Los Macisos

ÍNDICE

Introducción 4

Estado de Equilibrio Plástico y de Tierra 10

Estado de equilibrio plástico en los suelos 11

Estado de equilibrio plástico de Rankine 12

(Hipótesis, Limitaciones)

Estado activo / pasivo 14

Coeficiente de empuje 14

Empuje de tierras según la teoría de Rankine 15

El estado activo de Rankine en suelos sin cohesión 15

El estado pasivo de Rankine en suelos sin cohesión 17

Consideraciones generales de los estados activo y pasivo

de Rankine en suelos sin cohesión. 20

Los estados de Rankine en suelos con cohesión 20

Suelos granulares 21

Suelos cohesivos 21

Empuje de tierras según la teoría de coulomb 22

Teoría de coulomb 25

(Torsión recta)

Cuña de falla 27

Método de las cuñas de Coulomb 28

Método del círculo 29

Suelos no cohesivos 32

Métodos gráficos 33

Efecto de sobre carga 34

Sobrecarga uniformemente distribuida 35

Sobrecarga en faja 36

Sobrecargas lineales y puntuales 36

Efecto del Agua 36

Muros de sostenimiento 37

Muros de contención 39

Muros gravitacionales 39

Muros cantiléver40

Muros criba 40

Gaviones 41

Tablestacas 42

Muros pantalla 42

Tierra armada 43

Conclusión 44

Referencias bibliográficas 46

INTRODUCCIÓN

La idea de proporcionar un soporte lateral a masas de tierra mediante el empleo de estructuras de contención, es bastante antigua. Las primeras construcciones de las que se tiene conocimiento en la que se ha empleado este concepto, corresponden a los monumentos megalíticos, con estructuras que datan del año 4000 A.C. Estas construcciones, que son las primeras manifestaciones arquitectónicas de la historia, se emplearon principalmente en la costa atlántica de Europa y en el Mediterráneo Occidental.

Los megalitos fueron monumentos construidos con grandes bloques de piedra sin labrar. Un ejemplo típico de este tipo de construcciones es el Newgrange Cairn, construido en Irlanda en el año 3200 A.C. Esta estructura estaba constituida por un gran cilindro de 82 m de diámetro, en cuyo contorno se construyeron estructuras de contención verticales de 4,20 m de altura formada por estas piedras, siendo posteriormente rellenado en su interior por piedra redondeada y turba

También se tiene registro del empleo de estructuras de contención por parte de los egipcios, que fueron en la antigüedad una de las primeras civilizaciones en construir grandes monumentos y ciudades, y que hoy en día son motivo de mucha admiración por la majestuosidad de sus obras. Se cree que las primeras construcciones a gran escala realizadas por los egipcios datan del año 2686 A.C., durante el reinado del faraón Jasejemuy. Los dos materiales de construcción predominantemente empleados por los egipcios en sus construcciones fueron, el adobe y la piedra.

De la época de los egipcios, destaca la construcción de muros como medio de contención de las terrazas que soportaban el templo de Demeter en Pergamon, hacia el segundo siglo A.C., considerada una de las mejores estructuras de contención del mundo antiguo. El muro tenía 14 m de altura y una longitud de 80 m, soportado por 15 contrafuertes externos que se encontraban separados a una distancia de 5 m cada uno. Durante muchos siglos no se produjo evolución alguna en cuanto a los materiales desarrollados para la construcción de estructuras de contención de tierras, que como puede verse, eran diseñadas principalmente de mampostería, tanto de piedra como de ladrillo, además del empleo ocasional del adobe. La aparición del hormigón a inicios del siglo XIX y su empleo en estas estructuras a partir del siglo XX, ha permitido construir muros con mayores prestaciones estructurales y geométricas, como así también estéticas. Tanto el hormigón, que fue empleado inicialmente en masa, como los materiales tradicionales, han permitido diseñar estructuras que trabajan fundamentalmente por gravedad, en que el peso propio del material aporta la estabilidad a la estructura.

Actualmente, aún se emplean estos materiales para la construcción de este tipo de estructuras de contención, siendo su principal limitación la altura que pueden alcanzar.

Los problemas debidos a la limitación anteriormente señalada, fueron resueltos en parte con el desarrollo del hormigón armado, con el cual se han alcanzado mayores alturas, con estructuras más esbeltas y que permiten absorber no solo esfuerzos de compresión, si no también de flexión.

A partir de la incorporación de este material, se ha generado un fuerte desarrollo tecnológico durante todo el siglo XX y, debido a ello, han aparecido nuevas alternativas de solución como complemento a las de uso más tradicional. El avance alcanzado en el desarrollo de estas estructuras ha pasado por la incorporación de nuevos materiales para su diseño, la definición de nuevos métodos constructivos y la creación de nuevos elementos estructurales, a partir de los materiales de uso tradicional.

Es así como gran parte de las actuales aplicaciones en ingeniería están orientadas al refuerzo de suelos (con inclusión de armaduras metálicas o geosintéticos) y al empleo del hormigón prefabricado para la construcción de los muros (como pueden ser muros ménsula, muros criba, muros de tierra mecánicamente estabilizada, etc.). En esta línea, el Ingeniero francés Henry Vidal desarrolló en la década de los años 60 una técnica a la que denominó Tierra Armada, la cual consiste en la construcción de un terraplén que es reforzado mediante tiras metálicas y que es recubierto en su exterior, con placas prefabricadas de hormigón. Actualmente existen en el mercado una variedad de métodos y técnicas de estructuras de contención de tierras, que en su gran mayoría tienen directa aplicación a obras de infraestructura viaria, tanto para carreteras como para obras ferroviarias, entre otras.

Las estructuras de contención de tierras en este tipo de obras son empleadas fundamentalmente para: contención de taludes inestables de desmontes; contención de terraplenes ubicados a media ladera; y, como elemento de contención de estribos de puentes y pasos superiores.

En este sentido, es posible desarrollar nuevas soluciones de estructuras de contención de tierras, mediante el empleo de materiales “no tradicionales” como es el caso de los materiales compuestos (composites). Los composites presentan la ventaja de tener un reducido peso en comparación a otros materiales, como es el caso del hormigón (pueden alcanzar densidades del

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