Método semiempírico de Terzaghi para el cálculo de empujes en muros de retención

Resumen

El documento describe el método semiempírico de Terzaghi para estimar el empuje de tierras sobre muros de retención. Clasifica los materiales de relleno, explica cómo calcular el empuje según la geometría del terreno (superficie plana, inclinada o con sobrecarga) y señala las limitaciones del procedimiento, basado en hipótesis arbitrarias.

Puntos clave

El método se basa en hipótesis más o menos arbitrarias y no es aplicable a todos los casos prácticos.
El material de relleno se clasifica en cinco tipos, desde suelo granular grueso sin finos hasta fragmentos de arcilla dura protegidos del agua.
Para superficie plana sin sobrecarga, el empuje se obtiene con dos gráficos que dan los coeficientes kh y kv en función del ángulo.
Para el suelo tipo 5 se considera una altura reducida H' = H - 1,20 m por las grietas de tracción debidas a la cohesión.
Con sobrecarga uniformemente distribuida, la influencia vertical es Pvq = q·L y la horizontal se calcula como C·q·H, con C tomado de tabla.
Con sobrecarga lineal paralela a la cresta, la influencia horizontal es C·q y puede despreciarse si su punto de corte con el muro queda por debajo de la base.

Ponte a prueba

Método Semiempírico de Terzaghi

Este procedimiento está basado en hipótesis más o menos arbitrarias y no puede aplicarse a todos los casos encontrados en la práctica.

1. Clasificación del Material de Relleno

Suelo granular grueso sin finos.
Suelo granular grueso con finos limosos (baja permeabilidad).
Suelo residual con piedras, arena fina, limosa y materiales granulares, con cantidad apreciable de arcilla.
Arcillas blandas, limos orgánicos o arcillas limosas.
Fragmentos de arcilla dura o medianamente dura, protegidos de modo que el agua proveniente de cualquier fuente no penetre entre los fragmentos.

2. Geometría de Relleno y Condición de Cargas

a. Superficie plana, sin sobrecarga

El empuje se calcula con ayuda de dos gráficos que permiten obtener k_h y k_v. En dichos gráficos, en el eje de las x se ingresa con el valor del ángulo , mientras que en el eje y se obtiene k_h y k_v. En ambos gráficos aparecen 5 curvas que representan cada tipo de suelo.

Para suelo tipo 5: el cálculo del empuje se considera una altura H’ = H - 1.20 m que tiene en cuenta la distancia aproximada a la que se pueden observar las grietas de tracción debidas a la cohesión. El empuje se encuentra a una distancia igual a 1/3 * (H - 1.20 m).

b. Superficie inclinada hasta una cierta altura, luego horizontal

El empuje se calcula para cada tipo de suelo con ayuda de los gráficos. Se ingresa a ellos con la relación H₁/H hasta cortar con la curva que determine k_h y k_v, dependiendo de la pendiente del talud.

Para suelo tipo 5: El cálculo del empuje se considera H’ = H - 1.20 m y punto de aplicación 1/3 * H sin considerar reducción de altura.

c. Superficie horizontal, con sobrecarga uniformemente distribuida

Este tipo de sobrecarga tiene una influencia vertical y una horizontal sobre la estructura.

La influencia vertical está dada por la posición de sobrecarga que actúa sobre la estructura. P_vq = q * L (estructura).

La influencia horizontal se calcula como p_hq’ = C * q * H, siendo C un coeficiente de proporcionalidad que varía según el tipo de relleno, se saca de tabla.

d. Superficie horizontal y sobrecarga lineal paralela a la cresta, uniformemente distribuida

La influencia horizontal se calcula como (p_hq = C * q) y su ubicación viene dada por una línea a 40° respecto de la horizontal hasta intersectar a la pared del muro. Si dicho punto está situado por debajo de la base del muro, la influencia de la carga lineal sobre el empuje puede despreciarse.

Para la influencia vertical nos valemos de 2 líneas a 60° de q’ y se distribuye sobre el ancho bc, influyendo solo lo que abarca sobre el tablón.

(Gráficos 14, 15, 16 y 17)

Preguntas frecuentes

¿Para qué tipos de terreno se aplica el método de Terzaghi?

El documento clasifica el material de relleno en cinco tipos: suelo granular grueso sin finos, suelo granular con finos limosos, suelo residual con arcilla apreciable, arcillas blandas o limos orgánicos, y fragmentos de arcilla dura protegidos del agua.

¿Cómo se considera la sobrecarga uniforme en un muro de retención?

Tiene una influencia vertical, Pvq = q·L, y otra horizontal, calculada como C·q·H, donde C es un coeficiente que depende del tipo de relleno y se obtiene de una tabla.