5.1 Estab Taludes

7/25/2019 5.1 Estab Taludes

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ESTABILIDAD DE TALUDES

Ing. José Luis Carrasco Gutiérrez

Parte 1/2

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Introducción

Tipos de deslizamientos

Factores condicionantes y desencadenantesProcedimiento de investigación de deslizamientos

Métodos de estabilización de taludes y/o laderas

Estabilidad de taludes en suelosResistencia al corte en suelos

Métodos de análisis por equilibrio límiteTaller práctico (Uso de programas)

Contenido general




1. Introducción

2. Tipos de deslizamientos

3. Factores condicionantes y desencadenantes

4. Procedimiento de investigación de deslizamientos

5. Métodos de estabilización de taludes y/o laderas

Contenido temático (Primera parte)




1. Introducción

En cualquier proyecto de ingeniería civil como:

• Carreteras

• Ferrocarriles

• Canales

• Minería• Edificaciones, habilitaciones urbanas, etc.

Normalmente se requiere conformar plataformas y en muchoscasos es necesario excavar y/o rellenar el terreno, dando lugara la conformación de taludes.

Los taludes deben ser proyectados de tal forma que seanestables y seguros.



1. Introducción - Origen



1. Introducción

Inclinación artificial(Talud)

Inclinación natural(ladera)



1. Introducción - Criterios de diseño

Para el diseño de taludes se debe considerar el nivel deriesgo en términos de pérdidas de vida humana y pérdidaseconómicas. (Esto se relaciona con la elección de un factor deseguridad mínimo).

Los problemas de estabilidad de taludes no pueden serresueltos con soluciones tabuladas, ya que no haydeslizamiento iguales. Una inestabilidad suele tener origen enla convergencia de múltiples condicionantes de carácter local.

Gran porcentaje de pérdidas por deslizamientos sonevitables si el problema se identifica con anterioridad y se

toman medidas de prevención y/o control (monitoreo).



1. Introducción - Criterios de diseño

Criterios para seleccionar un factor de seguridad para diseño de taludes

Fuente: Jaime Suárez Díaz



2. Tipología y desarrollo de movimientos

Esquema de un deslizamiento rotacional típico (Fuente: Varnes 1978)




Carretera Huanuni Llallagua, Potosí - (Bolivia, 2007). Antiguos escarpesde deslizamiento en suelo

ANTIGUOS DESLIZAMIENTOS




Las Bambas - Alternativa de acceso a mineraducto - Apurímac, Perú 2010

DESLIZAMIENTOS – ROTACIONALES




Fuente: Varnes 1978

DESLIZAMIENTO ROTACIONAL MÚLTIPLE



2. Deslizamiento rotacional múltiple. Barrios de Pampahasi, Kupini,Callapa - La Paz, Bolivia (Febrero, 2011)

Fuente: J.L.Carrasco

Macro deslizamiento de talud – Dejó alrededor de 5 mil damnificados.Increíblemente no se registraron pérdidas humanas.



2. Deslizamiento rotacional de un talud en lutitas

Estudio Carretera Zudañez - Padilla (Chuquisaca Bolivia, 2007)





Carretera Kuntur Wasi (Cajamarca, 2010)

DESLIZAMIENTO TRASLACIONAL



2. Tipos de deslizamientos – Flujo de detritos (Debris Flow)

Los Corales, Estado de Vargas - Venezuela, Dic.1999



2. Tipos de deslizamientos - Falla plana en macizos rocosos



2. Tipos de deslizamientos - Falla plana

Estudio Carretera Padilla Monteagudo (Sector del Pithi), Chuquisaca Bolivia, 2007)




2. Tipos de deslizamientos - Falla plana

Carretera Chiclayo – Jaen km173, Lambayeque Perú, 2011




2. Tipos de deslizamientos - Falla en cuña en macizos rocosos



2. Tipos de deslizamientos - Caídas

Fuente: Varnes1978



2. Tipos de deslizamientos - Caídas



3. Factores condicionantes y desencadenantes

Fuente: Gonzales de Vallejo



3.1 Factores condicionantes

Estratigrafía y discontinuidades

Talud desfavorableTalud favorable




Litología




Cambios en las condiciones naturales

(aspectos geológicos e hidrogeológicos)



3.2 Factores desencadenantes

Factores antrópicos



5 Establecer el modelo geotécnico

Sobre la base de todos los estudios básicos (geotecnia, geología, hidrología ehidrogeología) se establece el mecanismo de deslizamiento y las condiciones de

contorno. Luego se procede a la construcción del modelo geotécnico.



5. MEDIDAS DE ESTABILIZACIÓN

• Suavización (geometría) : Disminución de altura, terraceo,inclinación, material (topo, base )

• Densificación del material ( g , c’ , ’ ): Compactación

• Impermeabilización: Uso de geomembrabas en presas u otros

• Drenaje: Superficial y subsuperficial

• Estructuras de contención:Muros de gravedad, armados, gaviones, muros

mecánicamente estabilizados

• Elementos de sostenimiento:Pantallas, soil nailing, anclajes activos, pasivos.

• Elusión de amenazas

Soluciones



MEDIDAS DE ESTABILIZACIÓN

Elusión de la amenaza

Soluciones

Fuente: J. Suárez

MÉTODO APLICACIONES LIMITACIONES

Variantes ore-localización del

proyecto

• Cuando hay riesgo de activar grandesdeslizamientos difíciles de estabilizar

• Cuando existen deslizamientosantiguos de gran magnitud.

• Puede ser la mejor opción si eseconómico hacerlo

• Puede resultar costoso

Remoción total dedeslizamientos

• Es atractivo cuando se trata devolúmenes pequeños de excavación

•

La remoción de los deslizamientopuede producir nuevosmovimientos

Remoción parcial demateriales inestables

• Se acostumbra remover los suelossub superficiales inestables cuandosus espesores no son muy grandes

• Cuando hay nivel freático puededificultar el proceso deexcavación

Modificación del nivel deproyecto o subrasante de

una vía

• La disminución de la altura de loscortes en un alineamiento de granlongitud puede resolver la viabilidadtécnica del proyecto

• Generalmente al disminuir laaltura de los cortes sedesmejoran las características delproyecto

Puentes o viaductos sobrelos movimientos

• Muy útil en terrenos de pendientesmuy altas

• Se requiere cimentar los puentessobre suelo estable y los pilaresdeben ser capaces de resistir las

fuerzas del material inestable



5. MEDIDAS DE ESTABILIZACIÓN Soluciones



5. MEDIDAS DE ESTABILIZACIÓN - Suavización (geometría) :

Disminución de altura, terraceo,inclinación, material (topo, base )

60o

40o

FS = 1,00 FS = 1,31



5. MEDIDAS DE ESTABILIZACIÓN - Taludes mineros

Usualmente:• Ángulo de talud de bancos, varia entre 55° a 75°• Ángulo inter rampa, variable entre 37° a 65°



Suavización de Taludes



Muro de concreto en ‘L’

dren de piedras

drenaje

geotextil

MEDIDAS DE ESTABILIZACIÓN PATOLOGIAS EN TALUDES CON SOSTENIMIENTO



Brasil

Drenaje ?

Fuente: A. Sayao

MEDIDAS DE ESTABILIZACIÓN - PATOLOGIAS EN TALUDES CON SOSTENIMIENTO



Muro con drenes (barbacanas)

Dren

5 Medidas de estabilización – Pernos drenes “lloraderos” y Shocrete



5. Medidas de estabilización Pernos, drenes lloraderos y Shocrete

Estabilización de talud -Carretera Cotapata - Santa Bárbara, Los Yungas La PazBolivia, 2008)




Muro de Piedras muro

geotextil

dren de piedras

dren

Mamposteríade piedra

5. Alternativas de solución - Pedraplenes en talud de corte

Contención con muros de gaviones



Contención con muros de gaviones



Muros deSuelo Reforzado

M d S l R f d



Muro de Suelo Reforzado

5 Alternativas de solución (Muros mecánicamente estabilizado)



5. Alternativas de solución (Muros mecánicamente estabilizado)

Carretera Interoceánica sur – Tramo II entre Urcos y Puente Inambari, 2009)


2 Alt ti d l ió (M á i t t bili d )



2. Alternativas de solución (Muro mecánicamente estabilizado)

Carretera Interoceánica Sur – Tramo II entre Urcos y Puente Inambari, 2009)




Muro

Final de construcción

Fuente: A. Sayao

4. ALTERNATIVAS DE SOLUCIÓN – ANCLAJES ACTIVOS



4. ALTERNATIVAS DE SOLUCIÓN ANCLAJES ACTIVOS

Sostenimiento de talud con anclajes activos en la presa Limón(Proyecto Trasvase Olmos, Cajamarca 2011)


Anclajes + Clavos (Rio de Janeiro)



Anclajes + Clavos (Rio de Janeiro)

Fuente: A. Sayao

5. Alternativas de estabilización - Anclajes activos



5. te at as de estab ac ó c ajes act os

Anclajes activos en taludes sobre macizos rocosos (Carretera Cotapata SantaBárbara, Los Yungas La Paz Bolivia, 2008)


5. Alternativas de estabilización – Pernos pasivos



p

Anclajes pasivos (pernos) en taludes sobre macizos rocosos (Carretera CotapataSanta Bárbara, Los Yungas La Paz Bolivia, 2008)


5. Alternativas de estabilización - Anclajes activos



j

Anclajes activos en el portal de entrada de túnel (Carretera Cotapata SantaBárbara, Los Yungas La Paz Bolivia, 2008)


C b d l Cl



Cabeza de la Clave

25 75 50

Steel meshes

Steel bar

Grout

mm

Shotcrete

(Ortigão & Sayão 2004)

Barras f > 22mm

Secuencia de ejecución



8. Excavación

Fuente: A. Sayao



Final de

Ejecución

Fuente: A. Sayao

5. Alternativas de estabilización – Enmallado



Fuente: A. SayaoConvivir con el problema - Bolivia

5. Alternativas de solución



Túnel Falso

Solución: Convivir con el problema (deslizamiento) Fuente: A. Sayao





Elusión


Soluciones de Ingeniería

Rotura ensuelo residual

1985

Fuente: A. Sayao

drainageditches

drainage

anchors

grass




Elusión

Fuente: A. SayaoSolución: Convivir con el deslizamiento

6 CONSIDERACIONES FINALES



"Desafortunadamente, los suelos son fabricados por la naturaleza y no por el hombre, y los productos de la naturaleza son siempre complejos ... Tan prontocomo se pasa del acero y el concreto al suelo, la omnipotencia de la teoría dejade existir. El suelo natural nunca es uniforme. Sus propiedades cambian de puntoa punto, mientras que nuestro conocimiento de sus propiedades se limita a los

pocos sitios en que las muestras han sido recogidas. En la mecánica de suelos laexactitud de los resultados calculados nunca supera a la de una estimación

aproximada, y la función principal de la teoría consiste en que nos enseña qué y cómo observar en el campo."

6. CONSIDERACIONES FINALESCitas de Karl Von Terzaghi

" Al utilizar la experiencia adquirida en el diseño de una nueva estructura se procede por analogía y ninguna conclusión, por analogía, puede considerarse válida amenos que todos los factores vitales involucrados en los casos objeto de

comparación, sean prácticamente idénticos. La experiencia no nos dice nadasobre la naturaleza de estos factores y muchos ingenieros que están orgullososde su experiencia, ni siquiera sospechan de las condiciones exigidas para lavalidez de sus operaciones mentales. Por lo tanto nuestra experiencia práctica

puede ser muy engañosa, a menos que se combine en ella una concepciónbastante precisa de la mecánica de los fenómenos en estudio."




"... Una vez que una teoría aparece en la hoja de preguntas de un examen de la universidad, se

convierte en algo para ser temido y creído, y muchos de los ingenieros que fueron beneficiados poruna educación universitaria aplicaron las teorías sin sospechar siquiera los estrechos límites de suvalidez. "

"... Cualquier intento de detener el asentamiento sin hacer la investigación preliminar propuesta seríauna apuesta irresponsable. Puesto que he sido testigo de muchas apuestas de este tipo, puedo decir por experiencia personal, que los ahorros asociados con investigaciones preliminares insuficientes,están totalmente fuera de proporción con los riesgos financieros."

"La única cosa de la que un ingeniero debe tener miedo es del desarrollo de condiciones de trabajoque no ha previsto. Los planos de construcción no son más que un sueño deseado. Tengo la impresiónde que la gran mayoría de las rupturas de presas fueron debido a la construcción negligente y no adefectos de diseño."

6. CONSIDERACIONES FINALESCitas de Carl V. Terzaghi

"Presenté mis teorías e hice mis experimentos con el propósito de establecer una ayuda en la

formación de una opinión correcta y me di cuenta con espanto, que todavía son consideradas por la

mayoría como un sustituto para el sentido común y la experiencia."

Cuando le preguntaron a Terzaghi cuánto tiempo debería gastar escribiendo su informe, él recibió elsiguiente consejo: "Gaste en éste tanto tiempo como sea necesario para informar al lector con tan

pocas palabras como sea posible, acerca de todos los hallazgos significativos y acerca de las

características esenciales de las operaciones de construcción que se han realizado."




"La teoría es el lenguaje por medio del cual las lecciones de la experiencia puede ser

expresadas claramente."

"La teoría -e incluso la teoría muy rigurosa- es necesaria para la formación y el desarrollo denuestra capacidad para interpretar correctamente lo que observamos, pero al mismo tiempo,solamente con la teoría no podríamos lograr nada en absoluto en el campo de la ingeniería demovimientos de tierra, y mientras más hechos concretos podamos acumular, mejor . Siempre

pierdo los estribos con las personas que piensan que han captado la esencia misma de la

sustancia después de que han tenido éxito en representar alguna fase artificialmentesimplificada de la misma por medio de complicadas integrales triples, mientras que al mismotiempo, se han olvidado de cómo se ve realmente el suelo. La observación aguda es al menostan necesaria como un análisis penetrante."

6. CONSIDERACIONES FINALESCitas de Carl V. Terzaghi

La ingeniería es un deporte noble ... pero equivocarse ocasionalmente es parte del juego.

Ambicione ser el primero en descubrir y anunciar sus errores .... Una vez que usted comienza asentirse tentado a negar sus errores ante la evidencia razonable, usted ha dejado de ser un

buen deportista."

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