TIPOS DE MUROS DE CONTENCIÓN: CARACTERISTICAS

Este artículo se centra en la importancia de los muros de contención, detallando su función principal el cual es estabilizar terrenos inclinados y prevenir deslizamientos, se presenta una variedad de tipos de muros, como muros de gravedad, muros de semigraviedad, muros cantiliver y con contrafuerte, muros prefabricados y muros de tierra mecánicamente estabilizadas, explicando sus caracteristicas y ventajas. El objetivo del artículo es proporcionar una comprensión de la clasificacion y aplicaciones de estos muros en proeyctos de construcción e infraestructura, destac su importancia en la seguridad y estabilidad de estructuras y áreas circundantes.

tipos de muros de contencion caracteristicas en la construccion

Click aqui ↓ enlace libre de virus

▣-▣-▣-▣-▣-▣-▣-▣-▣-▣-▣-▣-▣-▣-▣-▣-▣-▣-▣-▣-▣-▣-▣-▣-▣-▣-▣-▣-▣-▣-▣-▣-▣-▣-▣-▣-▣-▣-▣-▣-▣-▣-▣-▣-▣

Definición de muro de contención

Un muro de contención es una estructura de contención de tierras, permanente y continua que tiene como objetivo estabilizar una masa de terreno desequilibrada, ya sea natural o artificial, ubicada en su parte posterior. El muro puede tener un efecto estabilizador de forma activa o pasiva, según Terzaghi, Peck y Mesri (1996), se define como una estructura diseñada específicamente para soportar suelos con pendientes superiores a su ángulo de reposo; en otras palabras, los muros de contención son elementos esenciales en la ingeniería civil para mantener la estabilidad de terrenos inclinados y prevenir deslizamientos y colapsos.

¿Cuál es su función principal?

La función principal es proporcionar estabilidad y resistencia frente a las fuerzas laterales de los suelos, estas fuerzas laterales pueden ser generadas por diferentes factores como: la presión del suelo debido a una pendiente poco pronunciada del terreno, la carga del relleno, empuje del agua, entre otros.

Al contrarrestar las fuerzas laterales del suelo el muro garantiza la seguridad de las estructuras y las áreas circundantes, actúa como una barrera estructural que contrarresta estas fuerzas, evitando el desplazamiento o el colapso del suelo contenido. Al resistir las presiones laterales, el muro de contención asegura la integridad de las estructuras cercanas como edificios, carreteras, puentes, protegiéndolas de daños o colapsos que podrían ocurrid debido a la inestabilidad del suelo.

El muro de contención también puede incluir funciones adicionales como la protección contra la erosión del suelo, creación de terrazas para aprovechar el terreno en pendiente, el control de inundaciones al contener el agua, delimitación de espacios y la creación de áreas utilizables.

¿En dónde se emplean los muros de contención?

Son utilizados en diversos proyectos de ingeniería, como la contención de taludes y estribos de pasos elevados en obras de infraestructura vial, la contención de terrenos en proyectos de construcción, la construcción de muelles portuarios y la contención de vertederos, entre otros.

Estas estructuras desempeñan un papel esencial al actual como elementos de transición que permiten establecer y mantener una diferencia de niveles en el terreno, su función es resistir los empujes laterales generados por el suelo y transmitirlos a su base, todo ello dentro de limites aceptables de deformaciones; esto se logra mediante la utilización de la resistencia y rigidez del muro, que supera la capacidad de resistencia del sueño, permitiendo así mantener la estabilidad y evitar deslizamientos.

Los muros de contención pueden diseñarse y construirse de diferentes maneras, utilizando materiales como el concreto armado, acero o mampostería (piedra) y adoptando diferentes geometrías y sistemas de refuerzo, según las necesidades y características del proyecto.

Tipos de muros de contención

En la ingeniería de infraestructura vial y edificaciones, se utilizan distintas tipologías de muros de contención de tierras, las cuales se clasifican según diferentes criterios funcionales, la forma en que contrarrestan los empujes, la interacción suelo-estructura y el material de fabricación; estas clasificaciones son ampliamente reconocidas y se incluyen en muchos textos de Mecánica de Suelos.

Es fundamental resaltar que estas clasificaciones permiten identificar las características y propiedades específicas de cada tipo de muro; esto a su vez, facilita su implementación y garantiza su eficiencia y seguridad. Los criterios utilizados en estas clasificaciones proporcionan una base sólida para la comprensión y el análisis de los diferentes tipos de muros de contención utilizados en diferentes proyectos.

En este artículo, se presentarán las clasificaciones más significativas, con el objetivo de proporcionar una comprensión detallada de las diferentes tipologías, estas clasificaciones son de gran importancia para la selección y diseño adecuado de los muros de contención en proyectos de edificaciones e infraestructura vial.
.

Clasificación desde el aspecto funcional

Desde el punto de vista funcional se pueden distinguir tres tipos fundamentales: muros de sostenimiento, muros de contención y muros revestimiento.

- Muros de sostenimiento: Se construyen separados del terreno natural y se rellenan posteriormente con tierra en su parte trasera.

- Muros de contención: Se construyen directamente contra el talud en el terreno natural, sin relleno en su parte trasera.

- Muros de revestimiento: Están diseñados para recubrir y proteger un talud de la erosión, el arrastre o la meteorización, estos muros son elementos delgados adosados a un terreno natural en pendiente, aunque generalmente son menos utilizados en comparación de los 2 tipos anteriores.

Clasificación en función a la forma de desempeño

Esta clasificación se basa en la forma en que contrarrestan las fuerzas del terreno a las que están expuestos.

- Muros de gravedad: Su estabilidad se debe al peso propio de la estructura, suelen ser de grandes dimensiones y estan conformados por concreto simple masiva con una proporcion de piedra.

- Muros aligerados: Su estabilidad se logra mediante el aprovechamiento de los materiales colocados en su parte trasera, como en el caso típico de los muros ménsula.

Clasificación en función de la interacción suelo-estructura

En relación a la interacción suelo-estructura, los muros de contención suelen clasificarse en dos grupos principales.

- Estructuras rígidas: Estas estructuras se caracterizan por su capacidad para mantener su forma original ante los empujes del terreno; sus dimensiones, morfología y otros factores hacen que sus movimientos sean principalmente de giro y/o traslación, sin experimentar deformaciones significativas por flexión.

- Estructuras flexibles: En contraste con las estructuras rígidas, las estructuras flexibles son aquellas que pueden soportar los empujes del suelo, pero experimentan deformaciones considerables por flexión; en algunos casos, estas deformaciones pueden modificar la configuración de los empujes del terreno.

Clasificación según el tipo de material

Los muros de contención se pueden clasificar en diferentes categorías, antes de la aparición del concreto armado, la mayoría de los muros de contención se construían utilizando mampostería de piedra o concreto en su forma masiva; dependiendo de su configuración geométrica, pueden ser clasificados como semigravedad, cantilever (ménsula) y contrafuertes. Su estabilidad se logra mediante el peso de los materiales de relleno ubicados en la parte trasera del muro y sobre la zapata.

Tipologías generales

Los muros de contención se pueden clasificar en tres tipos principales: muros convencionales, muros prefabricados y muros de tierra mecánicamente estabilizada; los muros convencionales han sido utilizados durante mucho tiempo y se construyen con mampostería de piedra, concreto en grandes cantidades o concreto armado; por otro lado, los muros prefabricados, que son mas recientes, se emplean en numerosas aplicaciones debido a su rapidez de construcción, menor impacto ambiental y reducción de costos en el proceso de construcción.

Durante muchos años, los muros de contención se han construido principalmente utilizando concreto armado, diseñándolos como muros de gravedad o muros ménsula (cantilever), estos tipos de muros son estructuras rígidas y pueden presentar problemas estructurales cuando se cimentan en sueños con características geotécnicas deficientes (suelos pobres); además, su costo aumenta significativamente con la altura, en comparación con los muros de tierra mecánicamente estabilizadas.

Los muros de tierra mecánicamente estabilizada (muros de suelo reforzado) han ganado popularidad debido a sus ventajas en términos de costos, velocidad de construcción y menor impacto ambiental. Estos muros utilizan refuerzos, como geotextiles y geomallas, para aumentar la resistencia del sueño y mejorar su capacidad para soportar las fueras laterales; al redistribuir las tensiones y mejorar la estabilidad del suelo, los muros de tierra mecánicamente estabilizada permiten construir estructuras más eficientes y económicas en comparación con los muros convencionales. Una consideración importante de los muros de suelo reforzado es que requieren ser completamente construidos o contar con elementos de protección adecuado para evitar deformaciones debido a las lluvias, si estos muros quedan expuestos al medio ambiente sin una protección adecuada, como una capa de revestimiento (solado, suelo-cemento) o drenaje, las lluvias pueden causar deformaciones en las capas.

1. Muros convencionales

Los muros convencionales o tradicionales forman parte de la categoría de estructuras rígidas; estos muros debido a su forma y dimensiones, experimentan principalmente movimientos de giro y/o traslación en respuesta a los empujes del suelo, sin sufrir deformaciones significativas por flexión que puedan alterar la distribución de los empujes. Los movimientos que pueden ocurrir en estos muros dependen principalmente de las condiciones de la cimentación.

Dentro de esta tipología se incluyen los muros de gravedad, los muros de semigravedad, los muros en forma de L o T invertida (muros ménsula) y los muros en contrafuerte; entre ellos, los muros ménsula son los más susceptibles a la deflexión en su altura, debido a que son más ligeros en comparación con los muros de gravedad.

1.1. Muros de gravedad

Son muros usados desde hace muchos años y pueden construirse con diferentes materiales como el concreto masivo y mampostería, estos muros suelen tener una ligera pendiente en el intradós (superficie externa del alzado o cuerpo del muro) para mejorar su estabilidad. Su estabilidad se basa en su propio peso y resistencia a la compresión, por lo que estas estructuras no requieren de un armado; son resistentes a los agentes destructivos y pueden tener diversas formas, si bien su uso se limita generalmente a alturas menores a 8 m.

Al entrar en carga, estos muros pueden experimentar algún movimiento, y si este es de giro, la inclinación del intradós evita efectos visuales no deseados de colapso, lo que puede ocurrir cuando el intradós es vertical; además, el trasdós (superficie interna del alzado o cuerpo del muro) también puede tener una inclinación para favorecer la estabilidad.

Uno de los inconvenientes de los muros de gravedad es que su peso está limitado por la capacidad de carga del cimiento, especialmente si el suelo es arcilloso; sin embargo, una ventaja importante de estos muros es su facilidad de construcción y su costo reducido, especialmente cuando su utilizan en estructuras de baja altura.

1.2. Muros criba, muros de gaviones y de escollera

Estos muros se diseñan como muros de gravedad; los muros cribas, también conocidos como muros de jaula, se componen de vigas cortas de concreto prefabricado o madera que se entrelazan formado un armazón. Este armazón se rellena posteriormente con material granular drenante; por lo general, se instalan con el intradós en pendiente, aunque también se pueden utilizar en aplicaciones de baja altura con el intradós vertical.

Los muros de gaviones consisten en elementos metálicos fabricados con redes de malla hexagonal de doble torsión, los cuales se rellenan con grava, estos muros suelen tener una altura moderada, alrededor de 5 m, aunque se han construido muros de hasta 25 m con resultados satisfactorios. Las unidades de gaviones se unen firmemente entre sí mediante redondos que las conectan, formando una estructura continua a través de costuras con alambra de características similares a las de las mallas. La malla debe tener alta resistencia mecánica, resistencia a la corrosión, buena flexibilidad y no debe ser fácil de deshacer o desagarrar.

Los muros de escollera están compuestos por bloques pétreos, generalmente obtenidos mediante voladuras, que tiene formas más o menos prismáticas y superficies rugosas; tanto los muros de gaviones como los muros de escollera presentan la ventaja de ser muy flexibles en la estabilización de taludes, ya que tiene la capacidad de soportar movimientos significativos sin llegar a la rotura, manteniendo intactas sus características fundamentales como elementos de contención.

1.3. Muros de semigravedad

Estos muros son una variante de los muros de gravedad, los cuales están principalmente compuestos de concreto y tiene un armado mínimo, esta característica permite reducir parcialmente su peso al requerir menos cantidad de concreto en su construcción. La reducción de la sección de concreto generalmente implica una disminución en su base de apoyo, lo que a su vez aumenta las presiones ejercidas sobre el terreno, por las características mencionadas estos muros son conocidos como muros aligerados.

1.4. Muros cantilever y con contrafuertes

Estos muros se utilizan cuando se busca reducir la cantidad de materiales necesarios, hay dos tipos principales: los muros ménsula y los muros con contrafuerte.

- Muros ménsula: Tiene forma de L o T invertida (cantilever), están conformados por una losa o zapata sobre la cual se construye el muro, generalmente tiene un espesor reducido. Para resistir las fuerzas de flexión en la ménsula, se utilizan acero de refuerzo simples (1 cara) o dobles (2 caras); en algunos casos, se pueden agregar cuñas (tacones) en la zapata para mejorar la resistencia al deslizamiento. La parte de la zapata que se extiende hacia el intradós se llama “punta o puntera”, mientras que la parte que se extiende hacia el trasdós se llama “talón”; el talón soporta parte del relleno del muro, lo que le brinda estabilidad y permite que el conjunto muro-relleno funcione globalmente como un muro de gravedad.

Estas estructuras ejercen una presión menor sobre el cimiento en comparación con los muros de gravedad, por lo que son adecuadas cuando la calidad del suelo es deficiente, su uso se limita hasta alturas de 14 m.

- Muros con contrafuertes: Son una variante de los muros en forma de L que tienen placas delgadas de concreto, conocidas como contrafuertes, ubicadas a cierta distancia que conectan el muro (pantalla) con la zapata o losa de base, esto reduce las fuerzas cortantes y los momentos flectores; los contrafuertes pueden colocarse en el trasdós o en el intradós, aunque su ubicación mas común es en el trasdós.

2. Muros prefabricados

En muchas ocasiones, los muros convencionales no cumplen con los requisitos de estabilidad y deformabilidad de la cimentación, y la creciente preocupación por la conservación del medio ambiente exige que las obras tengan un impacto mínimo en el ambiente.

En respuesta a esta situación, han surgido soluciones que combinan la resistencia con la sostenibilidad, estas soluciones son los muros prefabricados de concreto, que se fabrican total o parcialmente mediante procesos mecanizados; en algunos casos, se utilizan armaduras para resistir los esfuerzos de flexión producto de la presión del terreno.

La utilización de muros prefabricados de concreto presenta varias ventajas; en primer lugar, se reduce el tiempo y los costos de construcción debido a su simplicidad del montaje de los elementos prefabricados, además, se requiere de menos mano de obra especializada para su fabricación e instalación, lo que también contribuye a la eficiencia y reducción de costos.

Los muros prefabricados también mejoran la calidad final de la estructura, ya que se fabrican en condiciones controladas que garantizan su resistencia y durabilidad; además, ofrecen la posibilidad de adaptar su acabado al entorno circundante, lo que reduce el impacto ambiental y permite una integración más armoniosa con el paisaje.

Según su diseño estructural, pueden ser clasificados en tres grandes grupos: muros prefabricados empotrados, muros prefabricados de gravedad y muros de bloques prefabricados de concreto.

3. Muro de tierra mecánicamente estabilizada (muros de suelo reforzado)

El método de estabilizar mecánicamente la tierra fue desarrollado por el ingeniero Henri Vidal, y la denominó “Tierra armada” esta tecnología se basa en fortalecer un terraplén mediante la inclusión de tiras metálicas que interactúan con el suelo y aumentan significativamente su resistencia, las tiras están conectadas a un muro de revestimiento, que evita pérdida de relleno y generalmente está hecho de placas de acero. En la actualidad existen diversas alternativas de muros de tierra mecánicamente estabilizadas, como los muros de suelo reforzado donde se emplean materiales poliméricos como geotextiles y geomallas como refuerzo, mientras que el revestimiento suele ser de concreto prefabricado y otro material más liviano y económico como el drywall.

El proceso de construcción de estos muros implica la compactación del relleno en capas uniformes, que se contiene mediante placas de revestimiento instaladas después de cada capa compactada, las tiras de geomalla y geotextil se instalan en cada nivel del relleno y se anclan utilizando un sistema de sujeción adecuado. Estos muros pueden alcanzar alturas superiores a los 30 m, dependiendo de su aplicación especifica.