Excel: Diseño Muro de Contención en Voladizo

Dentro las obras de Ingeniería Civil (según el tipo de obra), puede estar presente la necesidad de incorporar estructuras de contención para garantizar la estabilidad y seguridad de un determinado suelo, el conocer el procedimiento de diseño de estas estructuras es fundamental en estas situaciones. En esta oportunidad compartimos un documento Excel que les ayuda a diseñar un muro de contención en voladizo, a continuación, damos una breve descripción y el detalle de la planilla Excel:

Información necesaria para diseñar muros de contención en Voladizo

Se debe ingresar la siguiente información de manera obligatoria para iniciar con el proceso de diseño del muro de contención:

– Geometría del Muro de Contención – Para su verificación -: Altura de pantalla del muro a diseñar, altura (relleno y espesor de zapata) dada por el Estudio de Mecánica de Suelos (EMS) relacionada a la Norma E.050, espesor de la corona del muro, recubrimiento del muro, recubrimiento de la zapata.
– Información del Terreno (Norma E.050): Tipo de suelo, peso específico del suelo, ángulo de fricción interna, capacidad portante del suelo (EMS).
– Datos del hormigón y del acero estructural: resistencia característica del hormigón (Compresión), límite de fluencia del acero (nivel de tensión al que el acero deja de comportarse de forma elástica y empieza a deformarse de forma plástica).
– Factores de Seguridad (Norma E.020): Contempla la definición del Factor de Seguridad para el Volteo y Factor de Seguridad para el Deslizamiento.
– Sobrecarga a soportar (Norma E.020).

Procedimiento para el diseño del muro de contención en Voladizo

El procedimiento que la planilla Excel sigue para diseñar el muro de contención se detalla a continuación:

– Predimensionamiento del muro de contención en voladizo: Relacionado a la geometría integral del muro de contención.
– Metrado de las Cargas: Identificación y cuantificación de las cargas actuantes sobre el muro de contención, fuerzas verticales, fuerzas horizontales o fuerzas de empuje del terreno, cálculo del coeficiente activo de Rankine.
– Verificación de estabilidad del muro de contención al volteo: Considerando las fuerzas verticales estabilizadoras y las fuerzas horizontales desestabilizadoras.
– Verificación de estabilidad del muro de contención al deslizamiento: Considerando Fuerzas de empuje, fuerzas de rozamiento, se analiza la estabilidad para capacidad portante del terreno de cimentación.
– Cálculo de los momentos flectores y fuerzas cortantes: En la pantalla, en la punta, en el talón.
– Diseño y cuantificación del acero del muro de contención (mínimo): Acero en pantalla y acero secundario.
– Diseño de la zapata del muro de contención: cálculo del momento último, cálculo del acero de la zapata.
– Resumen general de acero: Acero de pantalla (Acero vertical y horizontal), acero de zapata anterior – punta (acero principal y transversal), acero de zapata posterior – talón (acero principal y transversal).

Toda la información mencionada anteriormente corresponde a la primera hoja de cálculo del documento Excel de diseño, la segunda hoja Excel contiene el plano/esquema con las dimensiones del muro de contención y el detalle de distribución de aceros (En planta y elevación); finalmente se tiene una tercera hoja de cálculo que contiene las especificaciones técnicas del muro de contención en voladizo (resistencias del concreto y acero, recubrimientos de pantalla – zapata y caras de hormigón, información según el tipo de terreno o suelo).

**Recomendación general: Recomendamos ampliamente a todos los usuarios (ingenieros, técnicos, estudiantes, interesados en ingeniería en general, etc.) que utilicen las planillas Excel de ingeniería u otros documentos informativos de la web, lo hagan con responsabilidad y criterio; consultando siempre bibliografía relacionada (textos, normativas u otros documentos) y, en función al nivel de aplicación, consultando a especialistas o profesionales capacitados en el tema.

Pueden encontrar la Planilla Excel de Diseño a continuación: Diseño de Muro de Contención en Voladizo