Muro de contención de gravedad

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Sobre esta hoja de cálculo

Esta hoja de cálculo verifica la estabilidad geotécnica de muros de contención de gravedad de hormigón en masa. Comprueba las tres condiciones fundamentales de estabilidad — vuelco, deslizamiento y hundimiento — así como la posición de la resultante y la distribución de presiones bajo la base de cimentación. Permite seleccionar entre las teorías de empuje de Rankine y Coulomb, e incluye opcionalmente la acción sísmica mediante los métodos de Mononobe-Okabe y Seed-Whitman.

Empujes de tierras

El cálculo de empujes se realiza mediante las teorías clásicas de Rankine (1857) o Coulomb (1776), a elección del usuario. La teoría de Rankine asume un muro perfectamente liso (sin rozamiento muro-suelo) y proporciona resultados conservadores. La teoría de Coulomb incorpora el rozamiento entre el trasdós del muro y el terreno (δ = 2/3·φ' por defecto), lo que reduce el empuje activo y se aproxima más a la realidad. Ambas teorías permiten considerar terreno en pendiente (β > 0) y sobrecargas uniformes en superficie. El perfil de empujes se calcula mediante integración del diagrama de tensiones efectivas horizontales, considerando hasta dos estratos con propiedades diferenciadas.

Verificaciones geotécnicas

Las verificaciones siguen el marco de estados límite del Eurocódigo 7 (UNE-EN 1997-1) con el Anejo Nacional español, y el CTE DB SE-C. Se comprueban tres estados límite últimos: vuelco (EQU), deslizamiento (GEO) y hundimiento (GEO), así como la posición de la resultante como estado límite de servicio. La capacidad portante se calcula según la formulación de Brinch Hansen (1970) o Meyerhof (1963), a elección del usuario, con factores de inclinación de carga (iq, ic, iγ) y de profundidad (dq, dc) según las expresiones del Eurocódigo 7 Anejo D.

Acción sísmica

El cálculo sísmico se basa en los métodos pseudoestáticos de Mononobe-Okabe (1929) y Seed-Whitman (1970). El método de Mononobe-Okabe extiende la teoría de Coulomb para incluir las fuerzas de inercia del suelo, proporcionando un coeficiente de empuje activo mayorado. El método de Seed-Whitman simplifica el cálculo asumiendo un incremento de empuje ΔKae ≈ 0,75·kh, aplicado a 0,6·H desde la base. Los coeficientes sísmicos (kh, kv) deben determinarse según la NCSE-02 o la futura NCSR-24 en función de la aceleración básica del emplazamiento.

Normativa de referencia

  • — UNE-EN 1997-1 (Eurocódigo 7): Proyecto geotécnico. Reglas generales.
  • — CTE DB SE-C: Código Técnico de la Edificación. Documento Básico de Seguridad Estructural — Cimientos.
  • — Código Estructural (R.D. 470/2021): Artículos relativos a hormigón en masa.
  • — NCSE-02: Norma de Construcción Sismorresistente.
  • — Brinch Hansen, J. (1970): A revised and extended formula for bearing capacity.
  • — Meyerhof, G.G. (1963): Some recent research on bearing capacity of foundations.

Limitaciones

  • El modelo es bidimensional (por metro lineal de muro). No incluye verificación de estabilidad global (círculos de deslizamiento), que debe realizarse por separado en terrenos con pendiente o estratificación compleja.
  • No considera fases constructivas ni el efecto de compactación del relleno sobre las presiones reales que actúan en el trasdós.
  • La distribución de presiones bajo la base asume comportamiento lineal (terreno rígido). En suelos blandos o deformables la distribución real puede diferir significativamente.
  • No incluye verificación estructural del hormigón en masa (resistencia a tracción, fisuración). El proyectista debe verificar que la sección cumple las limitaciones del Código Estructural.
  • Los resultados no sustituyen el juicio del ingeniero cualificado responsable del proyecto.

Recomendación

Se recomienda acompañar el dimensionamiento con un estudio geotécnico conforme al CTE DB SE-C, que incluya campaña de reconocimiento, ensayos de laboratorio (granulometría, corte directo, Proctor) y determinación fiable de los parámetros del terreno. El proyectista debe verificar la estabilidad global del conjunto muro-terreno mediante métodos de equilibrio límite (círculos de deslizamiento) cuando la topografía o la estratificación del terreno lo requieran.

Normativa aplicable

CTE DB-SE-C — Cimientos

Documento Básico de Seguridad Estructural — Cimientos. Regula el diseño y cálculo de cimentaciones en edificación.

Eurocódigos (EN 1990 a EN 1998)

Conjunto de normas europeas para el proyecto de estructuras. Abarcan desde bases de proyecto (EN 1990) hasta acciones sísmicas (EN 1998).

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