Determinación de los empujes unitarios de tierras

(1)P La determinación de los empujes unitarios de tierras debe tener en cuenta el modo aceptable y la cuantía de cualquier desplazamiento y deformación que puedan producirse en el estado límite considerado.

(2) En el contexto siguiente el término “empuje unitario de tierras” debería utilizarse también para los empujes unitarios totales de rocas blandas y alteradas, y debería incluir la presión del agua subterránea.

(3)P Los cálculos de las magnitudes de los empujes unitarios de tierras y de las direcciones de las fuerzas resultantes de los mismos deben tener en cuenta:

− la sobrecarga que actúa sobre la superficie del terreno y la pendiente de ésta;

− la inclinación del muro respecto de la vertical;

− los niveles freáticos y las fuerzas de filtración en el terreno;

− el valor y la dirección del desplazamiento del muro con relación al terreno;

− las condiciones de equilibrio vertical y horizontal de la estructura de contención total;

− la resistencia a cortante y el peso específico del terreno;

− la rigidez del muro y de su sistema de apoyo;

(4) Los valores movilizados del rozamiento y la adherencia sobre el muro deberían considerarse en función de:

− los parámetros resistentes del terreno;

− las propiedades de rozamiento en el contacto muro-terreno;

− la dirección y magnitud del desplazamiento del muro con relación al terreno;

− la capacidad del muro para resistir las fuerzas verticales resultantes del rozamiento y la adherencia sobre el mismo. (5) El valor de la tensión cortante que puede movilizarse en el contacto muro-terreno se debería determinar a través del correspondiente parámetro δ.

(6) Para un muro de hormigón o un tablestacado de acero que sirva de contención a arena o grava, el parámetro δ se puede suponer en proyecto como δd = k.ϕ cv;d. El coeficiente k no debería superar 2/3 para el hormigón prefabricado o en

tablestacados de acero.

(7) En el caso de hormigón colocado contra el terreno, puede suponerse k = 1,0.

(8) En el caso de instalar tablestacas de acero en arcilla, en condiciones no drenadas inmediatamente después de la hinca, se debería considerar ausencia de resistencia de adherencia o rozamiento. Los incrementos de valor de estos parámetros pueden requerir largos periodos de tiempo.

(9)P Las magnitudes de los empujes unitarios de tierras y sus fuerzas resultantes deben determinarse en módulo y dirección de acuerdo con el Enfoque de proyecto que se elija (véase 2.4.7.3), y con el estado límite considerado.

(10) El valor de un empuje unitario de tierras en estado límite último es, generalmente, diferente a su valor en estado límite de servicio. Estos dos valores se determinan a través de dos procedimientos de cálculo fundamentalmente distintos. En consecuencia, cuando se expresa como acción, el empuje unitario de tierras no puede tener un único valor característico.

(11)P En el caso de estructuras de contención de masas rocosas, los cálculos de empujes unitarios del terreno deben considerar los efectos de las discontinuidades, con especial atención a su orientación, espaciamiento, apertura, rugosidad y características mecánicas de cualquier material de relleno que pudieran presentar.

(12)P Cuando se calculen los empujes sobre una estructura de contención debe considerarse el posible potencial expansivo del terreno.

9.5.2 Valores de los empujes unitarios de tierras en reposo

(1)P Cuando no haya desplazamientos del muro con relación al terreno, el empuje unitario de tierras debe calcularse a partir del estado tensional en reposo. La determinación de estado tensional debe contemplar la historia de tensiones del terreno.

(2) Para suelo normalmente consolidado, se deberían suponer que el terreno se encuentra en reposo si el desplazamiento de la estructura es menor que 5 × 10-4_{× h.}

(3) Si la superficie del terreno es horizontal, el coeficiente K0 de los empujes unitarios de tierras en reposo debería

calcularse mediante la ecuación:

0 (1 sen ') OCR

K = −

ϕ

Esta fórmula no debería utilizarse para valores muy altos de la relación de sobreconsolidación (OCR).

(4) Si el terreno en trasdós del muro tiene pendiente hacia arriba de ángulo _{β ≤ϕ}' con la horizontal, la componente horizontal del empuje unitario de tierras efectivo en reposo, σ'h;0, puede obtenerse a partir de la carga estática unitaria

de tierras, q', mediante el coeficiente K0;β, expresado como:

(

)

0; 0 1 sen

K _β =K ⋅ + β (9.2)

9.5.3 Valores límite de los empujes unitarios de tierras

(1)P Los valores límite de los empujes unitarios de tierras deben determinarse teniendo en cuenta el desplazamiento relativo de suelo y muro en rotura, así como la forma correspondiente de la superficie de rotura.

(2) Los valores límite de los empujes unitarios de tierras que se obtengan al suponer superficies planas de rotura pueden diferir significativamente de los obtenidos a partir de superficies de otras configuraciones, si el ángulo de rozamiento interno de las tierras es elevado y lo es asimismo al parámetro δ de interacción muro-terreno, y ello podría conducir a resultados del lado de la inseguridad.

NOTA El anexo C proporciona algunos datos sobre desplazamientos relativos que producen valores límite de los empujes unitarios de tierras.

(3) En los casos en que la adopción de codales, anclajes o elementos similares imponen restricciones a los desplaza- mientos de una estructura de contención, debería considerarse que los valores límite activo y pasivo de los empujes de tierras, y sus correspondientes distribuciones, pueden no ser los más desfavorables.

9.5.4 Valores intermedios de los empujes unitarios de tierras

(1)P Los valores intermedios de los empujes unitarios de tierras tienen lugar si los desplazamientos del muro de contención son insuficientes para movilizar los valores límite. La determinación de los valores intermedios de los empujes unitarios de tierras debe contemplar la magnitud y dirección relativa al terreno del desplazamiento del muro.

NOTA La figura C.3 proporciona un diagrama que puede usarse para la determinación de los empujes unitarios de tierras pasivos movilizados.

(2) Los valores intermedios de los empujes unitarios de tierras pueden calcularse utilizando, por ejemplo, reglas empíricas, métodos de coeficiente de reacción del terreno o métodos de elementos finitos.

9.5.5 Efectos producidos por la compactación

(1)P La determinación de los empujes unitarios de tierras en trasdós del muro debe considerar los empujes unitarios adicionales generados por la colocación del relleno de trasdós y por el método adoptado para su compactación.

NOTA Las mediciones indican que estos empujes unitarios adicionales dependen de la energía de compactación que se aplique, del espesor de las tongadas utilizadas y del modo de desplazamiento del equipo de compactación. El empuje unitario horizontal normal al muro a nivel de una tongada puede disminuir cuando la siguiente es colocada y compactada. Cuando se completa el relleno de trasdós, el empuje unitario adicional actúa normalmente sólo sobre la parte superior del trasdós del muro.

(2)P Deben especificarse procedimientos adecuados de compactación, con objeto de evitar excesivos empujes unitarios de tierras adicionales que pueden conducir a desplazamientos inadmisibles.