Estructuras de contención

Construcción estructural de ingeniería, cuyo fin es contener los empujes de tierras que puedan afectar a una determinada obra. Puede ser una única obra con un único proyecto (como es el caso de la construcción de un muro de contención con el fin de obtener parcelas de superficie horizontal), o puede ser parte de un proyecto más grande, (como por ejemplo, un muro para contener el empuje de tierras próximo a una carretera, o pantallas para la construcción de los sótanos de un edificio).
El propósito de una estructura de contención es resistir fuerzas ejercidas por la tierra contenida y transmitirlas en forma segura a la fundación o a un sitio por fuera de la masa analizada en el movimiento. Para esto se diferencian dos condiciones para el diseño de una estructura de contención:

Condición de talud estable.
Este es el caso del muro de contención en donde el suelo es homogéneo y se genera una presión de tierras de acuerdo a las teorías de Rankine y Coulomb y la fuerza activa tiene una distribución de presiones en forma triangular.

Condición de deslizamiento.
En este caso generalmente las fuerzas actuantes son superiores a las fuerzas activas calculadas por teorías tradiciones. El costo de construir una estructura de contención es generalmente mayor, por lo que se debe tener muy en cuenta el diseño que debe hacerse con el fin de sostener fuerzas y empujes además de mantener la altura lo mas posible.

Ensayo sobre muros de contención. Buenastareas.com, Abril 2013.

Muros de contención

     Se denomina muro de contención a un tipo de estructura de contención rígida, destinada a contener algún material, generalmente tierras.

     Los muros de contención tienen como finalidad resistir  las presiones  laterales ó empuje producido por el material retenido detrás de ellos, su estabilidad la deben  fundamentalmente al peso propio y al peso del material que está sobre su fundación. Los muros de contención se comportan básicamente como voladizos empotrados en su base. 

     Designamos con el nombre de empuje, las  acciones producidas por las masas que se consideran desprovistas de cohesión, como arenas, gravas, cemento, trigo, etc. En general  los empujes son producidos por terrenos naturales, rellenos artificiales o materiales almacenados. 

Informe Exposición de Estructuras de Contención. Centro de desarrollo Agroindrustrial y Empresarial. 31 de Julio 2012. Cundinamarca, Bogotá. Colombia.

Historia de los muros de contención

     Aunque en la antigüedad se construyeron muchos tipos de muros de carga, los más antiguos que se conservan son de adobe o piedra. Se tiene constancia de la existencia de pastas y morteros precursores del  hormigón desde los tiempos del Antiguo Egipto,  pero fueron los romanos los que impulsaron este material con la técnica del Emplectum, consistente en crear dos hojas exteriores de sillares de piedra, rellenas de un mortero de cal con arena y cascotes. Esta técnica constructiva se ha repetido con ligeras variantes (como el muro Dacio), a lo largo de la historia.

     En los lugares donde la piedra escaseaba o era excesivamente costoso conseguirla, ésta se sustituyó por el barro en forma de adobe: un ladrillo de barro secado al sol. Asimismo, se puede establecer un paralelismo entre el emplectum y el tapial, una forma de construcción consistente en aprisionar barro entre dos placas o encofrados de madera, y compactarlo en sucesivas tongadas mediante mazos o pisones. Una vez se terminaba una hilada de tapiales, se colocaban el encofrado encima, y se repetía la operación. Con estas técnicas de tapial y adobe se lograron erigir edificios de hasta seis alturas, algunos de los cuales perduran en Yemen.

     Pero el material más empleado para realizar muros de carga es el ladrillo: una evolución del adobe cuya diferencia estriba en el proceso de cocción, que le confiere mayor resistencia y durabilidad. El ladrillo empleado en muros de carga suele ser macizo, aunque no es inusual encontrar muros de carga de ladrillo perforado o incluso hueco en viviendas de una o dos alturas. Una variante del muro de carga de ladrillo es el realizado con bloque de hormigón, si bien no es posible alcanzar grandes alturas por este método.

     Al igual que en las épocas anteriores, también existe un reflejo del emplectum romano en el empleo actual del hormigón en masa, donde, como sucediera en el tapial, el hormigón se confina mediante encofrados hasta que éste fragua y adquiere dureza.

     La aparición del acero, capaz de soportar las tensiones de tracción, posibilitó la aparición del hormigón armado y de las estructuras metálicas, que modificó radicalmente la forma de construir, dejando obsoletos los muros de carga. En la actualidad, estos muros sólo se emplean en obras de poca entidad, como muros de contención de terreno en obras públicas y en sótanos, siendo el resto de la estructura una combinación de vigas y pilares, por lo que los muros rara vez adquieren funciones portantes o estructurales, y su único propósito es el de compartimentar o aislar los espacios.

     Hasta finales del siglo XIX, se construían muros de mampostería y piedra, a partir del siglo XX se comenzó a construir muros de concreto en masa y de concreto armado, desplazando en muy buena parte a los materiales anteriormente utilizados.

Informe Exposición de Estructuras de Contención. Centro de desarrollo Agroindrustrial y Empresarial. 31 de Julio 2012. Cundinamarca, Bogotá. Colombia.

Características de los muros de contención

Partes de los muros de contención

Informe Exposición de Estructuras de Contención. Centro de desarrollo Agroindrustrial y Empresarial. 31 de Julio 2012. Cundinamarca, Bogotá. Colombia.

Particularidades de los muros de contención

El principal condicionante que suelen presentar los muros de contención es que se deben ejecutar sobre una ladera natural o talud en desmonte, en la que únicamente se podrán emprender determinadas actuaciones puntuales.

    Con frecuencia el motivo de la ejecución del muro es que dichas laderas o taludes presentan problemas de estabilidad, pretendiéndose con el mismo, bien de forma aislada o conjuntamente con otras actuaciones, proporcionar un nivel de contención adecuado respecto de la carretera; también puede emplearse cuando el problema sea fundamentalmente la meteorización de la ladera o talud sin que ello implique problemas de estabilidad en la misma, si bien en tales circunstancias.

     Si bien el estudio de la estabilidad de los taludes o laderas, con o sin la presencia del muro, excede el contenido de este documento, se indica que el proyecto debe basarse en un exhaustivo reconocimiento de la ladera natural, con particular incidencia en las cuestiones relativas a su naturaleza geológica y comportamiento geotécnico e hidrogeológico, que resultan de gran importancia a la hora de evaluar la estabilidad del conjunto.

Guía para el proyecto y la ejecución de muros de escollera en obras de carretera. Ministerio de Fomento. Dirección General de Carreteras. España 2006.

Criterios para escoger el tipo de estructura

     Los siguientes factores deben tenerse en cuenta para seleccionar el tipo de muro de contención:

• Localización del muro de contención propuesto, su posición relativa con relación a otras estructuras y la cantidad de espacio disponible.
• Altura de la estructura propuesta y topografía resultante.
• Condiciones del terreno (Suelo).
• Nivel freático, corresponde (en un acuífero libre) al lugar en el que se encuentra el agua subterránea. En este nivel la presión de agua del acuífero es igual a la presión atmosférica.
• Cantidad de movimiento del terreno aceptable durante la construcción y la vida útil de la estructura, y el efecto de este movimiento en muros vecinos, estructuras o servicios.
• Disponibilidad de materiales.
• Tiempo disponible para la construcción.
• Apariencia (Estética).
• Vida útil.
• Mantenimiento.

Informe Exposición de Estructuras de Contención. Centro de desarrollo Agroindrustrial y Empresarial. 31 de Julio 2012. Cundinamarca, Bogotá. Colombia.

Ventajas y desventajas de los muros de contención

Al igual que todos los trabajos realizados por el hombre se llegan a tener errores por accidente, suele pasar igual con los muros de contención, a continuación se mencionan solo algunos de los que normalmente sobresalen.

VENTAJAS

En la contención de terrenos con muros de tierra armada es un sistema económico comparándolo a los otros sistemas de contención. Por lo tanto es apropiado en zonas donde la superficie de trabajo es limitado y requiere de una rápida ejecución puesto que los muros son rápidos de levantar con una forma bastante flexible debido a su carácter prefabricado tal es el caso de la tierra armada.
Así mismo la estrategia con la que se levantan los muros de contención es bastante flexible tanto a nivel de adaptabilidad topográfica puesto que asume cualquier forma, como a nivel de absorción de asiento en cimentación. Además de que se podría decir que estéticamente en algunos casos permite la revegetación de la superficie exterior integrándose con el medio natural.

DESVENTAJAS

Ahora bien los problemas o las desventajas que presentan estos tipos de muros de contención son principalmente en su ejecución, ya que debe cuidarse metódicamente, teniendo especial relevancia la elección de material relleno, que debe cumplir unas prescripciones técnicas específicas, así como la compactación, que debe hacerse de forma correcta.
Por otro lado en los muros de tierra armada, se debe hacer hincapié en la protección de las armaduras frente a la corrosión que pueden poner en peligro todo sistema.
Con todo esto nos podemos dar cuenta que los problemas en los muros de contención, radican en su levantamiento pues los materiales siempre deben cumplir una serie de normas que como ya se mencionó están especificados y algunas veces no son acatadas.

Ensayo sobre tipos de muros de contención. Buenastareas.com, Enero 2010.