Empuje de Tierras: activo, pasivo y en reposo

En el contexto de la geotecnia y las cimentaciones especiales, el "empuje de tierras" se refiere a las fuerzas que ejercen los suelos sobre una estructura de cimentación, como un muro de contención o una excavación, debido a la presión de la tierra circundante.

Hay tres tipos principales de empuje de tierras: activo, pasivo y de reposo.

Estos empujes tienen un valor creciente según bajamos en la lista, es decir, el activo es el menor de ellos, luego vendría el empuje al reposo y finalmente, el de mayor valor sería el pasivo.

A continuación, los describo brevemente:

1. Empuje de tierras activo:

   • El empuje de tierras activo es una fuerza horizontal que actúa sobre una estructura de retención, como un muro de contención, como resultado de la presión ejercida por el suelo detrás del muro.
   • Este tipo de empuje de tierras tiende a empujar la estructura hacia afuera.
   • Se produce cuando el suelo detrás del muro está en movimiento o se encuentra en un estado de deformación activa, como durante la excavación o el relleno.
   • El empuje activo, se produce cuando la estructura de contención se mueve una magnitud “x”, de forma que el terreno se descomprime. Por tanto emplearemos este empuje en el cálculo de muros de contención o muros en ménsula que son libres de moverse en cabeza.

2. Empuje de tierras pasivo:

   • El empuje de tierras pasivo es la fuerza horizontal opuesta al empuje activo y actúa en la dirección opuesta.
   • Este tipo de empuje de tierras surge cuando la estructura de retención, como un muro, tiende a desplazarse hacia atrás debido a la presión del suelo.
   • Se produce cuando el suelo detrás del muro se encuentra en un estado de reposo o está en un estado de deformación pasiva.
   • El empuje al reposo, se produce cuando la estructura de contención prácticamente no sufre desplazamientos. Esto se dará cuando la estructura esté convenientemente arriostrada. Un caso típico es el de los muros de sótano en edificación, en los cuales el o los forjados que arriostran al muro, impiden su desplazamiento en cabeza al hacer de diafragma indeformable.

3. Empuje de tierras de reposo:

   • El empuje de tierras de reposo se refiere a la presión ejercida por el suelo sobre una estructura de cimentación cuando ni el suelo ni la estructura están experimentando deformaciones significativas.
   • En este caso, la estructura y el suelo están en equilibrio y no hay movimiento relativo entre ellos.
   • Este tipo de empuje de tierras es importante para el diseño de cimentaciones profundas, como pilotes o zapatas, donde la estructura se apoya en el suelo de manera estática.
   • El empuje pasivo, se produce cuando la estructura de contención es la que empuja contra el terreno (en la gráfica se mueve una magnitud “x”, en sentido inverso al que lo hacía el activo). Este empuje lo emplearemos, por ejemplo, para equilibrar estructuras contra el deslizamiento que se encuentren empujando contra el terreno.

En resumen, el empuje de tierras en geotecnia y cimentaciones especiales se refiere a las fuerzas horizontales que ejerce el suelo sobre una estructura de retención o cimentación.

Relación entre empuje del terreno y los movimientos necesarios para su desarrollo

Los tres tipos principales son el empuje activo, que empuja la estructura hacia afuera; el empuje pasivo, que actúa en sentido contrario; y el empuje de tierras de reposo, que se produce cuando la estructura y el suelo están en equilibrio.

Estos conceptos son fundamentales para el diseño y la estabilidad de estructuras en proyectos de ingeniería civil y geotécnica.

Cuando se calcula una estructura de contención de tierras, existen distintos empujes a considerar dependiendo de la movilidad relativa entre la estructura y las partículas del suelo.