Taller muros anclados

DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA CIVIL Y AMBIENTAL GEOTENCIA APLICADA

TALLER MUROS ANCLADOS

Presentado por:

Ángel Domínguez Charris Angie Marcela Urango Beleño Verónica Villadiego Lombana

Presentado a:

Dr. Ing. Vicente Mercado Puche

Mayo 03 del 2021 Barranquilla, Colombia

Fundación Universidad del Norte

PLANTEAMIENTO GENERAL

Un muro anclado es un tipo de muro de retención que está anclado al suelo que está reteniendo su uso se ha ido incrementando al pasar del año gracias a los múltiples beneficios que este trae en comparación con otras alternativas de contención. Cuenta con beneficios como realizar excavaciones con mayor profundidad de manera vertical. Por ejemplo, cuando hay que realizar una excavación profunda y en los limites se encuentran otras edificaciones porque cuando la excavación es profunda esta tiende a desestabilizarse y puede llegar a afectar a las edificaciones vecinas.

Los muros anclados pueden ser usados de dos formas, de manera temporal o permanente, la forma temporal se utiliza cuando se construyen sótanos, ya que los cabezales de los anclajes se remueven y las losas del sótano pasarían a soportar los esfuerzos que se generan. Los muros anclados permanentes se pueden observar en la construcción de una vía cuando se necesita realizar la estabilización de un talud y se decidió usar esta técnica. Según la Federal Highway Administration, los muros anclados temporales pueden tener una duración entre 18 a 36 meses, este tiempo puede ser más corto o largo según las condiciones reales del proyecto, mientras que los muros anclados permanentes pueden tener una vida útil entre 75 y 100 años.

En el taller se muestra el diseño de forma analítica y una modelación en el software Plaxis 2D de un muro anclado de 6 metros de profundidad en un suelo arcilloso de consistencia media, se llevará a cabo el desarrollo de los respectivos diagramas de presiones que afecten la estructura de contención, también se calcularan las fuerzas de los anclajes, los realizaran los respectivos chequeos para que el muro se seguro y por último se realizara el diseño estructural del muro. Por otro lado, se modelará el muro anclado en el software Plaxis 2D, y finalmente se realizará la comparación de resultados.

[pic 1]

Figura 1 Muros anclados de forma permanente.

JUSTIFICACION DE LA CONDICION DEL SUELO

El muro anclado se realiza en un suelo arcilloso de consistencia medio, para el diseño se decidió trabajar la arcilla en condiciones drenadas, o sea, a largo plazo, esta consideración se tomó ya que solo se cuenta con la información de la excavación que será de tipo temporal, no se cuenta con otras especificaciones de la obra como cuanto tiempo van a estar trabajando los muros en la labor de contención, tampoco se sabe a ciencia cierta si la excavación es para los sótanos de una edificación o para un proyecto vial. La condición drenada representa la condición más crítica en la que puede estar el suelo que se va a contener.

CONTEXTO DE DIMENSIONES

En el proyecto se realizó el diseño de los muros anclados para una excavación con profundidad de 6 metros en una arcilla de consistencia media, se asumió que esta se encontraba en condición drenada, para esta condición se utilizó una cohesión de 2kPa y un ángulo de fricción de 22°, la arcilla cuenta con un peso específico seco de 17kN/m3 y un peso saturado de 20,5kN/m3. El taller no asumía un nivel freático, pero para el caso de este proyecto se asumió un nivel freático hasta la superficie y un peso específico del agua de 9,81kN/m3. Además, se cuenta con una sobrecarga finita de 40kPa y de 6 metros de ancho esta se encuentra adyacente a la excavación. En el diseño del muro se utilizaron 3 anclajes para darle solución al problema, más adelante se muestran las dimensiones y los procedimientos del diseño geotécnico y estructural del muro.

[pic 2]

Figura 2 Vista de perfil de la excavación temporal.

DISEÑO GEOTECNICO

• Estimación trapecio de esfuerzos

Para el caso de los muros anclados que se van a realizar en un suelo con condiciones drenadas se asume que el diagrama de esfuerzos producido por el suelo se aproxima a un trapecio, las medidas que conforman al trapecio se muestran en la siguiente figura.

[pic 3]

Figura 3 Trapecio de esfuerzos.

En la siguiente tabla se muestran las dimensiones utilizadas para formar el trapecio.

Tabla 1 Dimensiones del trapecio de presiones.

Con las dimensiones del trapecio se procede a calcular la carga total y finalmente hallar la presión que está ejerciendo el suelo. Antes de hallar la carga total se realiza el cálculo del Ka del suelo.

-        Cálculo del Ka

𝐾𝑎 =

1 − 𝑠𝑖𝑛 𝜑

=[pic 4]

1 + 𝑠𝑖𝑛 𝜑

1 − 𝑠𝑖𝑛(22)

= 0,455[pic 5]

1 + 𝑠𝑖𝑛(22)

• Cálculo de la carga total

𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑙𝑜𝑎𝑑 = 0,65𝐾𝑎

ϒ′𝐻2   = 0,65(0,455)(20,5 − 9,81)(62) = 113,8 𝑘𝑁/𝑚

• Cálculo de presión

𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑙𝑜𝑎𝑑[pic 6]

113,8

𝑝𝑒 =        1[pic 7]

1        =        1

1        = 21,3𝑘𝑃𝑎

𝐻 − 3 𝐻1 − 3 𝐻4        𝐻 − 3 (1) − 3 (1)

El diagrama de empuje del suelo se presenta en la sección de estimación de las fuerzas horizontales por filas de anclajes.

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