANCLADAS Usadas principalmente para las contención de grandes alturas en suelos de corte. En dichas condiciones se muestran sumamente versátiles a pesar de presentaren costo bastante alto y exigir mano de obra especializada, además de materiales sofisticados en su construcción.Usadas principalmente para las contención de grandes alturas en suelos de corte. En dichas condiciones se muestran sumamente versátiles a pesar de presentaren costo bastante alto y exigir mano de obra especializada, además de materiales sofisticados en su construcción. Necesitan poco espacio para su construcción.Necesitan poco espacio para su construcción. Esas estructuras se usaron ampliamente en Brasil por las décadas de 60 y 70, sobre todo en grandes obras viales.Esas estructuras se usaron ampliamente en Brasil por las décadas de 60 y 70, sobre todo en grandes obras viales.

23 ESTRUCTURAS DE CONTENCIÓN CARACTERÍSTICAS, APLICACIONES Y LÍMITESCARACTERÍSTICAS, APLICACIONES Y LÍMITES ESTRUCTURAS EN TIERRA REFORZADAESTRUCTURAS EN TIERRA REFORZADA En los últimos años esas estructuras están encontrando buena aceptación junto al medio técnico, principalmente en los casos en que se necesite crear o reconstituir un terraplén (obras viales, áreas industriales etc...). Para esos casos las estructuras en suelo reforzado presentan bajo costo, facilidad y rapidez constructiva, incluso para contenciones de grandes alturas.En los últimos años esas estructuras están encontrando buena aceptación junto al medio técnico, principalmente en los casos en que se necesite crear o reconstituir un terraplén (obras viales, áreas industriales etc...). Para esos casos las estructuras en suelo reforzado presentan bajo costo, facilidad y rapidez constructiva, incluso para contenciones de grandes alturas.

24 ESTRUCTURAS DE CONTENCIÓN CARACTERÍSTICAS, APLICACIONES Y LÍMITESCARACTERÍSTICAS, APLICACIONES Y LÍMITES ESTRUCTURAS A GRAVEDADESTRUCTURAS A GRAVEDAD Son los tipos más tradicionales y comunes, siendo también los más económicos en la gran mayoría de los casos donde se necesiten pequeñas contenciones. Esto es debido a su facilidad constructiva, en términos de mano de obra y materiales usados. Pueden ser clasificadas en rígidas y flexibles.Son los tipos más tradicionales y comunes, siendo también los más económicos en la gran mayoría de los casos donde se necesiten pequeñas contenciones. Esto es debido a su facilidad constructiva, en términos de mano de obra y materiales usados. Pueden ser clasificadas en rígidas y flexibles. Sin embargo presentan algunas limitaciones técnicas y aplicativas que son:Sin embargo presentan algunas limitaciones técnicas y aplicativas que son:

25 ESTRUCTURAS DE CONTENCIÓN CARACTERÍSTICAS, APLICACIONES Y LÍMITESCARACTERÍSTICAS, APLICACIONES Y LÍMITES ESTRUCTURAS A GRAVEDAD RÍGIDASESTRUCTURAS A GRAVEDAD RÍGIDAS Necesitan de material de fundación con buenas características físicas (no aceptan asentamientos diferenciales);Necesitan de material de fundación con buenas características físicas (no aceptan asentamientos diferenciales); Exigen un sistema de drenaje eficaz;Exigen un sistema de drenaje eficaz; En las aplicaciones hidráulicas debe evitarse erosiones en la base de la estructura.En las aplicaciones hidráulicas debe evitarse erosiones en la base de la estructura.

26 ESTRUCTURAS DE CONTENCIÓN CARACTERÍSTICAS, APLICACIONES Y LÍMITESCARACTERÍSTICAS, APLICACIONES Y LÍMITES ESTRUCTURAS A GRAVEDAD FLEXIBLESESTRUCTURAS A GRAVEDAD FLEXIBLES En oposición a las limitaciones anteriormente presentadas, las estructuras de contención flexibles, especialmente las ESTRUCTURAS FLEXIBLES EN GAVIONES presentan una serie de cualidades que las tornan únicas, si se compara a todas las propuestas técnicas rígidas anteriormente expuestas.En oposición a las limitaciones anteriormente presentadas, las estructuras de contención flexibles, especialmente las ESTRUCTURAS FLEXIBLES EN GAVIONES presentan una serie de cualidades que las tornan únicas, si se compara a todas las propuestas técnicas rígidas anteriormente expuestas. Estaremos ahora hablando específicamente de este tipo de estructuras.Estaremos ahora hablando específicamente de este tipo de estructuras.

27 ESTRUCTURAS DE CONTENCIÓN CARACTERÍSTICAS, APLICACIONES Y LÍMITESCARACTERÍSTICAS, APLICACIONES Y LÍMITES ESTRUCTURAS A GRAVEDAD EN GAVIONESESTRUCTURAS A GRAVEDAD EN GAVIONES –Las estructuras en gaviones son constituidas por elementos metálicos hechos con malla hexagonal de doble torsión, llenados con piedras. Son estructuras sumamente ventajosas, del punto de vista técnico y económico, ya que poseen un grupo de características funcionales que no hay en otro tipo de estructura. –De hecho, nosotros podemos considerar las contenciones en gaviones como estructuras:

28 ESTRUCTURAS DE CONTENCIÓN CARACTERÍSTICAS DE LAS ESTRUCTURAS A GRAVEDAD EN GAVIONES:CARACTERÍSTICAS DE LAS ESTRUCTURAS A GRAVEDAD EN GAVIONES: –MONOLÍTICAS; –RESISTENTES Y DURABLES; –FLEXIBLES Y ARMADAS; –PERMEABLES; –DE BAJO IMPACTO AMBIENTAL; –PRÁCTICAS Y VERSATILES ; –ECONÓMICAS.

29 CONTENCIONES A GRAVEDAD EN GAVIONES

30 CONTENCIONES A GRAVEDAD EN GAVIONES ESCALONES EXTERNOS ESCALONES INTERNOS

31 ¿ POR QUÉ UTILIZARLAS ?

32 4Son flexibles

33 4Soportan esfuerzos de tracción

34 4Son permeables

35 4Son de construcción simple

36 4Proporcionan bajo impacto ambiental

37 4Son resistentes y económicas

38 DONDE UTILIZARLAS

39 4Contenciones en carreteras

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41 4Contenciones en ferrocarriles

42 4Contenciones en áreas urbanas

43 4Contenciones arquitectónicas

44 4Contenciones industriales

45 ESTRUCTURAS DE CONTENCIÓN CARACTERÍSTICAS DE LOS MATERIALES:CARACTERÍSTICAS DE LOS MATERIALES:

46 ESTRUCTURAS DE CONTENCIÓN CARACTERÍSTICAS DE LOS MATERIALES:CARACTERÍSTICAS DE LOS MATERIALES: –EL ALAMBRE: de acero con bajo contenido de carbono, revestido con GALFAN (aleación zinc /aluminio) y recubierto con PVC. ALAMBRE BCC GALMAC PVC

47 ESTRUCTURAS DE CONTENCIÓN CARACTERÍSTICAS DE LOS MATERIALES:CARACTERÍSTICAS DE LOS MATERIALES: –LA MALLA: hexagonal, doble torsión tipo 10 X 12

48 ESTRUCTURAS DE CONTENCIÓN CARACTERÍSTICAS DE LOS MATERIALES:CARACTERÍSTICAS DE LOS MATERIALES: –LAS PIEDRAS: Para el llenado de los gaviones pueden usarse materiales pétreos o no, desde que su peso y características satisfagan las condiciones estáticas, las demandas funcionales y de durabilidad de la estructura. –Los materiales utilizados son piedras provenientes de cantera, canto rodado etc que, por razones obvias deben presentar alto peso específico y no serien friables ni porosas sobre todo en zonas muy frías. La granulometría del material debe ser un a dos veces la mayor dimensión de la malla para evitar su pérdida y garantizar el mayor peso específico posible.

49 ESTRUCTURAS DE CONTENCIÓN CRITERIOS TEÓRICOSCRITERIOS TEÓRICOS –Cualquiera que sea el tipo de estructura de contención, para su aceptación son necesarias verificaciones contra los varios tipos posibles de falla. –Para las estructuras gavionadas, las verificaciones son : –Seguridad contra el deslizamiento; –Seguridad contra el vuelco; –Verificación de las tensiones transmitidas al terreno de fundación; –Verificación de las secciones intermedias; –Verificación de la estabilidad Global del conjunto suelo/estructura.

50 ESTRUCTURAS DE CONTENCIÓN CRITERIOS TEÓRICOSCRITERIOS TEÓRICOS Para la realización de las verificaciones anteriormente expuestas se necesita conocer todos los esfuerzos que actúan sobre la estructura: W=Peso propio de la estructura;  =Presiones máximas sobre el suelo de fundación; N=Resultante de las fuerzas normales en la base de la estructura; E=Empuje

51 CRITERIOS TEÓRICOS EMPUJES DE TIERRA:EMPUJES DE TIERRA: –El valor del empuje sobre una estructura depende de la deformación que esta sufre bajo su acción. Efectuándose un experimento utilizando un paramento vertical móvil, soportando un desnivel de suelo, se verifica que la presión ejercida por el suelo varia con el desplazamiento del paramento. –Cuando el paramento de aparta del suelo sostenido, hay una disminución del valor del empuje hasta un valor mínimo que corresponde al total desarrollo de la resistencia a fricción del suelo. –Dicha condición es llamada estado activo. El empuje actuante en este instante es llamado EMPUJE ACTIVO.

52 CRITERIOS TEÓRICOS EMPUJES DE TIERRA:EMPUJES DE TIERRA: –Si al contrario el paramento es movido contra el suelo, tendremos un aumento del valor del empuje hasta un máximo cuando habrá la movilización total de la resistencia del suelo. En esa condición de deformación tenemos el estado pasivo y el empuje que se desarrolla es el EMPUJE PASIVO. –Caso el paramento se mantenga inmóvil, el empuje conocido como EMPUJE EN REPOSO presentará valores ubicados entre los valores de los empujes activo y pasivo.

53 CRITERIOS TEÓRICOS EMPUJES DE TIERRAEMPUJES DE TIERRA

54 CRITERIOS TEÓRICOS EMPUJES DE TIERRAEMPUJES DE TIERRA Empuje Pasivo Empuje en Reposo Empuje Activo Deformaciones

55 CRITERIOS TEÓRICOS EMPUJES DE TIERRAEMPUJES DE TIERRA Los métodos para determinación del empuje pueden ser divididos en cuatro tipos principales: 1-Métodos en acuerdo con las teorías de Coulomb y Rankine. 2-Métodos "mixtos" de Equilibrio límite - plástico. 3-Métodos de los Elementos finitos 4-Métodos de Equilibrio límite

56 CRITERIOS TEÓRICOS EMPUJES DE TIERRAEMPUJES DE TIERRA –Después de varios estudios, el método de cálculo propuesto e implementado en el Software GAWAC fue el Equilibrio límite que es muy utilizado en la forma de un proceso gráfico y especialmente a través de programas de computadora. –Sin embargo, a continuación veremos la secuencia simplificada para la determinación del empuje y consecuente verificación de un muro en gaviones utilizando la metodología de Coulomb.

57 CRITERIOS TEÓRICOS CÁLCULO DEL EMPUJE (SEGUN COULOMB):CÁLCULO DEL EMPUJE (SEGUN COULOMB): –El empuje activo se calcula en función: –características físicas de los suelos  s, c,  ; –de la altura de desarrollo del Empuje H ; –de las sobrecargas actuantes q –y del coeficiente de empuje activo Ka –El empuje según Coulomb es calculado por la fórmula:

58 CRITERIOS TEÓRICOS CÁLCULO DEL EMPUJE (SEGUN COULOMB):CÁLCULO DEL EMPUJE (SEGUN COULOMB): –El coeficiente de empuje activo (Ka) vale: –con: –  =ángulo entre la horizontal y la superficie de empuje; –  =ángulo de inclinación del talud de cuesta arriba y la horizontal; –  =ángulo de fricción interno del suelo; –  =ángulo de fricción entre el suelo y la estructura. Para los gaviones  = 

59 CRITERIOS TEÓRICOS CÁLCULO DEL EMPUJE (SEGUN COULOMB):CÁLCULO DEL EMPUJE (SEGUN COULOMB): –La altura de desarrollo del empuje (H), vale: – siendo, –h=la altura de la estructura; –B=la base de la estructura; –a=ancho de la corona de la estructura; –  =ángulo de inclinación de la estructura

60 CRITERIOS TEÓRICOS CÁLCULO DEL EMPUJE (SEGUN COULOMB):CÁLCULO DEL EMPUJE (SEGUN COULOMB): –La superficie de aplicación del empuje es:

61 CRITERIOS TEÓRICOS CÁLCULO DEL EMPUJE (SEGUN COULOMB):CÁLCULO DEL EMPUJE (SEGUN COULOMB): La altura de aplicación del empuje (d), vale: siendo, B=la base de la estructura;  =ángulo de inclinación de la estructura

62 CRITERIOS TEÓRICOS CÁLCULO DEL EMPUJE (SEGUN COULOMB):CÁLCULO DEL EMPUJE (SEGUN COULOMB): Caso tengamos la acción de sobrecarga esta deberá ser convertida en una altura de suelo equivalente (hs), que vale: siendo, q=valor de la sobrecarga;  s =peso especifico del suelo

63 CRITERIOS TEÓRICOS CÁLCULO DEL EMPUJE (SEGUN COULOMB):CÁLCULO DEL EMPUJE (SEGUN COULOMB): Con la inclusión de la de sobrecarga el empuje activo (Ea) debe ser mayorado y pasa a valer: siendo,  s =peso especifico del suelo; H=la altura de desarrollo del empuje; Hs=altura de suelo equivalente a la sobrecarga; q=el las sobrecargas actuantes; Ka=el coeficiente de empuje activo; c=la cohesión del suelo

64 CRITERIOS TEÓRICOS CÁLCULO DEL EMPUJE (SEGUN COULOMB):CÁLCULO DEL EMPUJE (SEGUN COULOMB): Entonces la altura de aplicación del Empuje (d )se queda:Entonces la altura de aplicación del Empuje (d )se queda: siendo,siendo, H=la altura de desarrollo del empuje;H=la altura de desarrollo del empuje; hs=altura de suelo equivalente a la sobrecarga;hs=altura de suelo equivalente a la sobrecarga; q=el las sobrecargas actuantes;q=el las sobrecargas actuantes; B=la base de la estructura;B=la base de la estructura;  =ángulo de inclinación de la estructura.  =ángulo de inclinación de la estructura.

65 CRITERIOS TEÓRICOS

66 VERIFICACIONES:VERIFICACIONES:

67 CRITERIOS TEÓRICOS VERIFICACIONES:VERIFICACIONES: –Seguridad contra el deslizamiento –El deslizamiento de la estructura ocurre cuando la resistencia a lo largo de su base no es suficiente para oponer a la componente horizontal del empuje activo (Ea). –La verificación contra el deslizamiento es cumplida comparándose la fuerza resistente disponible a lo largo de la base de la estructura, con la fuerza actuante contra la estructura, así tenemos: –Donde:

68 CRITERIOS TEÓRICOS VERIFICACIONES:VERIFICACIONES: –Seguridad contra el deslizamiento  ’=Factor de seguridad contra el deslizamiento F Rn =Fuerza resistente normal = F Rh =Fuerza resistente horizontal = F a = Fuerza actuante W=Peso propio de la estructura Ev=Componente vertical del empuje activo Eh=Componente horizontal del empuje

69 CRITERIOS TEÓRICOS VERIFICACIONES:VERIFICACIONES: –Seguridad contra el deslizamiento –El peso de una estructura en gaviones depende de la sección de la estructura (A) y del peso específico del material de relleno (  r ), en general piedras. El peso específico del material de relleno es función del tipo de piedra y del índice de vacíos (n), que puede variar de un 30 a 35%. Con eso tenemos: –Donde: A = Área de la sección transversal de la estructura

70 CRITERIOS TEÓRICOS VERIFICACIONES:VERIFICACIONES: –Seguridad contra el volcamiento –La estabilidad contra el volcamiento de la estructura, es verificado a través de la relación entre los momentos de las fuerzas resistentes, con los momentos de las fuerzas actuantes. Estos momentos son tomados con referencia al límite inferior izquierdo (fulcro) de la base de la estructura, ése es el punto de rotación en el vuelco. –Donde:

71 CRITERIOS TEÓRICOS VERIFICACIONESVERIFICACIONES –Seguridad contra el volcamiento –  ”=Coeficiente de seguridad contra el volcamiento –M res =Momento resistente que vale : –M act =Momento actuante = –A su vez –s=Distancia horizontal entre el fulcro y el punto de aplicación del empuje

72 CRITERIOS TEÓRICOS VERIFICACIONESVERIFICACIONES –Seguridad contra el volcamiento –s’=Distancia horizontal entre el fulcro y el centro de gravedad de la sección transversal de la estructura –X g y Y g son las coordinadas del centro de gravedad de la estructura, referidas a un sistema cartesiano cuya origen coincide con el fulcro.

73 CRITERIOS TEÓRICOS VERIFICACIONES:VERIFICACIONES: –Verificación de las tensiones transmitidas al suelo de fundación –Especialmente cuando se verifica una estructura de altura importante, o cuando en presencia de suelos de malas características, es necesario verificar si la capacidad de soporte de ese suelo es suficiente para soportar las tensiones de generadas por la estructura. –Suponiéndose lineal la distribución de tensiones en el suelo, y siempre que la resultante esté en el núcleo central de inercia, se tiene :

74 CRITERIOS TEÓRICOS Verificación de las tensiones transmitidas al suelo de fundaciónVerificación de las tensiones transmitidas al suelo de fundación, con, con  1 =Presión máxima en el suelo de fundación;  2 =Presión mínima en el suelo de fundación; N=Resultante de las fuerzas normales a la base de la estructura y vale: la excentricidad

75 CRITERIOS TEÓRICOS Verificación de las tensiones transmitidas al suelo de fundaciónVerificación de las tensiones transmitidas al suelo de fundación Debido a la flexibilidad de las estructuras en gaviones, es posible admitir que la resultante esté fuera del núcleo central de inercia, desde que la tensión de tracción no sea elevada. En esos casos, la base que no actúa totalmente en la distribución de los esfuerzos. Se tiene, entonces, que calcular la excentricidad real: para para tendremos: tendremos:

76 CRITERIOS TEÓRICOS Verificación de las tensiones transmitidas al suelo de fundaciónVerificación de las tensiones transmitidas al suelo de fundación

77 CRITERIOS TEÓRICOS Verificación de las secciones intermediasVerificación de las secciones intermedias –Además de las verificaciones anteriormente presentadas, hay la posibilidad de ruptura al interno de la estructura, así pues se debe verificar también, los esfuerzos actuantes entre las camadas de la estructura comparándolos con los valores admisibles que son definidos en base a las características de los materiales que componen la misma. –Dicha verificación será realizada con auxilio del programa GAWAC.

78 PRUEBAS DE LABORATORIO Y ENSAYOS

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81 Análisis de Estabilidad Interna Esfuerzos admisibles de corte y normales: Donde: ; ; Angulo de fricción del gavión ; Cohesión del gavión en ton/m2; 1.7 malla 10x12 1.9 malla 8x10 ; Peso especifico del gavión en ton/m3 ; Peso de la red metálica. 7.25 malla 10x12, 2.7mm 8.20 malla 8x10, 2.7 mm ; Peso especifico de la piedra CRITERIOS TEÓRICOS

82 Verificación de la estabilidad Global del conjunto suelo/estructuraVerificación de la estabilidad Global del conjunto suelo/estructura –Esta verificación es realizada por el METODO DE BISHOP.

83 CRITERIOS TEÓRICOS Método de BISHOPMétodo de BISHOP El método adopta superficies de ruptura cilíndricas. Son verificados posibles arcos de la ruptura que cortan el terraplén, circundando la estructura de contención.

84 CRITERIOS TEÓRICOS Verificación de la estabilidad Global del conjunto suelo/estructuraVerificación de la estabilidad Global del conjunto suelo/estructura –La parte del macizo definido por cada uno de esos arcos es dividido en franjas o lámelas y se determina el coeficiente de seguridad contra la ruptura a lo largo de esa superficie. –Debe investigarse una serie de superficies para encontrarse el Factor de seguridad más crítico (menor valor de Fs). Como para la identificación de una superficie de la ruptura son necesarios tres parámetros (la posición horizontal y vertical del centro además del valor del rayo), esta investigación es bastante difícil y algunos algoritmos pueden ser utilizados para la búsqueda. Uno de los más eficaz de esos usa una versión modificada del SIMPLEX que normalmente se usa en investigación operacional.

85 CARACTERÍSTICAS COMPLEMENTARES DE PROYECTO NIVEL DE LA FUNDACIÓNNIVEL DE LA FUNDACIÓN Es aconsejable anclar la estructura un mínimo de 0,30m para promover la retirada de la capa superficial de suelo orgánico, no recomendable para la fundación. Es aconsejable anclar la estructura un mínimo de 0,30m para promover la retirada de la capa superficial de suelo orgánico, no recomendable para la fundación.

86 CARACTERÍSTICAS COMPLEMENTARES DE PROYECTO PREPARACIÓN DE LA FUNDACIÓNPREPARACIÓN DE LA FUNDACIÓN Normalmente una nivelación del suelo en la cota de apoyo es suficiente. Cuando uno quiere mejorar la capacidad de apoyo del suelo de fundación, una camada de piedras puede ser utilizada. Normalmente una nivelación del suelo en la cota de apoyo es suficiente. Cuando uno quiere mejorar la capacidad de apoyo del suelo de fundación, una camada de piedras puede ser utilizada.

87 CARACTERÍSTICAS COMPLEMENTARES DE PROYECTO GAVIONES DE BASEGAVIONES DE BASE Para las estructuras con altura arriba de los 6.0m, se recomienda que las capas de base sean formadas por gaviones de 0,50m de altura, debido a su mayor resistencia a los esfuerzos de compresión y corte. Para las estructuras con altura arriba de los 6.0m, se recomienda que las capas de base sean formadas por gaviones de 0,50m de altura, debido a su mayor resistencia a los esfuerzos de compresión y corte.

88 CARACTERÍSTICAS COMPLEMENTARES DE PROYECTO DRENAGEDRENAGE Las estructuras en gaviones, debido a su alta permeabilidad no necesitan sistemas específicos de drenaje, para algunas situaciones pueden preverse dispositivos para complementar esa función. Las estructuras en gaviones, debido a su alta permeabilidad no necesitan sistemas específicos de drenaje, para algunas situaciones pueden preverse dispositivos para complementar esa función.

89 CARACTERÍSTICAS COMPLEMENTARES DE PROYECTO ContrafuertesContrafuertes El drenaje del macizo puede ser más eficaz con la inserción de contrafuertes al tardos de la estructura. Esos contrafuertes normalmente son más extensos en su parte superior.El drenaje del macizo puede ser más eficaz con la inserción de contrafuertes al tardos de la estructura. Esos contrafuertes normalmente son más extensos en su parte superior.

90 CARACTERÍSTICAS COMPLEMENTARES DE PROYECTO GEOTEXTILESGEOTEXTILES En general son ubicados al tardos de estructuras cuando esas tienen la función de defensa hidráulica (fluvial, lacustre o marina). En casos de contenciones clásicas, el geotextil tiene más utilidad junto a suelos arenosos sujetos al fenómeno de “piping”.En general son ubicados al tardos de estructuras cuando esas tienen la función de defensa hidráulica (fluvial, lacustre o marina). En casos de contenciones clásicas, el geotextil tiene más utilidad junto a suelos arenosos sujetos al fenómeno de “piping”.

91 CARACTERÍSTICAS COMPLEMENTARES DE PROYECTO PLATAFORMAS DE DEFORMACIÓNPLATAFORMAS DE DEFORMACIÓN Siempre que la estructura de contención actuar como defensa hidráulica, es necesario prever una plataforma de deformación en colchones Reno para evitar erosiones en el suelo de apoyo con el consecuente colapso de la estructura. Siempre que la estructura de contención actuar como defensa hidráulica, es necesario prever una plataforma de deformación en colchones Reno para evitar erosiones en el suelo de apoyo con el consecuente colapso de la estructura.

92 SUGERENCIAS PARA EL DISEÑO DE MUROS EN GAVIONES

93 MUROS DE CONTENCIÓN H Hipótesis inicial

94 MUROS DE CONTENCIÓN H B 1 er paso B  1/2 H

95 MUROS DE CONTENCIÓN 2 do paso C C = 1.0m

96 MUROS DE CONTENCIÓN 3 er paso C C = 1.5m

97 MUROS DE CONTENCIÓN 4 o paso C C = 1.5m  0

98 MUROS DE CONTENCIÓN 5 o paso T T = 1/10 H H

99 MUROS DE CONTENCIÓN 6 o paso

100 MUROS DE CONTENCIÓN 7 o paso Verificaciones: 1. vuelco 2. deslizamiento 3. presión en la base 4. presión en los  niveles 5. estabilidad global

101 MUROS DE CONTENCIÓN 8 o paso Filtración Atención

102 MUROS DE CONTENCIÓN 9 o paso Canalizar aguas superficiales Atención

103 MUROS DE CONTENCIÓN 10 o paso Evacuar aguas filtración Atención

104 MUROS DE CONTENCIÓN 11 o paso Agresividad del ambiente Atención

105 MUROS DE CONTENCIÓN 12 o paso Sección alternativa Atención

106 MUROS DE CONTENCIÓN 13 o paso Inclinación 6 o Atención

107 MUROS DE CONTENCIÓN 13 o paso Amarre Especificaciones Llenado Atención