Estudio de las mejoras en la estabilidad de taludes por el...

UNIVERSIDAD METROPOLITANA FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA DE INGENIERIA CIVIL

“Estudio De Las Mejoras En La Estabilidad De Taludes Por El Método Del Claveteo.”

María Carolina Barrios G. Nataly Karina Morales A.

Tutor: Ingeniero Rubén Benarroch Julio del 2000.

Estudio De Las Mejoras En La Estabilidad De Taludes Por El Método Del Claveteo.

i

DERECHO DE AUTOR

Cedo a la Universidad Metropolitana el derecho de reproducir y difundir

el presente trabajo, con las únicas limitaciones que establece la

legislación vigente en materia de derecho de autor.

En la ciudad de Caracas, a los 23 días del mes de Junio del 2000.

___________________________. __________________________.

María C. Barrios G. Nataly K. Morales A.

Carnet # 941522-7 Carnet # 930738-2


ii

APROBACIÓN

Considero que el trabajo de grado titulado:

“Estudio De Las Mejoras En La Estabilidad De Taludes Por El

Método Del Claveteo.”

Elaborado por los ciudadanos:

María Carolina Barrios G.

Nataly Karina Morales A.

Para optar al título de:

Ingeniero Civil

Reúne los requisitos exigidos por la Escuela de Ingeniería Civil de la

Universidad Metropolitana, y tiene méritos suficientes como para ser

sometido a la presentación y evaluación exhaustiva por parte del jurado

examinador que se designe.

En la ciudad de Caracas, a los 23 días del mes de Julio del 2000.

____________________.

Ing. Rubén Benarroch.


iii

ACTA DE VEREDICTO

Nosotros, los abajo firmantes, constituidos como jurado examinador y

reunidos en Caracas, el día 26 de Julio del 2000, con el propósito de

evaluar el trabajo de grado titulado:

“Estudio De Las Mejoras En La Estabilidad De Taludes Por El

Método Del Claveteo.”

Presentado por los ciudadanos:

María Carolina Barrios G.

Nataly Karina Morales A..

Para optar al título de

INGENIERO CIVIL

Emitimos el siguiente veredicto:

Reprobado___ Aprobado___ Notable___ Sobresaliente___

Sobresaliente con Mención Honorífica___

Observaciones: ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.

_______________. _______________. ________________.

Ing. Ing. Rubén Benarroch. Ing.


iv

DEDICATORIA

A DIOSDIOS por escuchar mis oraciones, por estar conmigo y acompañarme en las buenas y en las malas.

A mi padre, NELSONNELSON, por confiar en mí, por amarme y por ser mi meta a seguir, te lo prometí y lo cumplí.

A mi madre, ELVIRAELVIRA, por su apoyo, confianza, amor, paciencia y por ser la mejor mujer del mundo.

A mi esposo, TONYTONY, por amarme, ayudarme, apoyarme, confiar en mí y por ser el mejor esposo del mundo.

A mi bebito, ANDRÉSANDRÉS, por ser simplemente quien es, por enseñarme tantas cosas lindas y hacerme cumplir mi meta con más entusiasmo.

A mis hermanos, ELIANA y RODOLFOELIANA y RODOLFO, y a mi primo, FERNANDOFERNANDO, por su ayuda, colaboración y paciencia, y para que logren lo que yo he alcanzado.

A mi hermano, NELSONNELSON, para que esta meta alcanzada sea también tuya, te lo dedico con todo mi corazón.

A mis abuelitos, JOSEÍTO y PETRAJOSEÍTO y PETRA, por quererme, por ser tan especiales, por que lograron sus metas y criar unos hijos maravillosos.

A mis abuelitos, RAMÓN y ANITARAMÓN y ANITA, por que se que donde quiera que estén me bendicen todo el tiempo.

A toda MI FAMILIA MI FAMILIA por confiar en mí.

Los amo a todos Carolina.


v

Logré una de mis metas personales!... Pude superar las dificultades que se presentaban, y es justo reconocer que no estuve sola, pues existen muchos seres, que día a día, pusieron su granito de arena para ayudarme, aunque a veces malhumorados, nunca permitieron que mis fuerzas flaquearan, ni mi confianza y mi fe se perdieran.. � A ti Señor, que siempre me iluminaste el camino que debía

seguir para no perderme, pusiste en mi la madurez y conciencia para actuar con bien.... � Ustedes viejos, Rofo y Tere, que nunca perdieron la fe en mi,

me ayudaron y brindaron todos los recursos necesarios para llegar aquí.... � A mis hermanas, Susan y Katherine, que el éxito logrado les

sirva de guía y aliente sus pasos para llegar a sus metas, ustedes flacas lo pueden todo, si así lo anhelan. Lola, tu superación profesional esfuerza mis pasos, para querer llegar lejos.... � Carmencita, Abuelita, Tíos, y primos, quienes en mi confían y

mi triunfo les alegra el corazón ... � A ti abuelita Elena, que la enseñanza y fe en el Señor que me

inculcaste, me serenó en los momentos más difíciles.... � A ti Rafita, que compartes y alegras mis días, con cariño,

entusiasmo y niñerías... A todos y cada uno de ustedes, les dedico este trabajo como muestra

de mi agradecimiento y mi entera satisfacción... Pues es bonito corroborar que en esta vida, el momento triste de hoy, es

el que enseñará la alegría y la felicidad del mañana. Les quiere, Nataly


vi

AGRADECIMIENTOS

Ver este trabajo culminado, es un sueño hecho realidad para nosotras.

Y gracias a la colaboración, apoyo y buena voluntad de varios amigos se llegó a

realizar. Por eso, en este momento a todos y cada uno de ellos, les damos las más

sinceras GRACIAS.

C A Jesús, Tony, Juan Carlos, Rafael, Orlando y Fernando,

¡Muchachos!, sin su colaboración, apoyo, fuerza y paciencia no

hubiese sido posible la realización de los ensayos.

C A Rodolfo Morales y Domingos Pereira, por su dedicación,

esmero y ayuda incondicional, ya que nos brindaron los medios

para ejecutar este trabajo especial de grado.

C A ti Judith, tu apoyo y colaboración siempre presente ante

nuestras inquietudes.

C A la Escuela de Ingeniería Civil, por permitirnos realizar

nuestros ensayos dentro de sus laboratorios.

C A la Escuela de Ingeniería Química, por brindarnos su apoyo, al

facilitarnos los materiales requeridos para nuestros ensayos.

C A los profesores Antonio Gómez, Raúl Montefusco e Ing.

Abraham Benarroch, quienes asesoraron de forma desinteresada el

desarrollo experimental de nuestro trabajo.

C A la profesora Ing. Maritza Silva, gracias por orientar e instruir

el desarrollo teórico del trabajo de grado.

C Al señor José Lillo, quien amablemente compartió sus

conocimientos sobre el tema de tablestacado y corrosión.

C Al Ing. Rubén Benarroch, tutor y orientador principal de

nuestro trabajo de grado.


vii

INDICE GENERAL

Pág.

Derecho de autor i

Aprobación ii

Acta de veredicto iii

Dedicatorias iv

Agradecimientos vi

Lista de figuras xi

Lista de tablas xii

Lista de gráficos xiii

Lista de fotografías xiv

Resumen xv

Introducción xvii

Capitulo. 1.- Marco Teórico

1.1.- Generalidades del suelo. 2

1.1.1.- Tipos de suelo 2

1.1.2.- Clasificación de los suelos 3

1.1.3.- Características Físicas y Mecánicas 6

1.1.4.- Estudios realizados 8

v Contenido de Humedad 8

v Limites de consistencia 9

v Análisis Granulométrico 10


viii

v Gravedad especifica 11

v Compactación 12

v Densidad en sitio 13

v Corte directo 13

v Densidad relativa 14

1.2.- Talud. 15

1.2.1.- Clasificación 16

v Por altura 16

v Por pendiente 17

v Por velocidad de deslizamiento 17

1.2.2.- Clasificación de las fallas 18

v Por su Ubicación 18

v Por su deslizamiento 21

v Por su movimiento 21

v Por fenómenos naturales 23

1.2.3.- Identificación de los movimientos 25

1.2.4.- Causas que originan las fallas 26

1.2.5.- Factores que determinan la estabilidad 26

v Geológicos 26

v Topográficos 27

v Climáticos 27

1.2.6.- Esfuerzos actuantes sobre los taludes 27


ix

1.2.7.- Métodos preventivos y correctivos

para la estabilidad de taludes 28

1.3.- Claveteo. 34

1.3.1.- Aspectos del acero 35

v Mecanismo de comportamiento

de los clavos 35

v Diseño del acero 36

- Proporción de acero 36

- Tipos de acero 38

v Diseño de la cara y los conectores 39

v Protección contra la corrosión 40

1.3.2.- Secuencia constructiva 45

1.3.3.- Aspectos constructivos 47

1.3.4.- Condiciones del terreno 47

1.3.5.- Colocación de clavos 48

v Hincados 48

v Taladrados 48

1.3.6.- Pruebas a los clavos 49

1.3.7.- Inspección y recomendación en la

construcción 50

Capitulo 2.- Modelo experimental.

2.1.- Descripción del modelo 52

v Encofrado 52


x

v Suelo utilizado 53

v Consideraciones de diseño 56

v Medición de las deformaciones 60

v Aplicación de la carga 61

2.2.- Relación caso real & caso a escala 65

2.3.- Ensayos realizados 67

v Modelo Patrón (suelo natural) 68

v Taludes reforzados con Barras de acero 70

Capitulo 3.- Resultados y Análisis de resultados 74

Capitulo 4.- Conclusiones y Recomendaciones 90

Glosario 96

Bibliografía 101

Anexos 102


xi

LISTA DE FIGURAS

Nombre de la figura Pág.

1. Falla de base del talud 19

2. Falla de pie del talud 20

3. Falla de cara del talud 20

4. Secuencia constructiva 46

5. Dimensiones del encofrado utilizado 53

6. Patrones de distribución de las barras de acero 57

7. Diferentes Inclinaciones de las barras 58

8. Diámetros estudiados 59

9. Ubicación de los flexímetros 60

10. Vista en planta de la zona de carga 62


xii

LISTA DE TABLAS

Nombre de la tabla Pág.

1. Clasificación del sistema unificado 5

2. Rango divisorio de la consistencia de un suelo 10

3. Recomendaciones de tolerancia / protección contra la corrosión 42

4. Cuadro comparativo entre las variables 66

5. Diferentes parámetros obtenidos de la realización de los ensayos 75

6. Deformación promedio de los diferentes ensayos 76

7. Comparación de la carga de falla con respecto a la carga final y % de incremento 82

8. Relación diámetro / inclinación con respecto al % de incremento 83

9. Relación diámetro / inclinación con respecto a la deformación 85

10. Relación % de incremento con respecto a la deformación promedio de los ensayos más eficientes 87

11. Rangos de acción de parámetros estudiados 87

12. Combinación del % de incremento de carga, deformación promedio, % de humedad y densidad en sitio húmeda. 88


xiii

LISTA DE GRAFICOS

Nombres del grafico Pág.

1. Carga aplicada & deformación promedio 77

2. Relación diámetro / inclinación con respecto al % de incremento 84

3. Relación diámetro / inclinación con respecto a la deformación . 85


xiv

LISTA DE FOTOGRAFIAS

Fotografía Pág.

1. Encofrado de madera cerrado para la compactación del suelo 54

2. Talud recién desencofrado 55

3. Ubicación de los flexímetros en los ensayos del talud 61

4. Detalle de equipo utilizado durante los ensayos 63

5. Detalle del gato hidráulico, placa y puntal 64

6. Colapso natural del modelo patón 67

7. Ensayo del talud sin refuerzo 69

8. Patrón de distribución uniforme 70

9. Patrón de distribución tres bolillo 72

10. Vista superior de tipo de falla presentada 78





15. Asentamiento de la placa de distribución de carga, posterior al ensayo 81


xv

RESUMEN

“Estudio De Las Mejoras En La Estabilidad De Taludes

Por El Método Del Claveteo.”

Autores:

Barrios G. Maria Carolina.

Morales A. Nataly Karina.

Tutor: Caracas, Julio 2000.

Ing. Rubén Benarroch.

El creciente aumento en los costos de los métodos convencionales de refuerzo de suelos, ha incrementado cada vez más la utilización de técnicas alternativas, éste es el caso del claveteo. El cual puede ser considerado en un tiempo no muy distante, una opción importante al momento de buscar soluciones a problemas de estabilidad de taludes gracias a lo versátil y económico que resulta.

Este trabajo especial de grado desarrolla una serie de ensayos dentro del laboratorio de suelos de la Universidad Metropolitana, sobre un modelo a escala que simula un talud. Con la finalidad de poder demostrar, de manera experimental, las mejoras de estabilidad, que aporta el método del Claveteo a un talud sometido a sobrecarga.

Se realizaron nueve ensayos en los cuales se aplicó carga sobre el talud, en el primero no se colocó ningún refuerzo, esto con el fin de ser usado como referencia, mientras que en los restantes se hincaron barras de acero en la cara libre del talud variando los parámetros de inclinación, diámetro y patrón de colocación, siendo estos los limitantes del trabajo


xvi

Se tomaron lecturas de las deformaciones horizontales ocurridas en la cara del talud, hasta que se produjo la falla como consecuencia de la carga vertical aplicada.

Del análisis de resultados se concluye que el Claveteo en efecto mejora de manera significativa la estabilidad del talud, al lograr que soporte un 832 % más carga antes de llegar a la falla con el refuerzo de barras hincadas (distribuidas perpendicularmente a la cara del talud) horizontales, con un diámetro de 3/8”, en comparación al talud sin refuerzo.


xvii

INTRODUCCIÓN

Gracias a los progresos en la utilización del suelo, que han surgido

dentro de la Ingeniería Civil, y habiéndose renovado completamente

muchas técnicas de construcción, parece que los ingenieros, capaces de

efectuar un análisis muy profundo del comportamiento del concreto

armado, se encuentran generalmente desarmados ante los problemas que

les plantean los suelos que soportan o forman parte de sus obras, ya que

tanto sus proyectos como sus obras están relacionadas directa o

indirectamente, con la Mecánica de Suelos.

Notables fracasos por el desconocimiento o la errónea

interpretación, no son raros, e ilustran la necesidad de tener estudios

cuidadosos y científicos del suelo, aun en los casos de pequeños

proyectos.

Tradicionalmente, los ingenieros y constructores no han dado la

atención que requieren los problemas del suelo, y con mucha frecuencia,

los proyectos se han basado en datos tomados de viejos manuales,

experiencias de otros lugares, y a veces, en suposiciones de las

propiedades del suelo.

El objeto de este trabajo especial de grado “Estudio De Las

Mejoras En La Estabilidad De Taludes Por El Método Del Claveteo”, es


xviii

dar a conocer una técnica alternativa dentro de los métodos de

estabilización de taludes.

Un estudio previo de suelos, factibilidad y con la apropiada

planificación, son los parámetros primordiales en la construcción de una

vialidad, conjunto habitacional, centro recreacional, etc., cualquiera sea

el caso, determinaran el proceso constructivo a utilizar.

Debido a que el personal especializado requerido, dentro del

método del claveteo, es mínimo, los equipos utilizados son livianos, los

clavos pueden ser desde barras de acero (cabillas), secciones estructurales

ligeras, tubulares, hasta barras de fibra de vidrio (actualmente en

estudio); colocados tanto de forma hincada como en hoyos perforados

que se adaptan a diferentes tipos de suelos, son los aspectos que junto a la

rapidez con que puede ser realizada, favorecen primordialmente la

utilización de esta técnica alternativa.

Lo que sí resulta un hecho es que la utilización del claveteo

mejora de manera considerable en el talud, la capacidad de resistir

sobrecarga, producto del desarrollo de fricción o adhesión del suelo con

el clavo.


Capitulo 1.-

Marco Teórico v Generalidades del suelo v Taludes v Claveteo

Estudio De Las Mejoras En La Estabilidad de Taludes Por El Método Del Claveteo

Capítulo 1 Generalidades del Suelo

2

1.1. - GENERALIDADES DEL SUELO.

Se definen como aglomerados de partículas precedentes de la

descomposición de las rocas debido a la erosión: están constituidos por

elementos relativamente pequeños y no homogéneos, cuya compacidad

es relativamente pequeña y en los que, por tanto, una excavación de

cierta importancia necesita generalmente un apuntalamiento.

La separación de los elementos que forman el suelo puede ser

espontánea, o bien obtenida mediante esfuerzos relativamente pequeños.

Para efectos de pago en el M.T.C. se considera suelo toda aquella

porción de la superficie terrestre que se remueve sin la ayuda de

explosivos.

1.1.1.- Tipos de suelo.

v Arenas y gravas: son áridos y sin cohesión, formados por

fragmentos de rocas o de minerales, de forma redondeada o

angulares. Se pueden clasificar por su tamaño medio (arena

fina, arena gruesa, grava) y por su homogeneidad.

v Limos: son suelos finos, de poca o ninguna plasticidad, y de

granulometría generalmente uniforme. Su origen puede ser

puramente mineral o parcialmente orgánico.



3

v Arcillas: están formadas por partículas microscópicas

coherentes, procedentes de la descomposición química de los

constituyentes de las rocas. Son duras en estado seco, y pueden

ser plásticas si su contenido de agua está comprendido entre

ciertos límites. Su origen puede ser, como el de los limos

parcialmente orgánico.

v Suelos complejos: los suelos encontrados en la naturaleza

pueden ser la mezcla de cierto número de suelos descritos

anteriormente: es el caso por ejemplo de las arcillas arenosas, o

arenas arcillosas, en cuyos términos el sustantivo designa el

elemento dominante.

1.1.2.- Clasificación de los suelos.

Existen diferentes tipos de clasificación de los suelos, más o menos

utilizadas, solo se señalaran las tres principales, buscando la claridad y la

comodidad del usuario. Un término (nombre y símbolo) reúne las

diferentes características que tiene el constructor.

v Por análisis granulométrico. Solamente se consideran los

resultados del análisis granulométrico del suelo. Se traza un

diagrama en forma de triángulo equilátero, siendo cada lado un

eje de coordenadas y estando los diferentes lados orientados en



4

el sentido trigonométrico. También se le llama clasificación

triangular.

v Método TRB (Transportation Research Board). Basado en

el análisis granulométrico del suelo y el conocimiento de los

límites de ATTERBERG.

v Clasificación L.C.P.C. (Laboratoire Central des Ponts et

Chaussées). Se basa principalmente en el estudio de la curva

granulométrica y en los límites de ATTERBERG. Se define el

coeficiente de HAZEN que es la relación D60 / D10.

v Clasificación del sistema unificado. Se basa en el estudio de

la permeabilidad, resistencia y comprensibilidad. Ver tabla 1.



5



6

1.1.3.- Características del Suelo.

Físicas

v Granulometría: tiene por finalidad determinar la proporción de

sus diferentes elementos constituyentes, clasificados en función

de su tamaño.

v Porosidad (n): es la relación entre el volumen de vacíos en la

muestra de suelo y el volumen total de la muestra.

v Índice de vacíos (e): es la relación entre el volumen de vacíos y

el volumen de las partículas sólidas del suelo.

v Humedad (w): se define como la relación entre el peso de agua

contenida en una muestra y el peso de suelo seco de esa misma

muestra, se expresa en tanto por ciento.

v Grado de saturación (S): es la relación entre el volumen ocupado

por el agua en una muestra de suelo dado, y el volumen total de

huecos de la misma muestra.

v Peso específico (ã): es el peso de la unidad de volumen de una

partícula sólida.



7

Peso específico seco ( ãs): es el peso de partículas secas

comprendidas en una muestra que ocupa en el estado natural el

volumen unitario.

Peso específico saturado (ãsat): es el peso total de la muestra

que ocupa el volumen unitario, después de su saturación con

agua.

Peso específico del agua (ãw): es el peso de un volumen dado

de agua, que para nuestro sistema de unidades ãw = 1, a una

temperatura dada y al nivel del mar.

v Densidad

Densidad húmeda (dh): es el peso de unidad de volumen de

suelo incluido el contenido de agua.

Densidad seca (ds): es el peso de unidad de volumen de suelo

seco, es decir, una vez eliminada el agua.

Mecánicas

v Características de rotura: consiste en determinar, directamente

o en muestra, las leyes que regulan la rotura de un suelo, es

decir, el momento en que los corrimientos, ya apreciables,

causados por las acciones externas, crecen sin que aumenten



8

estas acciones. Se pueden utilizar ensayos de corte o de

compresión.

v Comportamiento seudoélastico de los suelos: en un campo

limitado, que debe ser de las solicitaciones corrientes, los suelos

se comportan aproximadamente como materiales elásticos,

siendo las deformaciones aproximadamente igual proporcionales

a las solicitaciones. Esta propiedad se utiliza en diferentes

aplicaciones, por ejemplo en el estudio de los asientos.

v Características presiométricas: método muy poco usado, que

consiste en determinar en sitio la ley que une la deformación de

un suelo a la presión ejercida por un dispositivo de medida, y en

deducir de ella, por correlación, el comportamiento del suelo

cuando es sometido a carga.

1.1.4.- ENSAYOS REALIZADOS

v Contenido de humedad. La determinación del contenido de

humedad es un ensayo rutinario de laboratorio para determinar la

cantidad de agua presente en una cantidad dada de suelo en

términos de su peso en seco. Sin embargo, podría definirse como

la relación del peso de agua presente y el total de peso de la

muestra, dando una cantidad que podría depender de la cantidad

de agua presente y esto no es deseable pues el contenido de



9

humedad estaría de esa forma relacionado a una cantidad

variable y no a una cantidad constante.

v Límites de consistencia. Los límites líquidos y plásticos son

solo dos de los cinco “limites” propuestos por A. Atterberg,

científico sueco. Los límites líquidos (contenido de humedad

por debajo del cual el suelo se comporta como un material

plástico, nivel en que el suelo está en el vértice de cambiar su

comportamiento al de un fluido viscoso) y plástico (contenido de

humedad por debajo del cual se puede considerar al suelo como

material no plástico), han sido ampliamente utilizados en todas

las regiones del mundo, principalmente con objetivos de

identificación y clasificación de suelos. Donde el límite líquido

puede en ocasiones utilizarse para estimar asentamientos en

problemas de consolidación y ambos límites son útiles para

predecir la máxima densidad en estudio de compactación,

detectar el problema de potencial de volumen, determinar el

Índice de plasticidad (diferencia entre el límite líquido y el

plástico) e índice de consistencia. Según los valores obtenidos la

consistencia de la muestra se dividirá en los rangos siguientes.



10

Tabla 2.- Rango divisorio de la consistencia de un suelo.

Índice de consistencia Ic

Consistencia

0 ó menor Líquida 0,00-0,5 Muy

blanda 0,5-0,75 Blanda 0,75-1,0

Plástica

Tiesa Mayor que 1 Semi-dura

W > Ws Dura

Fuente.- “Ensayos de clasificación de suelos”. CCCA.

v Análisis Granulométrico. En la clasificación de los suelos para

su uso ingenieril, es universalmente acostumbrado realizar algún

tipo de análisis granulométrico. La información obtenida de

éstos puede en ocasiones utilizarse para predecir movimientos

del agua a través del suelo. El análisis granulométrico es un

intento de determinar cuantitativa las proporciones relativas de

los diferentes tamaños de grano presentes en una masa de suelo

dada. Obviamente para obtener resultados significativos la

muestra debe ser estadísticamente representativa de la masa del

suelo.

Método Mecánico; La práctica agrupa los materiales por rangos

de tamaño, obtenidos de pasar el material a través de un tamiz

cuya malla tiene diámetros ligeramente menores a la anterior y



11

se relaciona esa cantidad retenida con el total de la muestra

pasada a través de los tamices. Los tamices son hechos de mallas

de alambres forjados con aberturas rectangulares que varían en

tamaño desde 100mm (tamiz # 4), en la serie más gruesa, hasta

el de 0.08mm (tamiz # 200) en la serie de los finos.

Método del Hidrómetro; Es un método ampliamente utilizado

para obtener un estimado de la distribución granulométrica de

suelos cuyas partículas se encuentran pasante del tamiz # 200. El

principal objetivo del análisis es obtener el porcentaje de arcilla,

ya que la curva de distribución granulométrica cuando más del

12% del material pasa el tamiz # 200, no es utilizado como

criterio de ningún sistema de clasificación de suelos y no existe

ningún tipo de conducta particular del material que dependa

intrínsecamente de la forma de dicha curva.

v Gravedad específica. Se toma como el valor promedio para los

granos sueltos. Si en desarrollo no se aclara que gravedad

especifica se refieren algunos valores dados, la magnitud de

dichos valores puede indicar el uso correcto, pues la gravedad

especifica de los granos del suelo es siempre bastante mayor que

la gravedad especifica volumétrica determinada incluyendo los

vacíos de los suelos en el cálculo (bien llenos de aire o agua). La

gravedad especifica de cualquier sustancia se define como el



12

peso unitario del material en cuestión divido por el peso unitario

del agua.

v Compactación. En general es el método más económico de

estabilización disponible, que consiste en el mejoramiento de las

propiedades físicas indeseables del suelo para obtener una

estructura, resistencia al corte y relación de vacíos deseables. El

ensayo estándar consiste en generar una secuencia repetitiva

(3Kg. de suelo humedecidos en forma ascendente, a medida que

los ensayos se realicen) tantas veces como sea suficiente para

obtener datos que permitan dibujar una curva de densidad seca

contra contenido de humedad, con un punto de pendiente y

suficientes puntos alrededor de ese máximo para definir

adecuadamente su localización. La ordenada de este diagrama es

la densidad seca, donde su máximo valor se conoce como la

densidad máxima , y el contenido de humedad al cual se presenta

esta densidad se denomina contenido de humedad optimo. La

gráfica indica que el proceso de compactación se vuelve cada

vez más eficiente hasta un cierto valor del contenido de

humedad, a partir del cual su eficiencia decrece. La eficiencia

crece a medida que se añade agua, inicialmente debido a la

saturación y/o rotura general de las uniones interparticulares de

los grumos de arcilla y posiblemente a alguna lubricación.



13

v Densidad del suelo en sitio. En la mayoría de proyectos

pequeños o grandes, se verifican los criterios de compactación,

generalmente obtenidos con limitaciones de humedad y

densidad, con el cono de Arena o equipos nucleares recientes.

Básicamente, el método del cono de arena obtiene el peso del

suelo húmedo de una pequeña excavación de forma irregular

hecha sobre la superficie. Donde, sí es posible determinar el

volumen del hueco, la densidad húmeda del suelo de calcula

como la relación del peso del suelo húmedo entre el volumen del

hueco. El método del cono de arena, representa una forma

indirecta de obtener el volumen del agujero. La arena utilizada,

generalmente de Ottawa, por la uniformidad de sus granos evita

la segregación; de forma que en las mismas condiciones de

vaciado pueda lograrse la misma estructura del suelo (la misma

densidad) y duplicación requerida.

v Corte directo. Impone sobre un suelo condiciones idealizadas,

induce la ocurrencia de una falla a través de un plano de

localización determinado. Sobre este plano actúan dos fuerzas

(esfuerzos), una el esfuerzo normal (σn) producido por una

carga vertical Pv aplicada externamente y un esfuerzo cortante

(τ) debido a la aplicación de una carga horizontal Ph. Como el

esfuerzo cortante y el normal tienen el mismo significado en la



14

construcción del circulo de Mohr, en lugar de resolver varias

ecuaciones para determinar la cohesión (c) y el ángulo de

fricción (φ), es posible dibujar en un plano de ejes coordenados

los valores de τ contra σn para los diferentes ensayos, una línea a

través del lugar geométrico de los puntos resultantes, o del

promedio y establecer la pendiente de la línea como ángulo y la

intersección con el eje τ �como la cohesión�

φστ tagc n * + =

v Densidad relativa. El método de impacto utilizado en la

obtención de la curva de humedad – densidad, no corresponde

muy bien para suelos no cohesivos. Un criterio ligeramente

mejor podría obtenerse expresando el control de campo en

términos de la densidad relativa (Dr) del suelo. Esta ha sido

definida por Terzaghi como una ecuación fraccionaria de las

relaciones de vacíos de los suelos en su estado mas suelto (emax),

en su estado natural (e) y en su estado de máxima densidad

posible (emin) .

minmax

max

ee

eeDr

−−

=


Capitulo 1 Taludes

15

1.2.-TALUDES

Se conoce con el nombre genérico de talud cualquier superficie

inclinada respecto a la horizontal que hayan de adoptar permanentemente

las masas de suelo, bien sea en forma natural o como consecuencia de la

intervención humana en una obra de ingeniería. Desde este punto de vista

los taludes se dividen en naturales (laderas) o artificiales (cortes y

terraplenes).

El moderno desarrollo de las actuales vías de comunicación, así

como el impulso de la construcción de presas de tierra y el

desenvolvimiento de obras de protección contra la acción de los ríos, etc.,

han puesto al diseño y construcción de taludes en un plano de

importancia ingenieril de primer orden. Tanto por el aspecto de inversión,

como por el de las consecuencias derivadas de su falla, los taludes

constituyen hoy una de las estructuras que exigen un mayor cuidado por

parte del proyectista.

La expansión del ferrocarril, y de la carretera después, provocaron

los primeros intentos para un estudio racional de este campo; pero no fue

sino hasta el advenimiento de la actual Mecánica de Suelos cuando fue

posible aplicar al diseño de taludes normas y criterios, que

sistemáticamente tomasen en cuenta las propiedades mecánicas e

hidráulicas de los suelos constitutivos, obteniendo experiencia sobre


Capitulo 1 Taludes

16

bases firmes y desarrollando las ideas teóricas que permiten conocer cada

vez más detalladamente el funcionamiento particular de estas estructuras.

La determinación del estado de esfuerzos en los diferentes puntos

del medio material que constituye un talud es un problema no resuelto en

general en la actualidad, ni aún para casos idealizados, como serían los de

suponer el material elástico o plástico. Esto hace que los procedimientos

usuales de análisis de estabilidad estructural no pueden utilizarse, por lo

que ha de recurriese a métodos que, por lo menos en la época en que

comenzaron a usarse, eran de tipo especial. Encasillados entre los de

"Análisis Limite"; donde en esencia, estos métodos consisten todos en

imaginar un mecanismo de falla para el talud y en aplicar a tal

mecanismo los criterios de resistencia del material, de manera de ver si,

con tal resistencia, hay o no posibilidad de que el mecanismo supuesto

llegue a presentarse. En taludes siempre se ha imaginado que la falla

ocurre como un deslizamiento de la masa de suelo, actuando como un

cuerpo rígido, a lo largo de una superficie de falla supuesta.

1.2.1.- CLASIFICACIÓN DE LOS TALUDES

POR SU ALTURA

v Taludes bajos, entre 0 m y 5 m.

v Taludes de mediana altura, entre 5m y 20 m.


Capitulo 1 Taludes

17

v Taludes altos, mayores de 20m.

POR SU PENDIENTE

v Talud de pendiente suave, menor de 5 grados.

v Talud de pendiente medianamente suave, entre 5 y 20 grados.

v Talud de pendiente fuerte, mayor de 60 grados.

POR LA VELOCIDAD DE DESLIZAMIENTO

v Deslizamiento lento. Se caracterizan por un deslizamiento

relativamente lento de las capas superficiales, o también de

capas profundas que arrastran consigo las capas superficiales.

A veces apenas son apreciables y afectan poco a las

construcciones existentes. Los deslizamientos lentos, se pueden

manifestar en forma de corriente de fango; este fenómeno es

peligroso y más rápido que la solifluxión aunque no esté

clasificado en la categoría de deslizamiento rápido.

v Deslizamiento rápido. Son bastante variados. La masa que

fluye puede incluso subir una contrapendiente, empujando si es

preciso con la fuerza de su masa a los terrenos situados por

delante. A menudo, el deslizamiento se produce en un terreno


Capitulo 1 Taludes

18

de gran pendiente al principio, más suave después e incluso a

contrapendiente.

1.2.2.- CLASIFICACIÓN DE LAS FALLAS

Una falla consiste en la rotura de una capa de terreno, el

deslizamiento (derrumbe) relativo de dos zonas separadas, o el

movimiento del talud. Es un hecho experimental que antes de ocurrir una

falla en el cuerpo de un talud aparecen en la corona grietas más o menos

longitudinales; esto es indicativo de la existencia de un estado de

tensiones en esa zona.

La aparición de las grietas causa, en general, los siguientes efectos:

a) Una reducción en la longitud de la superficie de deslizamiento.

b) Una disminución del peso de la cuña de falla.

c) Una generación de empujes hidrostáticos por el agua

almacenada en la grieta.

POR SU UBICACIÓN

v Falla de base o profunda de talud. Se produce en arcillas

blandas o que tengan numerosas vetas blandas. Los estratos

superiores ejercen presiones a los estratos inmediatos por


Capitulo 1 Taludes

19

debajo del pie del talud. Típico de esta falla es el levantamiento

del terreno por delante del talud. (ver Figura l).

Fig. 1.- Falla de base del talud.

v Falla de pie de talud. Se produce en taludes de gran pendiente

y en suelos que tienen ángulo de fricción interno apreciable.

En estratos competentes por debajo del pie del talud, en un

corte o plano del mismo, el punto de mayor concentración de

esfuerzos es el cambio de plano siendo el pie del talud el más

solicitado. (ver Figura 2).


Capitulo 1 Taludes

20

Fig. 2. Falla de pie del talud.

v Falla de cara de talud. Es un caso especifico de la falla

anteriormente descrita en el que la presencia de un estrato muy

blando o suelto, intercalado en la masa del talud limita la

extensión de la superficie de falla. (ver Figura 3).

Fig. 3. Falla de cara del talud.


Capitulo 1 Taludes

21

POR SU DESLIZAMIENTO

v Deslizamiento superficial (translacional); Cualquier talud

está sujeto a fuerzas naturales que tienden a hacer que las

partículas y porciones del suelo próximas o casi paralelas a su

frontera, cuya resistencia es muy baja, deslicen hacia abajo; el

fenómeno es más intenso cerca de la superficie inclinada del

talud a causa de la falta de presión normal confinante que allí

existe.

v Deslizamiento en laderas naturales sobre superficie de

fallas preexistente; se trata de un mecanismo producido por

un proceso de deformación bajo esfuerzo cortante en partes

más profundas, que llega muchas veces a producir una

verdadera superficie de falla. Estos movimientos, a veces son

tan lentos que pasan inadvertidas.

POR SU MOVIMIENTO

En contraste con los movimientos superficiales lentos, pueden

ocurrir en los taludes movimientos bruscos que afectan a masas

considerables de suelo, con superficies de falla que penetran

profundamente en su cuerpo


Capitulo 1 Taludes

22

v Desprendimientos. Los desprendimientos consisten en la

caída libre de fragmentos de cualquier tipo de suelo o de rocas.

Su velocidad varia de "muy rápida" (0,30 m/s) a

"extremadamente rápido" (30 m/s). Los desprendimientos de

rocas y de suelos presentan acumulación de material de

distinta naturaleza al yacente en el talud y extraño al proceso

normal de erosión o meteorización. El material desprendido se

puede encontrar esparcido sobre el talud o amontonado a su

pie, y puede consistir en bloques de rocas o de tierra.

v Corrimientos. Los corrimientos consisten en el movimiento

rotacional (derrumbe) o en el movimiento translacional

(deslizamiento) de masas intactas o fragmentadas de cualquier

tipo de suelos, o de rocas. Los corrimientos de masas intactas

son lentos y tienden a detenerse por si solos. En un derrumbe,

la cabeza se caracteriza por sus escarpes casi verticales y por

la separación del material en bloques. El mayor escarpe se

encuentra bajo la cresta. Las grietas de tensión en la cabeza del

derrumbe son concéntricas y paralelas al escarpe principal. En

el pie, se puede observar un levantamiento.

v Flujos. Los flujos son movimientos de material sin consolidar

semejantes al movimiento de un fluido viscoso. Dicho

material sin consolidar puede consistir de: fragmentos de roca,


Capitulo 1 Taludes

23

arenas finas, suelos arcillosos, y mezclas de detritus y agua. El

material de los flujos puede estar seco (está constituido por

fragmentos de roca proveniente de explosión volcánica, de

deslizamiento y de desprendimientos de roca, arenas

uniformes y limos) o húmedo (está constituido por suelos

granulares finos con contenido de agua variable). Los flujos

secos no presentan grietas sobre el escarpe principal y no

tienen un pie definido.

POR FENÓMENOS NATURALES

v Compresión. El macizo en el interior de la tierra está

sometido a una triple tensión de compresión: el empuje,

llamada campo tectónico, el peso y la de reacción lateral de

los terrenos próximos. Como el campo tectónico es mayor,

el terreno se romperá siguiendo un plano que teóricamente

debería estar inclinado a 45 sobre el plano de las tensiones

del campo tectónico. El corrimiento se hace hacia arriba,

que es la dirección de menor resistencia puesto que sólo

actúa en ella la tensión del peso. Fig. #. - Formación de una

falla de compresión.

v Tracción (arrastre). Un macizo comprimido en todos los

sentidos y sometido a una falla por compresión puede


Capitulo 1 Taludes

24

encontrar en un sitio determinado una resistencia muy

grande al avance por rozamiento, y puede ser tan fuerte que

incluso puede detener el corrimiento y tiene que deslizarse

siguiendo una pendiente superior a su ángulo de rozamiento

interno. En este caso, si la capa de terreno de abajo es

bastante plástica, el peso puede deslizar la parte superior del

macizo produciendo un arrastre y deslizamiento, es decir,

falla de tracción.

v Hundimiento. Si una capa de terreno rígido, apoyada sobre

otra capa plástica, está sometida a una sobrecarga local

importante, debida por ejemplo al cabalgamiento de un

macizo, puede producirse entonces una disminución del

espesor de la capa rígida cuya parte desprendida se hunde

en la capa plástica inferior.

v Erosión. Estas son también fallas de tipo superficial

provocadas por arrastres de viento, agua, etc., en los

taludes. El fenómeno es tanto más notorio cuanto más

empinadas sean las laderas de los taludes. Una

manifestación típica del fenómeno suele ser la aparición de

irregularidades en el talud, originalmente uniforme.


Capitulo 1 Taludes

25

v Licuación. Estas fallas ocurren cuando en la zona del

deslizamiento el suelo pasa rápidamente de una condición

más o menos firme a la correspondiente a una suspensión,

con pérdida casi total de resistencia al esfuerzo cortante.

1.2.3.-IDENTIFICACIÓN DE LOS MOVIMIENTOS

v Movimiento Rotacional: se identifican en una zona de

derrumbe incipiente, si el contorno del conjunto de grietas

tiene forma de herradura, con o sin grietas concéntricas en su

interior; y en zonas donde ya ha ocurrido el derrumbe, la

presencia de grietas ligeramente curvas en el plano vertical;

cóncavas en la dirección del movimiento y cerrado hacia su

parte interna inferior, evidencia un movimiento de tipo

rotacional.

v Movimiento Translacional: se identifican en una zona de

derrumbe incipiente, si la mayoría de las grietas superficiales

son paralelas a la pendiente del talud; y en zonas donde ya ha

ocurrido el derrumbe, la presencia de grietas con ancho

relativamente parejo desde arriba hasta abajo, evidencia un

movimiento de tipo translacional.


Capitulo 1 Taludes

26

1.2.4.-CAUSAS QUE ORIGINAN LAS FALLAS

No hay una sola causa individual a la cual se pueda atribuir las

fallas de los taludes. La mayoría de las veces, se producen bajo la

influencia de factores geológicos, topográficos y climáticos comunes a

extensas regiones.

El proceso de falla de un talud es un proceso continuo. Se inicia

con la formación de la roca en si y se activa según sus propiedades físicas

y de acuerdo con los acontecimientos posteriores que ocurren en la

corteza terrestre, principalmente los de erosión y meteorización. Un

suceso fortuito o provocado pone toda la masa en movimiento.

Todos los movimientos de taludes, excepto los desprendimientos,

tienen como causa la falla de los materiales bajo la acción de esfuerzos

cortantes. Cualquier factor que contribuya a aumentar dichos esfuerzos

cortantes o a disminuir la resistencia a dichos esfuerzos puede provocar

un movimiento de taludes.

1.2.5.-FACTORES QUE DETERMINAN LA ESTABILIDAD

GEOLOGICOS

v Propiedades mecánicas de los suelos constituyentes.

v Estado de esfuerzos actuantes.


Capitulo 1 Taludes

27

TOPOGRAFICOS

v Geometría del talud y topografía.

v Distribución de continuidades y estratificaciones

CLIMÁTICOS

v Humedad.

v Nivel Freático.

v Pluviosidad.

v Temperatura.

1.2.6- ESFUERZOS ACTUANTES SOBRE LOS TALUDES

Algunas causas que producen aumento de los esfuerzos sobre los

taludes:

v Cargas externas como edificios, vías, agua o nieve.

v Aumento del peso del suelo por incremento de la humedad.

v Remoción por excavación de parte de las masas de suelo.

v Movimientos producidos por sismos o explosiones.

v Grietas de tracción.


Capitulo 1 Taludes

28

v Presión de agua en las grietas.

v Socavaciones producidas por perforaciones de túneles o

erosión por filtraciones.

1.2.7- MÉTODOS PREVENTIVOS Y CORRECTIVOS PARA LA

ESTABILIDAD DE TALUDES

La selección de las técnicas y de los métodos que se emplean para

la protección de las vías de comunicación y estructuras contra los

derrumbes, está sujeta a varias condiciones: topografía de la zona,

características del suelo, clima, magnitud y costo de los daños que se

pueden producir, disponibilidad de materiales, personal, equipos y

maquinarias.

La prevención y/o la corrección de cualquiera de los tipos de

derrumbe, se puede lograr mediante la aplicación de métodos que tienen

por finalidad la reducción de las fuerzas actuantes o el aumento de las

fuerzas resistentes.

Los métodos cuya finalidad es la reducción de las fuerzas

actuantes, que causan el movimiento, se basan en: la remoción del

material de la parte deslizante, en la remoción de la masa que produce la

fuerza, o en la colocación de subdrenajes para eliminar la presión

hidrostática y reducir el contenido de humedad del suelo. Mientras que


Capitulo 1 Taludes

29

los métodos cuya finalidad es el aumento de las fuerzas resistentes que se

oponen a los movimientos deslizantes se basan en: la eliminación de las

masas potenciales de ruptura, en la construcción de estructuras de

contención, en la colocación de subdrenajes y en la aplicación de

tratamientos químicos para consolidar los materiales sueltos.

A continuación se indican algunos métodos preventivos y

correctivos que han comprobado su valor práctico para mejorar la

estabilidad de taludes cuyas condiciones originales no sean satisfactorias.

METODOS PREVENTIVOS

v Construcción de muros de sostenimiento. Los muros de

sostenimiento se utilizan como protección contra el

desprendimiento de rocas fracturadas y sobrepuestas, así como

en aquellos sitios en los cuales estratos medios y masivos

descansan sobre arcilla esquistosa o sobre roca suave y

erosionable. Sin embargo, hay que cuidar que la cimentación

del muro quede bajo la zona de suelo movilizada por la falla

hipotética del talud; y dotar al muro en su paramento interno de

filtros de material permeable, que canalicen a las aguas hacia

las salidas que se proyecten a través del muro.

v Instalación de drenajes subterráneos y superficiales. La

saturación y el desarrollo de fuerzas de filtración que tiene


Capitulo 1 Taludes

30

lugar durante el flujo de agua afectan decisivamente la

estabilidad de las masas de suelo. En ocasiones será preciso

pensar en estructuras especiales del tipo de pantallas de drenes

protectores, tubería perforada que penetre convenientemente en

la masa de suelo para facilitar el escurrimiento de las aguas y

evitar la infiltración, cuidando que la junta entre la zanja y el

suelo no constituya de por sí una grieta de infiltración.

v Control de la erosión. Hay cierta tendencia dentro del

mantenimiento de taludes donde considerar que el tratamiento

vegetativo de los taludes, cuando se aplica durante la

construcción protege suficientemente las laderas de la erosión

sin cuidados posteriores. La función que desempeña una

cubierta de paja consiste en restringir o impedir el movimiento

de las partículas de suelo, mientras no se muevan las partículas

de suelo, no se pueden formar arroyuelos o cárcavas. Al no

existir dichos arroyuelos o cárcavas, el agua de escorrentía no

se concentra en un solo canal, sino que se mueve lenta y

uniformemente hacia el pie del talud. Por consiguiente

cualquier deterioro de la cubierta de paja será reparada antes de

que el movimiento del suelo comience.


Capitulo 1 Taludes

31

METODOS CORRECTIVOS

v Modificación de los taludes. La modificación de los taludes

consiste en disminuir su altura mediante terrazas, o en reducir

su pendiente, que de acuerdo a su magnitud se puede ejecutar a

mano o a máquina, tomando en cuenta el costo y las

precauciones que obliga su ejecución.

- Tendido de taludes. El establecimiento de pendientes de

un talud debe ir precedido de análisis de estabilidad, o

recurrir a las recomendaciones que sobre pendiente de

los taludes dan los Manuales de Ingeniería para los

distintos tipos de rocas y suelos. Si el terreno

constituyente del talud es puramente friccionante la

solución es indicada, pues, la estabilidad de estos suelos

es fundamentalmente cuestión de inclinación en el talud.

En suelos "cohesivos", por el contrario, la estabilidad del

talud está condicionada sobre todo por la altura del

mismo y la ganancia al tender el talud es siempre escasa

y, en ocasiones, nula. En suelos con "cohesión" y

"fricción", el tender el talud producirá un aumento en la

estabilidad general.


Capitulo 1 Taludes

32

- Empleo de bermas laterales o frontales. Se denominan

bermas a masas generalmente del mismo material que el

propio talud, que se colocan adecuadamente en el lado

exterior del mismo a fin de aumentar su estabilidad. La

experiencia ha demostrado que es una buena base para

los tanteos el suponer un ancho de berma del orden de la

mitad de la base del terraplén y una altura tal que el peso

de la berma dé un momento igual al requerido para

alcanzar en el talud original el factor de seguridad

deseado.

v Disminución del peso propio del talud. El empleo de

materiales ligeros, trata de colocar como material de terraplén

suelos de peso específico bajo que, por lo tanto, den bajos

momentos motores, dado que otras soluciones, tales como

substitución de parte del terraplén con tubos, cajones de

concreto hueco, etc., en general resultan muy costosas y, por

ello, su uso ha sido muy limitado.

v Aumento en la resistencia del talud.

- Consolidación previa de suelos compresibles. Cuando

los suelos de cimentación de terraplenes sean mantos

compresibles saturados de baja resistencia al esfuerzo


Capitulo 1 Taludes

33

cortante, puede inducirse un proceso de consolidación,

acelerado en lo posible, que aumente la resistencia del

material. Al construir terraplenes es frecuente y

económico recurrir a construir la estructura por partes, no

erigiendo una mientras la anterior no haya producido una

consolidación suficiente.

- Empleo de materiales estabilizantes. El fin es mejorar

las cualidades de resistencia de los suelos mezclándoles

algunas substancias que al producir una cementación entre

las partículas del suelo natural o al mejorar sus

características de fricción aumenten su resistencia en los

problemas prácticos. Las substancias más empleadas han

sido cementos, asfaltos y sales químicas. Sin embargo, en

la práctica estos procedimientos resultan costosos, por lo

que su uso es limitado.

v Soluciones especiales. Además de las soluciones que se han

mencionado, existen muchas otras y puede decirse que este es

un punto en que el ingenio del proyectista guiado por un buen

criterio tiene amplio campo de acción. El uso de concreto

proyectado, pantallas atirantadas, tablestacado de acero o

concreto, suelo armado pretensado o no (como el método del

claveteo), gaviones; funcionan como solución inmediata.


Capitulo 1 Claveteo

34

1.3.- CLAVETEO

Es una técnica utilizada para aumentar la capacidad de resistencia

a corte de un terreno existente. El método consiste en la instalación muy

poco espaciada y pasiva, es decir, no tensada, de una inclusión estructural

conocida como clavo. Este desarrolla tensión a medida que el suelo se

deforma literalmente en respuesta a excavaciones continuas o cargas. Los

clavos se pueden usar para estabilizar tanto taludes existentes como

nuevos taludes por cortes debido a actividades de excavación en la zona.

Cuando sea necesario o las condiciones ambientales así lo exijan

se debe colocar un revestimiento estructural conectado a los clavos, para

evitar el deterioro de la cara expuesta a través del tiempo de vida útil.

El claveteo es usado en menores proporciones para obras

permanentes, pero principalmente se usa como soporte temporal de

excavaciones para edificios o para estabilización de taludes a lo largo de

corredores viales. Esta técnica ofrece un potencial ahorro sobre los otros

sistemas de retención de tierra cuando es diseñado y construido bajo

condiciones apropiadas del terreno. El ahorro en los costos se obtiene

principalmente de la propiedad con que se ejecute la construcción y de

los beneficios de la distribución de las cargas sobre un gran número de

clavos


Capitulo 1 Claveteo

35

Los elementos del sistema son actualmente determinados usando

técnicas de diseño aceptadas las cuales son típicamente consideradas

como conservadoras.

Un rasgo único en el método del claveteo, en excavaciones, es que

los muros son construidos de arriba hacia abajo en pequeñas capas, la

construcción de cada capa involucra tres pasos básicos, los cuales se

repiten hasta alcanzar la profundidad definitiva. Estos pasos son:

excavación, instalación de clavos y aplicación del concreto.

Esta aparente simplicidad de construcción enmascara la

complejidad del sistema. Ya que los clavos no son tensados , el

comportamiento de deformación de la pared puede depender de las

condiciones geológicas del sitio y en los detalles de la técnica de

construcción utilizada.

1.3.1.- ASPECTOS DEL ACERO

v Mecanismo de comportamiento de los clavos

Los clavos son elementos pasivos, los cuales se muestran como

elementos que unen la masa de suelo para formar una estructura de

gravedad previniendo la falla.

Son considerados generalmente como refuerzos de baja capacidad,

y donde se requieren soportes estructurales pesados la tendencia será usar


Capitulo 1 Claveteo

36

anclajes tensados con revestimiento estructural o algún otro sistema

equivalente.

Diseños de sistemas de refuerzo compuesto también han sido

empleados donde los anclajes tensados son usados para proveer

estabilidad a las estructuras de retención claveteadas. Además los clavos

pasivos son considerados como elementos estructurales de la misma

manera como los anclajes activos, con los clavos diseñados para proveer

un completo sistema de refuerzo, y sujetos a los muros estructurales con

una significativa capacidad de carga.

Según estudios realizados se ha demostrado que para muros

casi verticales reforzados con clavos prácticamente horizontales, el

refuerzo por tensión es dominante y la contribución de corte – flexión es

generalmente de segundo orden. Este comportamiento es función de la

baja rigidez por tensión de las secciones típicas del clavo.

v Diseño del acero

- Proporción del acero. Basados en los requerimientos

generales de refuerzo determinados según los cálculos de

diseño de equilibrio límite, el acero del clavo está

empíricamente proporcionado. La práctica ha determinado

que la proporción del acero debe ser de modo que los

clavos estén modestamente espaciados, de igual longitud


Capitulo 1 Claveteo

37

y área de la sección transversales a través de toda la altura

de la estructura.

El espaciamiento se basa en que el desempeño del método

será más favorable a medida que se aumente el número de

clavos colocados más cercanamente que un número menor

colocados más separados.

Existen sistemas más convencionales, donde los clavos

son colocados en agujeros ya perforados, lo que significa

un costo total mayor, que está asociado con la perforación

y por lo tanto el espaciamiento entre clavos esta limitado

económicamente.

La separación entre clavos se encuentra alrededor de 1.5

m (5 pies) para condiciones del suelo promedio, con un

rango de espaciamiento entre 1 y 2 metros (3.3 a 6.6 pies).

En caso de no cumplir con las disposiciones de la norma

en cuanto a la separación entre los clavos, será penalizado,

ya que al tener mayor separación aumenta las presiones en

la cara del talud.

La longitud de los clavos varía en el rango del 60 al 80%

de la altura del muro de manera uniforme, pero puede ser

más corta en materiales rocosos, y más larga para


Capitulo 1 Claveteo

38

superficies con sobrecargas, alta sismicidad u otras cargas

operacionales.

En general el monitoreo de las cargas sugerirá una

proporción de clavos convencional, pero existe una

tendencia hacia el tercio inferior del muro donde los

clavos en la parte baja típicamente no trabajan como lo

hacen los clavos de la porción alta y media del muro. Una

propuesta sería instalar clavos un poco más largos y de

mayor capacidad en los dos primeros tercios superiores

del talud y al concentrar una porción mayor se reducen los

desplazamientos del muro.

Según resultados experimentales el ángulo de inclinación

óptimo de los clavos está en el rango de 0 a 20 grados.

- Tipo de acero. Con respecto al tipo de acero, para las

aplicaciones del claveteo del suelo, en particular debe ser

usado el dúctil, es decir, aquel acero que mantiene su

habilidad de resistir cargas de tensión bajo los efectos de

flexión concentrada, la cual se puede esperar que ocurra a

medida que nos acercamos a la falla.

La práctica europea especifica dicho acero para las

aplicaciones de claveteo con un esfuerzo entre 420 a 500


Capitulo 1 Claveteo

39

N/mm2 (60 a 72 Ksi) y evita el uso de aceros de alta

resistencia última con baja ductilidad bajo esfuerzos de

flexión.

v Diseño de la cara y los conectores

El método para estimar el revestimiento y las cargas de los

conectores parecen ser generalmente empíricas, y a menudo sin relación

con el método de diseño de equilibrio límite para la repartición del acero

de refuerzo en el terreno. Como se señaló previamente, la mayoría de los

diseñadores europeos no toman muy en cuenta este aspecto, dentro de sus

análisis de diseño límite.

En algunos casos el revestimiento sólo es considerado como agente

de retención del suelo entre cada clavo, particularmente para muros

temporales y ocasionalmente para muros permanentes, las presiones de

diseño del revestimiento están basadas en las presiones equivalentes

activas de tierra correspondientes a una profundidad de suelo igual a una

o dos veces el espacio vertical del clavo.

Donde el suelo presenta suficiente cohesión, se han construido

taludes claveteados significativamente altos sin ninguna cara estructural,

utilizando geosintéticos y vegetación para proteger la cara del talud de la

erosión.


Capitulo 1 Claveteo

40

En otros casos el revestimiento es considerado como un componente

estructural importante en todo el sistema. Basados en las observaciones

del monitoreo de cargas de servicio de muros claveteados, se ha

concluido que las cargas del clavo en el revestimiento típicamente no

exceden el 30 al 40 % de las máximas cargas desarrolladas en el clavo

por lo que se recomienda diseñar el revestimiento para una presión

uniforme en el muro correspondiente a una carga igual al 60 % de la

máxima carga del clavo para un espaciamiento de un metro (3.3 pies) e

igual al 100% de la máxima carga del clavo para un espaciamiento de 3

metros (9.8 pies) (esto es, una propuesta conservadora comparada con el

30 a 40 % medido en la práctica). Para espaciamientos intermedios, el

porcentaje de carga del clavo varía linealmente con el espaciamiento de

los clavos. Esta propuesta ha sido especificada para impulsar a los

diseñadores a limitar el espacio entre clavos y reducir la posibilidad de

fallas en la cara durante la construcción.

v Protección contra la corrosión

Las técnicas disponibles incluyen la provisión de acero de sacrificio

(área de acero mayor a la requerida), en un ambiente alcalino mediante

un mortero de cemento, galvanización, cubierta epóxica y camisas

plásticas corrugadas.

El uso de acero sacrificio requiere seguridad en nuestra habilidad de

predecir los índices de corrosión bajo condiciones de campo no-


Capitulo 1 Claveteo

41

homogéneas. Esta misma preocupación existe respecto a la

galvanización. Además puede ocurrir el astillamiento de la capa de zinc

durante el manejo de las barras, por lo que la cubierta de zinc puede ser

reducida al mínimo. Las cubiertas con epóxicas quizás puedan proveer

una protección flexible pero hay que cuidar las pequeñas perforaciones

que se pueden formar.

Existe una propuesta muy conservadora utilizada en Alemania

donde todos los clavos permanentes son protegidos por la llamada “doble

protección contra la corrosión” consistente en encapsular el clavo en una

camisa de plástico corrugado y mortero de cemento en el anillo. La

camisa de plástico es usada para evitar el contacto con el agua y el

mortero funciona como una barrera química secundaria en caso de que la

camisa de plástico sea penetrada. Y para los clavos temporales, aquellos

con una vida útil menor a los dos (2) años, la protección contra la

corrosión generalmente puede consistir en un anillo de mortero de

cemento, aunque para terrenos muy agresivos se colocará también, en

barras temporales, la doble protección.

La protección anti-corrosión recomendada recientemente permite la

propuesta de acero de sacrificio, dependiendo de la importancia y la vida

útil de la estructura y de la agresividad del terreno (ver Tabla 3). Para las

estructuras más críticas y las condiciones de suelo más agresivas, se

requiere la protección doble tanto para estructuras temporales y


Capitulo 1 Claveteo

42

permanentes. De otro modo, se permite que el espesor de acero de

sacrificio variando entre 0mm para estructuras temporales (vida menor a

18 meses) en terrenos con agresividad baja a media, a un espesor radial

adicional de 4 mm (0.16") para estructuras más permanentes con una

vida de hasta 30 años en suelos corrosivos o hasta 100 años en suelos de

media agresividad.

Tabla. 3. Recomendaciones de tolerancia / protección contra la

corrosión

Clasificación Del Terreno

Vida Corta Menor A 18

Meses

Vida Media 1.5-30 Años

Vida Larga 30-100 Años

Poco corrosivo 0mm 2mm 4mm

Corrosión media 0mm 4mm 8mm

Corrosivo 2mm 8mm Camisa

plástica

Corrosión alta Se debe proveer camisa plástica para

protección

Fuente.- Lambe. W y Whitman. R., Mecánica de suelos.

A la fecha, sin embargo, la práctica en Francia parece ser no usar

tolerancia por corrosión para estructuras temporales y permitir un espesor

radial de sacrificio de 2 mm para clavos permanentes. Una sugerencia

para el monitoreo de la corrosión es instalar clavos extras durante la

construcción para luego extraer algunos de estos clavos cada 10 años.


Capitulo 1 Claveteo

43

Recientemente se ha preparado un borrador de especificaciones

que trata el aspecto de la corrosión. Primero se clasifica el terreno dentro

de una de las 4 categorías que varían desde no agresivo hasta altamente

agresivo. La determinación de las categorías está basada en los factores

usuales de composición del suelo, cantidad de agua en el terreno, pH, y

sales solubles (sulfatos, cloruros, carbonatos, sulfuros).

Otras propuestas en cuanto a la protección anti-corrosión ha

incluido el uso de tendones de fibra de vidrio no corroibles. La

expansión de este método puede ser un problema, al igual que su relativa

fragilidad bajo efectos de flexión. La empresa “Colcrete” (Reino Unido)

también ha patentado una esterilla envuelta de geotéxtil, entretejida para

usar en aplicaciones de claveteo de suelos.

El mecanismo de corrosión, la identificación de ambientes

corrosivos del suelo, requerimientos de pruebas de campo, historia de

casos de falla, etc. es extensamente discutido las especificaciones de la

FHWA donde estos lineamientos son aplicables a los esquemas de

protección contra la corrosión en el claveteo de suelos.

La protección contra la corrosión, basada en la práctica con

tensores, para estructuras permanentes claveteadas debe consistir de:

1. Una cubierta mínima de mortero de 4 cm (1.5") que debe lograrse

en toda la zona para que los clavos queden completamente


Capitulo 1 Claveteo

44

encapsulados. Se deben colocar centralizadores a distancias no

mayores de 2.5 m (8 pies) centro a centro, y el centralizador más

bajo localizado a un máximo de 0.3 m (1 pie) del fondo del agujero

con mortero.

2. En suelos no agresivos, la sección de clavo debe ser confinada con

resina epóxica usando un proceso adecuado para proveer una capa

de un mínimo espesor de 0.3 mm de acuerdo con la especificación

de AASHTO.

3. En suelos agresivos o para estructuras críticas (por ejemplo, muros

adyacentes a carreteras con alto volumen de tráfico o muros frente

a estribos de puentes) o donde las observaciones de campo han

indicado corrosión en estructuras similares existentes, se deben

usar clavos completamente encapsulados.

Generalmente, el encapsulado total va acompañado como con los

tensores, con la aplicación de mortero al clavo dentro de una vaina

plástica corrugada. Bajo este procedimiento la cubierta de mortero más

externa entre el tubo y la perforación del muro puede ser reducida a 12

mm (1/2") y el clavo no necesita una cubierta de protección adicional.

Los valores críticos que definen un suelo “agresivo” según las

especificaciones de la FHWA son los siguientes:

• pH por debajo de 4.5.


Capitulo 1 Claveteo

45

• Resistividad por debajo de 2000 ohm-cm.

• Sulfatos por encima de 200 ppm.

• Cloruros por encima de 100 ppm.

Las Pruebas anteriores se recomienda que sean practicadas

rutinariamente en muestras de suelo representativas como una parte de

las investigaciones subterráneas para las aplicaciones de muros

claveteados.

1.3.2.- SECUENCIA CONSTRUCTIVA

Como ya fue señalado los muros claveteados son construidos de

arriba hacia abajo, en pequeñas capas (comúnmente 2 metros, 6 pies o

menos), tal como es ilustrado en la figura 4.

La construcción de cada etapa involucra tres pasos básicos, los

cuales son:

1) Excavación.

2) Instalación de clavos.

3) Aplicación de concreto.

4) Repetir proceso.


Capitulo 1 Claveteo

46

Fig. 4. Secuencia constructiva.

Cualquier parte a lo largo de la excavación debe tener terminado el

trabajo de claveteado y concreto antes de excavar el siguiente tramo de

esa porción de pared. Los clavos típicamente son instalados antes de

aplicar el concreto, aunque en ocasiones este es aplicado antes que la

instalación de los clavos, particularmente cuando preocupa el corto

tiempo de resistencia de la cara excavada. Para suelos con clavos en

agujeros abiertos, donde se les puede aplicar el mortero de cemento antes

o después de colocar los clavos en el hueco, aunque es más común que

sea después.


Capitulo 1 Claveteo

47

1.3.3 ASPECTOS CONSTRUCTIVOS

El clavetaje de muros es usado tanto para construcciones

temporales como permanentes. La diferencia más significativa en los

aspectos constructivos entre las dos aplicaciones es que los muros de

clavos permanentes tiene un nivel más alto de protección anticorrosiva y

se utiliza más acero de refuerzo en el revestimiento. Los muros

temporales generalmente se definen como muros con una vida útil

requerida menor a 2 años, mientras que en los permanentes es mayor a 2

años.

Los equipos y métodos usados por los contratistas para instalar

muros claveteados son generalmente similares a los usados para trabajos

de tensores y micropilotes.

1.3.4.- CONDICIONES DEL TERRENO

Para que los muros sean económicos, son construidos en terrenos

que puedan mantenerse verticalmente por uno o dos días y que puedan

mantener un hueco taladrado por varias horas.

Los suelos considerados favorables para el claveteo son: rocas

meteorizadas, materiales naturalmente cohesivos (sedimentos y arcillas

con baja plasticidad que no son propensas a deslizarse); naturalmente

arenas cementadas, gravas y arenas finas y medias con cohesión capilar

de 3 a 5 kN/m2 (60 a 100 psf) asociadas con el contenido de agua de por


Capitulo 1 Claveteo

48

lo menos 5 a 6 %. El claveteo de suelo también es muy adaptable desde

el punto de vista de la construcción y por tanto es apropiado para

condiciones mixtas de la cara como un buen suelo sobre el lecho de roca.

El claveteo no es recomendable en terrenos con presencia de

presión de agua en la cara, en arcillas plásticas suaves (IP>20), o en

arenas gruesas y gravas no cementadas o sin cohesión capilar.

1.3.5.- COLOCACIÓN DE LOS CLAVOS

v Clavos hincados

Típicamente son barras de pequeño diámetro (15 a 45 mm), o

secciones estructurales ligeras. Estos clavos son hincados en el suelo

usando un martillo vibropercutor, neumático o hidráulico, sin ninguna

perforación previa.

v Clavos taladrados y con motero

Esta generalmente comprendido por hoyos perforados de 10 a 15

cm de diámetro reforzados con barras de 15 a 45 mm de diámetro. Estos

hoyos son rellenados con un mortero fino de cemento, con una relación

agua cemento de 0.4 a 0.5 a presión


Capitulo 1 Claveteo

49

1.3.6.- PRUEBA A LOS CLAVOS

La prueba de los clavos para determinar la adhesión permisible se

realizan principalmente en clavos de sacrificio que son probados para la

falla por extracción o para el diseño de la adhesión requerida. Uno o dos

diseñadores franceses indicaron que se pueden realizar pruebas en clavos,

sin sacrificarlos para 125 a 150 % de la adhesión, aunque ésta no es una

práctica común en Europa. Todos los diseños están basados en valores de

extracción demostrados en pruebas de campo durante la construcción,

aunque la práctica francesa hace amplio uso de las relaciones entre los

resultados de las pruebas de los presurímetros y la adhesión clavo-suelo

en los pasos preliminares o iniciales de diseño.

La frecuencia de las pruebas varía dependiendo de la magnitud del

trabajo y la uniformidad del terreno. Típicamente, para un lugar

relativamente homogéneo, 3 a 5 % de los clavos son probados, donde se

requerirá el 3 % en trabajos más grandes (más de 100 clavos instalados) y

por lo menos el 5 % en trabajos más pequeños. Como mínimo, las

pruebas se realizan en las primeras etapas de la construcción del muro, y

otra vez cuando se presenten condiciones diferentes durante la ejecución.

Éstas se pueden realizar en el mismo nivel que está siendo excavado o

después que el siguiente nivel ha sido excavado.


Capitulo 1 Claveteo

50

1.3.7.- INSPECCIÓN RECOMENDADA EN LA CONSTRUCCIÓN

El monitoreo de Calidad de la Seguridad / Control de Calidad,

incluye verificar lo siguiente:

v El trabajo se está ejecutando de acuerdo a los planes y las

especificaciones.

v Que no se han excedido las profundidades de excavación

admisibles.

v Los huecos taladrados no han colapsado.

v La protección contra la corrosión es la adecuada.

v El mortero, la instalación de barras, la malla y el concreto son

los adecuados.

v Las pruebas de extracción de los clavos cumplen con las

especificaciones.

Una parte esencial del proceso de Calidad de la Seguridad /

Control de Calidad es el monitoreo del material de excavación y

perforado, esto ayudara a hacer modificaciones si el material fuese

diferente al utilizado en el diseño.


Capitulo 2.-

Modelo Experimental v Descripción del modelo v Relación caso real & caso a escala v Ensayos realizados


Capítulo 2. Modelo Experimental

52

2.- MODELO EXPERIMENTAL

2.1.-DESCRIPCIÓN DEL MODELO

v ENCOFRADO DE MADERA

Para la realización de las pruebas experimentales, se reparó el

cajón rectangular fabricado con encofrados de madera, reforzando con

puntales de madera de 5*10 cm, colocados en los laterales del cajón, para

evitar el pandeo al ser cargado, mientras que la parte posterior se apoyó a

la columna estructural y la cara frontal es removida para la posterior

colocación del acero de refuerzo.

Las dimensiones finales del cajón son las siguientes:

A = 0.75 m de ancho.

P = 0.75 m de profundidad.

H = 1.50 m de altura.

Obteniendo así una capacidad de 0.844 m3, sin embargo, el suelo

ensayado ocupa un volumen de 0.520 m3 del encofrado. (ver Figura 5).



53

Fig. 5.- Dimensiones del encofrado utilizado.

v SUELO UTILIZADO

Se utilizó un suelo del tipo arena fina y mediana muy limosa

(derivada de esquistos cuarciticos meteorizados). De la región sureste del

área de Valle de Caracas, de los municipios Baruta y El Hatillo. Algunas

características propias de este suelo se pueden observar en el capítulo de

anexos de los ensayos preliminares realizados.

El peso total del suelo fue de 596 Kg. con una densidad húmeda de

1,576 Tn/m3 y 1,336 Tn/m3 de densidad seca, conseguida con

compactaciones por capas de 30 cm hasta llegar a los 90 cm y

determinada mediante el ensayo de densidad en sitio con el cono de

arena.



54

Para la compactación del suelo dentro del encofrado, se coloca la

cara frontal, formada por dos tapas de madera de 35*90 cm y una de

27*90 cm, mientras se colocaban y compactaban las capas de forma

manual, hasta los 25 cm, haciendo uso de un pisón de madera de 8.819

Kg. Que a una altura promedio de 30cm, proporciono una fuerza de

compactación de 265 Kg./cm2, luego dicha tapa fue removida al alcanzar

la altura deseada. Este proceso se repitió para cada ensayo, ya que al

final del primer ensayo, el suelo fue removido y vuelto a colocar, con el

fin de reproducir las condiciones originales lo más exacto posible.

Fotografía 1 .- Encofrado de madera cerrado para la

compactación del suelo



55

La cara del talud es completamente vertical lo que representa un

talud con un ángulo de inclinación de 90 grados, siendo ésta la condición

más desfavorable en la realidad.

Fotografía 2.- Talud recién desencofrado.



56

v CONSIDERACIONES DE DISEÑO

Para la realización del modelo se consideraron diferentes variantes

de la técnica del claveteo, seleccionando la del tipo hincado (clavado),

por ser ésta muy económica y de gran facilidad desde el punto de vista

constructivo, aspectos realmente muy importantes a ser considerados en

toda obra civil, además de tener ventajas desde el punto de vista de la

realización práctica del ensayo, a diferencia de la del tipo taladrado o con

mortero que presentaba complicaciones para su simulación.

En el diseño se utilizaron los parámetros suministrados por la

Federal Highway Administration, FHWA; como son barras de acero

espaciadas de manera uniforme cada 12 cm, con una densidad de 2 por

m2 (a escala real) para un total de 36, de sección constante de diámetro,

una longitud de 70% de la altura del talud, una inclinación de 0 a 20

grados con respeto a la horizontal y sin ninguna cara estructural debido a

la suficiente cohesión que presenta el suelo.

Otro parámetro de diseño es el tres bolillo, el cual consiste en

colocar barras de acero cada 12cm centro a centro, intercalando las

distancias al borde del encofrado, es decir, la fila inicial es colocada a

7.5cm mientras que la segunda a 13.5cm y así sucesivamente presentando

una densidad de 1.5 a 2 por m2, lo especificado por la FHWA. (ver

Figura 6, 7, 8).



57

Fig. a.- Patrón uniforme.

Fig. a.-Patrón tres bolillo.

Figura 6. Patrones de distribución de las barras de acero.



58

Fig. a.- Barras inclinadas 10° y 20°.

Fig. b.- Barras horizontales

Figura 7.- Diferentes inclinaciones de las barras.



59

Fig. a.- Cabillas 1/5"

Fig. b.- Cabillas de 3/8”.

Figura 8.- Diámetros estudiados.



60

v MEDICION DE LAS DEFORMACIONES

Para medir las deformaciones ocurridas en la cara del talud, se

utilizaron un total de 5 flexímetros con una apreciación de 0.001"

(milésimas de pulgadas) o 0.0025 cm, los cuales se distribuyeron en tres

filas y tres columnas. (ver Figura 9).

Flexímetros

Figura 9. Ubicación de los flexímetros en el frente del talud.



61

Fotografía 3 .- Ubicación de los flexímetros en el ensayo del talud.

v APLICACIÓN DE LA CARGA

Para simular el área de carga se utilizó una plancha de acero de 30

cm de lado y 18,127 Kg., colocado en el centro geométrico del encofrado

de madera a una distancia de 22.5 cm de separación tanto de la cara

anterior como de la posterior y a cada lado, el cual al ser cargado produjo

un empuje sobre el talud, generando así un bulbo de presión en el suelo



62

que ocasionó un efecto de empuje lateral sobre la cara del talud. (ver

Figura 10).

Cara del talud

Puntal metálico

Tope del gato hidráulico

Plancha de acero

Fig. 10. Vista en planta de la zona de carga.

Para transmitir la carga a la plancha de acero, se colocó sobre éste

un gato hidráulico, el cual mediante el uso de un puntal metálico de 1.70

m de longitud apoyado a una viga estructural, generó la de sobrecarga

sobre el talud. (ver Fotografía 4)

La carga ejercida por el gato hidráulico, fue medida por un

manómetro calibrado con un rango de 0 a 2500 Kg. (ver fotografía 5)



65

2.2.- RELACIÓN CASO REAL /MODELO A ESCALA

A modo de comparación se presenta la equivalencia entre el

modelo a escala ensayado durante el desarrollo experimental de la

investigación y lo representado en la realidad.

Se utilizó una escala 1:5 para la realización de los ensayos porque

ofrecía ventajas de tipo práctico.

Esto quiere decir que la inclinación y altura de 0.90 m del

encofrado representan en un talud real 4.50 m de altura y 90 grados de

pendiente, que lo clasifica como un talud de baja altura con pendiente

fuerte.

La longitud de los clavos de acero es de 70% de la altura es decir,

0.63 m lo que representa 3.15 m.

El diámetro de los clavos de acero utilizados es de 1/5" y 3/8”, lo

que equivale a 1" y 2” respectivamente.

La separación entre clavos fue de 12.0 cm de manera uniforme,

tanto vertical como horizontal, representando esto 0.60 metros, con el fin

de conseguir la densidad de clavos deseada por m2, esto es un total de 36

para 18 m2 y 33 para 16.5 m2 en el caso del modelo de tres bolillo.



66

Las barras se introdujeron en la masa de suelo clavados con el fin

de simular su colocación en un talud real. Utilizando solo cuando se

requería un martillo de goma para evitar perturbar la condición natural

del talud.

Todas las relaciones y equivalencias mencionadas anteriormente se

encuentran resumidas en el siguiente cuadro comparativo. (ver Tabla 4).

Tabla. 4. Cuadro comparativo entre las variables

VARIABLES DE COMIPARACION

MODELO A ESCALA

MODELO REAL

Altura total del talud 0.9 m 4.5 m

Angulo de inclinación del talud 90° 90°

Longitud de las barras 0.63 m 3.15 n

Diámetro de las barras 1/5” y 3/8”' 1” y 2”

Separación centro a centro de

las barras

12 cm 60 cm

Inclinación de las barras 0°/10°/20° 0°/10°/20°

Material de las barras

Cabillas de acero

de 1/5” y 3/8”

Cabillas de acero

de 1” y 2”

Forma de colocación Hincadas Hincadas

Escala 1:5



67

2.3.- ENSAYOS REALIZADOS

El desarrollo experimental del trabajo especial de grado se realizó

con la finalidad de evaluar cual es la combinación de refuerzo más

optimó dentro de los parámetros estudiados (diámetro, inclinación y

distribución) para mejorar las condiciones de estabilidad de los taludes

mediante el método del claveteo.

Con este fin se llevaron a cabo un total de nueve (9) diferentes

ensayos, que consistieron en la aplicación de una carga vertical hasta la

falla, considerando la aparición de grietas y colapsos parciales

presentados antes de la falla final. El primero sin la colocación de las

barras de acero (clavos) y el resto claveteando la cara del talud.

Fotografía 6 .- Colapso natural del Modelo Patrón.



68

v TALUD NATURAL. ENSAYO 1. (Modelo Patrón).

Se utilizó el encofrado de madera descrito anteriormente, en donde

se colocó el suelo en capas de 30cm, compactándolas hasta llevarlas a

una altura de 25 cm con una densidad de 1.53gr/cm³, hasta completar

0.90m de altura.

Se removió la cara frontal del talud, se equipó la parte superior del

talud con la plancha de acero de 30 cm por 30 cm, sobre la que se colocó

el gato hidráulico y sobre este el puntal que se utilizó para transmitir la

carga. Posteriormente se ubicaron los flexímetros según esquema

presentado.

Se procedió a aplicar la carga de manera progresiva y

simultáneamente se tomaban lecturas de las deformaciones horizontales,

ocurridas en la cara libre causados por el aumento de la carga.

La carga que originó la falla del talud fue de 210Kg con una

deformación promedio de 1.835mm en la cara del talud, provocando el

colapso total del talud. (Ver fotografía 7).



70

v TALUDES REFORZADOS CON BARRAS DE ACERO.

Se procedió siguiendo la descripción del ensayo anterior, con la

variante de que se reforzaron los taludes colocando barras de acero, de

1/5” y 3/8” de diámetro haciendo uso de una guía de madera para

asegurar las inclinaciones estudiadas 0º, 10º y 20º, para ambos casos;

resultando 6 ensayos con un patrón de distribución, que da paso al

claveteo de las barras a una distancia de 12cm centro a centro a partir de

7.5cm del borde del encofrado y 18cm por encima de la base, resultando

6 columnas y 6 filas, es decir, 36 barras. (ver fotografía 8).

Fotografía 8 .- Patrón de colocación uniforme.



71

Sin embargo, el patrón de claveteo presentó la variante en su

distribución, es decir, la primera, tercera y quinta fila mantuvieron su

separación origina, resultando 6 barras por fila, mientras que la segunda,

cuarta y sexta se colocaron a 13.5cm del borde del encofrado,

manteniendo los 12 cm centro a centro, resultando 5 barras por fila, con

un total de 33 barras. (Ver fotografía 9).

Seguidamente se instrumentó el talud con los flexímetros y equipo

para transmitir la carga; dando paso a las lecturas de las deformaciones

registradas por su aplicación e incremento.

La deformación promedio presentada por el ensayo del talud

natural fue tomada como parámetro de cálculo para la comparación de la

carga de falla en el resto de los ensayos.


Capitulo 2 Modelo Experimental

Fotografía 4.- Detalle del equipo utilizado durante

los ensayos.



Fotografía 5.- Detalle del gato hidráulico, placa y

puntal de conexión.



Fotografía 9.- Patrón de distribución Tres-bolillo



Fotografía 7 .- Ensayo del talud sin refuerzo.


Capitulo 3.-

Resultados y Análisis de resultados


Capítulo 3 Resultados y Análisis de Resultados

74

3.- RESULTADOS

De los diferentes ensayos realizados sobre el modelo a escala, se

obtuvieron los siguientes resultados tabulados de forma global en este

capitulo; y expuestos dentro de los anexos de manera individual.

En el ensayo del modelo patrón (1), la aplicación de una carga de

210 Kg., produjo la falla del talud natural con una deformación

promedio de 1,855 mm, la cual sin previa aparición de grietas, provoco

su colapso total.

De la ejecución de los ensayos restantes, se obtuvo una serie de

deformaciones horizontales precedidas de un incremento de carga, la cual

dependiendo del ensayo provoco o no el colapso parcial y/o total del

talud.

Dentro de la ejecución de los ensayos y para posteriores análisis, se

tabularon algunas propiedades físicas como densidad en sitio , % de

humedad, etc.



75

Tabla . 5 .- Diferentes parámetros obtenidos dentro de la realización de

los ensayos.

Debido al incremento de la carga en los diferentes ensayos, se

generó sobre cada modelo una deformación horizontal por cada

flexímetro, que se tabularon para generar una deformación promedio, las

cuales se presentan tabuladas en conjunto para todos los ensayos

realizados.

Ensayo Descripción del ensayo Qfinal Esfuerzo Def_prom Den_hum Hum_sit

# φ Ángulo Patr_dist. Kg. Kg./cm2 mm. Gr/cm3 %

1 - - - 210 0,233 1,826 1,530 4,537

2 1/5” 0° Uniforme 1275 1,417 4,460 1,440 3,680

3 3/8” 0° Uniforme 1958 2,176 5,855 1,625 4,275

4 1/5” 10° Uniforme 1058 1,176 5,024 1,540 3,410

5 3/8” 10° Uniforme 960 1,067 9,266 1,595 4,865

6 1/5” 20° Uniforme 321 0,357 6,775 1,475 4,890

7 3/8” 20° Uniforme 1605 1,783 7,360 1,640 4,690

8 1/5” 0° Tresbolillo 338 0,376 2,529 1,700 3,900

9 3/8” 0° Tresbolillo 1725 1,917 5,647 1,640 5,365



76

Lectura Promedio de los flexímetros (mm) Modelos claveteados

Modelo Patrón

Patrón uniforme Patrón Tresbolillo

Carga Aplicada

(Kg.)

φφ Angulo

1/5" 0°

3/8" 0°

1/5" 10°

3/8" 10°

1/5" 20°

3/8" 20°

1/5" 0°

3/8" 0°

Ensayos 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000

15 0,000 0,000 0,472 0,027 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 30 0,000 0,005 0,472 0,100 0,000 0,000 0,000 0,006 0,000 143 0,000 0,010 0,667 0,309 0,020 0,079 0,000 0,607 0,010 210 2,825 255 0,034 0,718 0,746 0,115 1,173 0,092 1,015 0,036 338 0,146 0,746 1,111 0,501 2,709 0,216 2,529 0,076 420 0,412 0,794 1,459 1,295 8,269 0,427 0,132 566 0,841 0,885 2,029 2,148 0,608 0,132 654 3,610 713 1,292 1,007 2,585 1,030 0,204 762 5,492 836 1,958 1,148 3,545 1,348 0,354 911 8,486 1,538 960 2,728 1,311 4,459 10,501 0,655 999 2,293

1058 4,053 1,411 5,933 2,732 0,972 1155 5,125 1,623 3,278 1,405 1275 4,460 1,868 4,218 1,772 1395 2,103 5,099 2,367 1500 2,509 6,354 3,331 1605 3,561 7,360 5,173 1725 3,908 5,647 1845 4,399 1958 5,133

Tabla 6 .- Deformaciones promedio de los diferentes ensayos.



77

Gráfico 1.- Carga aplicada & deformación promedio.

0

2

4

6

8

10

12

0 15 30 143 210 255 338 420 566 654 713 762 836 911 960 999 1058 1155 1275 1395 1500 1605 1725 1845 1958

Carga aplicada (Kgs)

Def

orm

acio

nes

(mm

)

Ens_1 Ens_2 Ens_3 Ens_4 Ens_5 Ens_6Ens_7 Ens_8 Ens_9


Capitulo 3 Resultados y Análisis de resultados

78

Como respuesta a la aplicación de carga, los taludes anunciaron su

posible colapso con un conjunto de grietas que se formaron en la cabeza

del talud previas al desmoronamiento parcial o total.

Las grietas mantuvieron un patrón de formación, salientes de la

placa con un ángulo aproximado de 45°, hacia la cara libre del talud.

Fotografía 10 .- Vista superior de tipo de falla

presentada el los ensayos



79

Fotografía 11.- Vista superior de falla formada.

Fotografía 12.- Vista superior de falla presentada.



80

Fotografía 13.- Vista superior de tipo de falla presentada.



81

Fotografía 14 .- Vista superior de falla formada durante el ensayo

Fotografía 15.- Asentamiento de la placa de distribución de carga,

posterior a el ensayo.



82

ANALISIS DE RESULTADOS

Tomando el parámetro de la deformación como factor de cálculo

para determinar la carga de falla de los ensayos restantes, se asocio el

valor a un intervalo formados por dos registros y se idealizó a los

extremos de una recta, permitiendo determinar la tabla de comparación.

Ensayo

#

Qfalla

(Kg.)

Qfinal

(Kg.)

Incremento

(%)

1 210 210 0

2 889 1275 507,14

3 1595 1958 832,38

4 626 1058 403,81

5 654 960 357,14

6 174 321 52,86

7 963 1605 664,29

8 292 338 60,95

9 1379 1725 721,43

Tabla 7.- Comparación de la carga de falla con

respecto a la carga final y % de incremento.



83

La tabla demuestra que independientemente del tipo de refuerzo

utilizado, se incrementa de manera considerable la capacidad de carga de

un talud claveteado con respecto a uno sin clavetear.

Siendo los tres mejores porcentajes de incremento los brindados

por el ensayo # 3 (3/8”- 0° - Uniforme), el ensayo # 9 (3/8” – 0° -

Tresbolillo), y el ensayo # 7 (3/8” – 20° - Uniforme); con un 832%,

721% y 664% respectivamente.

Dado que el desarrollo experimental se realizó variando tres

parámetros específicos, diámetro, inclinación, y patrón de distribución, se

compararan el % de incremento de carga y la deformación promedio por

cada parámetro.

% de Incremento Patrones

Uniforme Tresbolillo Diámetro

0° 10° 20° 0° 1/5” 507,14 403,81 52,86 60,95

3/8” 832,38 357,14 664,29 721,43

Tabla 8.- Relación diámetro /inclinación con respecto al % de

incremento.



84

Gráfico 2.- Relación diámetro /inclinación con respecto al %

de incremento.

Resultando para los ensayos con las barras horizontales y un

diámetro de 3/8”, en ambos patrones de distribución, el mayor % de

incremento de carga; seguido por el de las barras con 20° de inclinación y

mismo diámetro.

Para las barras de 1/5” se demuestra que con patrón uniforme y de

0-10 grados de inclinación resulta más eficiente.

507,14

403,81

52,86 60,95

832,38

357,14

664,29721,43

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

0° 10° 20° 0°/Tresb

Inclinacion (grados)

% d

e in

crem

ento

1/5” 3/8”



85

Deformación

Patrón de distribución

Uniforme Tresbolillo

Diámetro

0° 10° 20° 0°

1/5” 4,460 5,024 8,775 2,529

3/8” 3,855 9,266 7,360 5,647

Tabla 9.- Relación diámetro / inclinación con respecto a la deformación.

Gráfico 3.- Relación diámetro / inclinación con respecto a la

deformación.

4,465,024

6,775

2,529

3,855

9,266

7,36

5,647

0

1

23

4

5

6

7

89

10

0° 10° 20° 0°Inclinacion (grados)

% d

e In

crem

ento

1/5” 3/8”



86

En la tabla relación diámetro / inclinación con respecto a la

deformación, en los ensayos donde se usaron las barras horizontales,

independiente del patrón de distribución y del diámetro, se obtuvo la

menor deformación.

Por lo tanto, se puede confirmar la hipótesis planteada por la

FHWA “...para muros casi verticales reforzados con clavos

prácticamente horizontales, el refuerzo por tensión es dominante y la

contribución de corte flexión es generalmente de segundo orden...” que

el refuerzo mas favorable en cualquier caso corresponde a las barras

horizontales con un diámetro de 3/8”.

Al estudiar la relación que existe entre el % de incremento de carga

y la deformación promedio, que se presentan en los ensayos más

eficientes (barras horizontales y ambos patrones). Se confirma que las

deformaciones son proporcional al incremento de carga, sin embargo se

presume la existencia de un límite de deformación por lo que el ensayo #

3 resulta tener menor deformación que el ensayo # 9 teniendo éste menor

incremento.



87

Ensayos Eficientes #

Incremento de carga (%)

Def. prom final (mm)

2 507,14 4,460

3 832,38 3,855

8 60,95 2,529

9 721,43 5,647

Tabla 10 .- Relación % de incremento con respecto a la deformación

promedio de los ensayos más eficientes.

Tomando los intervalos de acción de los parámetros estudiados, se

demuestra que los ensayos más eficientes arrojan valores intermedios a

estos rangos.

Parámetro Mínimo Máximo

Deformación 2,529 9,266

Densidad Húmeda 1,440 1,700

Humedad 3,410 5,365

Tabla 11.- Rangos de acción de los parámetros estudiados.



88

Ya que es evidente que la eficiencia del método, es modificada

por el % de humedad y la densidad en sitio húmeda, que están presentes a

la hora de realizar el ensayo; se analiza la combinación presentada con

respecto a estos factores, pues limitan las deformaciones horizontales y el

incremento de carga que se desarrolla en el talud, aunque estos están

regidos por el factor del error humano.

Ensayo

#

Incremento

(%)

Def.

Promedio

(mm)

Den. en sitio

hum.

Gr./cm3

% Hum.

1 0 1,826 1,530 4,537

2 507,14 4,460 1,440 3,680

3 832,38 3,855 1,625 4,275

4 403,81 5,024 1,540 3,410

5 357,14 9,266 1,595 4,865

6 52,86 6,775 1,475 4,890

7 664,29 7,360 1,640 4,690

8 60,95 2,529 1,700 3,900

9 721,43 5,647 1,640 5,365

Tabla 12.- Comparación del % de incremento de carga, deformación

promedio, % de humedad y densidad en sitio húmeda.



89

Dada la acción humana al momento de compactar el talud con el

pisón fabricado, a cierta altura y aplicando una fuerza dependiente del

hombre, genera una densidad variable. En esta tabla se demuestra que

existen errores humanos, tal es el caso del ensayo # 8 donde no se cumple

la relación lógica a mayor humedad, mayor densidad, ya que

probablemente, se le aplico mayor fuerza a la hora de compactar que al

resto de los ensayos, lo mismo sucede para la deformación (mayor

densidad, menor deformación) y para el incremento de carga (menor

deformación, mayor incremento de carga).


Capitulo 4.-

Conclusiones y Recomendaciones


Capítulo 4 . Conclusiones y Recomendaciones

91

CONCLUSIONES

Se confirmó de manera experimental que el método del claveteo

aumenta significativamente la estabilidad del talud, creando un intervalo

de incremento desde 52,86% a 832,38% con respecto al talud sin

refuerzo.

El diseño de taludes claveteados incluye generalmente el

espaciamiento, tamaño y longitud de los clavos así como el

recubrimiento de la cara. Estando su aplicación sujeta al criterio propio

del Ingeniero. Basado en la accesibilidad de los ensayos, se estudiaron

diversos parámetros, seleccionando diámetro, inclinación y patrón de

distribución.

Independientemente del diámetro (1/5”-3/8”), se demostró que la

inclinación más eficiente fue la colocación de barras horizontales en

cualquiera de los patrones estudiados (uniforme-tresbolillo), resultando

un incremento del 507,14%, 832,28% y 60,95%, 721,43%

respectivamente; sin menospreciar el resto de los ensayos, dado que

también resultaron eficiente aunque a menor escala, tal es el caso de las

barras 3/8”, con una inclinación de 20° en patrón uniforme que presentan

un 664,29% de incremento.

Por otra parte, se demostró que al reducir la proporción de acero,

por m2, la efectividad del método se ve afectada, tal como sucedió en los



92

ensayos donde al utilizar el menor diámetro (1/5”), resultó el menor % de

incremento de carga.

Desde el punto de vista económico, el claveteo es utilizado a nivel

de los métodos más convencionales de refuerzo, donde la selección

dependerá de las características del suelo, disponibilidad de equipos y

costos asociados, resultando en este aspecto favorecido el claveteo.

Sin embargo, existe la variante, dentro del método, de la

colocación de las barras, ya sea, hincadas, taladradas o con mortero, lo

cual afecta el aspecto económico.



93

RECOMENDACIONES

Para continuar el desarrollo del estudio del refuerzo de taludes, se

recomienda particularmente tomar en cuenta los siguientes aspectos:

v Tomar en cuenta dentro del modelo a escala las dimensiones del

plato, para los ensayos de los taludes.

v La realización de modelos experimentales variando los métodos

de refuerzo tales como: pantallas atirantadas, micropilotes y

tierra armada. Para su posterior comparación con el método del

claveteo en cuanto a efectividad y costo / beneficio.

v La utilización de lubricantes en las caras internas del cajón, para

evitar la fricción y la contribución que genera a la resistencia del

suelo.

v Controlar las mediciones de asentamiento e inclinación

producida sobre la placa de distribución debido al incremento de

carga. Para analizar la conducta del suelo ante una estructura

externa sobre la corona del talud y la influencia de los clavos

dentro y fuera del área de incremento de presiones del plato.

v Verificar cuantitativamente la cantidad de cloruros que están

presente en el suelo, para conocer y prever el nivel de corrosión.



94

v La longitud de los clavos puede variar en el rango del 60 al 80%

de la altura del muro de manera uniforme. Realizar ensayos

variando la longitud de clavos, para observar su

comportamiento.

v Estudiar el efecto de los empujes laterales.

v Utilizando el patrón tresbolillo, profundizar el ensayo con barras

a diferentes inclinaciones. Para determinar su modelo mas

eficiente.

v Buscar información actual acerca de investigaciones, tendencias,

materiales novedosos y programas de computación para el

cálculo de taludes claveteados.

v Utilizar diferentes tipos de suelo (arcillas, limos, gravas), para

estudiar la distintas conductas del método ante esta variante.

Tomando en cuenta que para variar dimensiones o altura del talud

se debe buscar el mismo tipo de suelo para mantener las condiciones y

características originales, se recomienda:

v Variar las dimensiones del cajón para así conocer el

comportamiento del método cuando la carga es aplicada fuera de

la zona efectiva de los clavos.



95

v Aumentar la altura del talud y variar de forma decreciente las

longitudes de las barras para evaluar la conducta de los clavos

cercanos al pie del talud con el fin de optimizar los costos.

v Diseñar un cajón a la intemperie y realizar un ensayo con barras

de refuerzo con la finalidad de analizar los efectos ambientales

sobre el suelo a largo plazo.


ANEXOS

ÍNDICE DE ANEXOS Anexos Pág.


1.-Ensayos preliminares.

1.- Granulométrico 1

2.- Gravedad específica 2

3.- Límites de Consistencia 3

4.- Densidad en sitio (Arena de Ottawa) 4

5.- Compactación 5

6.- Calibración del gato hidráulico 6

7.- Corte directo 7

8.- Cualitativo de cloruros 12

9.- Densidad relativa 13

2.- Resultados particulares

1.- Talud natural

1.1.- Resultados generales 14

1.2.- Resultados promediados 15

1.3.- Densidad en sitio 16

2.- Talud c/refuerzo 1/5” - 0° - Uniforme

























8.- Talud c/refuerzo 1/5” - 0° - Tresbolillo




9.- Talud c/refuerzo 3/8” - 0° - Tresbolillo



Manómetro vs Carga aplicada.

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000 5500 6000

Lectura del manómetro (Lbs).

Car

ga

aplic

ada

(Kg

s).

Lectura del Lectura de la CargaManómetro Máquina aplicada

(lbs) (# de div.) (Kgs.)A B Promedio

0 0 0 0 0500 2 2 2 30

1000 17 17 17 2551500 25 31 28 4202000 48 47 48 7132500 64 64 64 9603000 77 77 77 11553500 93 93 93 13954000 106 108 107 16054500 122 124 123 18455000 137 139 138 20705500 151 153 152 22806000 167 167 167 2505

CALIBRACIÓN DEL GATO HIDRÁULICO

Carga aplicada vs lectura del manómetro

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

020

040

060

080

010

0012

0014

0016

0018

0020

0022

0024

0026

0028

0030

0032

0034

0036

0038

0040

0042

0044

0046

0048

0050

0052

0054

0056

0058

0060

00

Lectura del manómetro

Car

ga

aplic

ada

CALIBRACIÓN DEL GATO HIDRÁULICO

Lectura del Carga Factor Lectura del CargaManómetro aplicada incremento Manómetro aplicada promedio

(lbs) (Kgs.) parcial (lbs) (Kgs.)

0 0 - 0 0 0 0500 30 6 100 6 50 3

1000 255 45 200 12 150 91500 420 33 300 18 250 152000 713 59 400 24 350 212500 960 50 500 30 450 273000 1155 39 600 75 550 533500 1395 48 700 120 650 984000 1605 42 800 165 750 1434500 1845 48 900 210 850 1885000 2070 45 1000 255 950 2335500 2280 42 1100 288 1050 2726000 2505 45 1200 321 1150 305

1300 354 1250 3381400 387 1350 3711500 420 1450 4041600 479 1550 4491700 537 1650 5081800 596 1750 5661900 654 1850 6252000 713 1950 6832100 762 2050 7372200 812 2150 7872300 861 2250 8362400 911 2350 8862500 960 2450 9352600 999 2550 9802700 1038 2650 10192800 1077 2750 10582900 1116 2850 10973000 1155 2950 11363100 1203 3050 11793200 1251 3150 12273300 1299 3250 12753400 1347 3350 13233500 1395 3450 13713600 1437 3550 14163700 1479 3650 14583800 1521 3750 15003900 1563 3850 15424000 1605 3950 15844100 1653 4050 16294200 1701 4150 16774300 1749 4250 17254400 1797 4350 17734500 1845 4450 18214600 1890 4550 18684700 1935 4650 19134800 1980 4750 19584900 2025 4850 20035000 2070 4950 20485100 2112 5050 20915200 2154 5150 21335300 2196 5250 21755400 2238 5350 22175500 2280 5450 22595600 2325 5550 23035700 2370 5650 23485800 2415 5750 23935900 2460 5850 24386000 2505 5950 2483

Ensayo de Compactación

Método de compactación:Molde: Peso (gr.): 4297 Cálculo de humedad (peso en gramos)

Volumen (cm3): 945 Densidad Humedad Molde + Peso suelo Densidad Envase Tara Envase + Envase + Agua Suelo Humedad seca de

suelo comp. compactado húmeda Nro Envase suelo suelo confinada seco % gr./cm3 Saturaciónhúmedo gr. húmedo gr. (gr./cm3) gr. húmedo seco gr. gr.

6073 1776 1.88 37 48.10 206.50 194.60 11.90 146.50 8.12 1.74 20.63

6159 1862 1.97 173 33.90 191.60 176.60 15.00 142.70 10.51 1.78 19.19

6274 1977 2.09 76 50.60 219.80 197.00 22.80 146.40 15.57 1.81 18.34

6210 1913 2.02 174 33.10 206.90 181.20 25.70 148.10 17.35 1.72 21.07

23.00

Humedad Óptima %: 15.57 Densidad Máxima Seca (Kg/cm3): 1.815

Curva de saturación: Gravedad específica (Gs): 2.71

1.70

1.72

1.74

1.76

1.78

1.80

1.82

3.00 8.00 13.00 18.00 23.00 28.00

Humedad en % (W)

Den

sid

ad s

eca

en g

r./c

m3

%W Wsat

Ensayo de corte directo. Consolidado - Drenado

Datos de la caja de corte:Largo: 5.08 cm

Ancho: 5.08 cm Esfuerzo vertical: (s) 0.5 Kg/cm2Área: 25.81 cm2 1.0 Kg/cm2

Profundidad: (X) 4.20 cm 2.0 Kg/cm2Espesor bloque de carga: (Y) 2.39 cm

Constante del anillo: 0.139 Kg/div

I.- Ensayo. Esfuerzo: 0,5 Kg/cm2 Peso de la muestra: 79.5 gr

Altura de la muestra: (Z) 0.3280.350.32 0.330.32

Volumen de la muestra: 55.213X-Y+Z 2.14

Peso especifico: (g)=peso/vol 1.4399 gr/cm3

Para el esfuerzo de 0,5kg/cm2 debo tener un peso de 1,61kg.P: 12.903

Por relación de palanca: 8:1 P: 1.6129

2.- Ensayo. Esfuerzo: 1,0 Kg/cm2 Peso de la muestra: 84.5 gr




Para el esfuerzo de 0,5kg/cm2 debo tener un peso de 3,23 kg.P: 25.806


3.- Ensayo. Esfuerzo: 2,0 Kg/cm2 Peso de la muestra: 86.7 gr




Para el esfuerzo de 0,5kg/cm2 debo tener un peso de 6,45 kg.P: 51.613


1.- Ensayo. Esfuerzo: 0,5Kg/cm2

Desplazamiento Desplazamiento Lec. Dial Fuerza horiz. t (Kg/cm2) t/shorizontal horizontal de fuerza aplicada Esfuerzo(in*10¨-3) (%) horizontal (Kg) cortante

10 0.5 34 4.726 0.183 0.36620 1 43 5.977 0.232 0.46330 1.5 50 6.95 0.269 0.53940 2 53 7.367 0.285 0.57150 2.5 56 7.784 0.302 0.60360 3 59 8.201 0.318 0.63670 3.5 62 8.618 0.334 0.66880 4 64 8.896 0.345 0.68990 4.5 66 9.174 0.355 0.711

100 5 68 9.452 0.366 0.733110 5.5 70 9.73 0.377 0.754120 6 72 10.008 0.388 0.776130 6.5 74 10.286 0.399 0.797140 7 76 10.564 0.409 0.819150 7.5 77 10.703 0.415 0.829160 8 78 10.842 0.420 0.840170 8.5 79 10.981 0.426 0.851180 9 80 11.12 0.431 0.862190 9.5 79 10.981 0.426 0.851200 10 80 11.12 0.431 0.862210 10.5 81 11.259 0.436 0.873220 11 80 11.12 0.431 0.862230 11.5 81 11.259 0.436 0.873

Desplazamiento horizontal:in/cm 0.53 cm0,53/5,08*100 (%) 10.5 %

Fuerza horizontal aplicada: (Kg) 11.259 KgK*lect

Esfuerzo cortante (Tao): Fh/Am 0.436 Kg/cm2

2.- Ensayo. Esfuerzo: 1,0 Kg/cm2

DesplazamientoDesplazamiento Lec. Dial Fuerza horiz.t (Kg/cm2) t/shorizontal horizontal de fuerza aplicada Esfuerzo(in*10¨-3) (%) horizontal (Kg) cortante

10 0.5 60 8.34 0.323 0.64620 1 72 10.008 0.388 0.77630 1.5 82 11.398 0.442 0.88340 2 90 12.51 0.485 0.97050 2.5 97 13.483 0.522 1.04560 3 104 14.456 0.560 1.12070 3.5 110 15.29 0.592 1.18580 4 112 15.568 0.603 1.20790 4.5 114 15.846 0.614 1.228

100 5 116 16.124 0.625 1.250110 5.5 117 16.263 0.630 1.260120 6 120 16.68 0.646 1.293130 6.5 125 17.375 0.673 1.347140 7 128 17.792 0.689 1.379150 7.5 130 18.07 0.700 1.400160 8 132 18.348 0.711 1.422170 8.5 134 18.626 0.722 1.444180 9 136 18.904 0.733 1.465190 9.5 138 19.182 0.743 1.487200 10 140 19.46 0.754 1.508210 10.5 141 19.599 0.759 1.519220 11 142 19.738 0.765 1.530230 11.5 144 20.016 0.776 1.551240 12 145 20.155 0.781 1.562250 12.5 146 20.294 0.786 1.573260 13 147 20.433 0.792 1.584270 13.5 147 20.433 0.792 1.584280 14 147 20.433 0.792 1.584

Desplazamiento horizontal:in/cm 0.66 cm0,53/5,08*100 (%) 13 %



3.- Ensayo Esfuerzo: 2,0 Kg/cm2

Desplazamiento Desplazamiento Lec. Dial Fuerza horiz. t (Kg/cm2) t/shorizontal horizontal de fuerza aplicada Esfuerzo(in*10¨-3) (%) horizontal (Kg) cortante

10 0.5 88 12.232 0.474 0.94820 1 114 15.846 0.614 1.22830 1.5 130 18.07 0.700 1.40040 2 143 19.877 0.770 1.54050 2.5 156 21.684 0.840 1.68160 3 166 23.074 0.894 1.78870 3.5 177 24.603 0.953 1.90780 4 184 25.576 0.991 1.98290 4.5 193 26.827 1.040 2.079

100 5 199 27.661 1.072 2.144110 5.5 206 28.634 1.110 2.219120 6 211 29.329 1.137 2.273130 6.5 217 30.163 1.169 2.338140 7 222 30.858 1.196 2.391150 7.5 228 31.692 1.228 2.456160 8 234 32.526 1.260 2.521170 8.5 239 33.221 1.287 2.575180 9 245 34.055 1.320 2.639190 9.5 248 34.472 1.336 2.672200 10 252 35.028 1.357 2.715210 10.5 255 35.445 1.373 2.747220 11 257 35.723 1.384 2.769230 11.5 262 36.418 1.411 2.822240 12 263 36.557 1.417 2.833250 12.5 264 36.696 1.422 2.844260 13 266 36.974 1.433 2.865270 13.5 268 37.252 1.444 2.887280 14 271 37.669 1.460 2.919

Desplazamiento horizontal:in/cm 0.71 cm0,53/5,08*100 (%) 14 %



Esfuerzo Esfuerzo cortante (Tao): Fh/Am (Kg/cm2)0.5 0.44501 0.80762 1.4889

Ensayo de corte directo

0.0000

0.3000

0.6000

0.9000

1.2000

1.5000

1.8000

0 0.5 1 1.5 2 2.5

Esfuerzo (sigma)

Esf

uer

zo (

tao

)

DETERMINACIÓN DE LA DENSIDAD RELATIVA.

Datos del envase:Peso: 2.71 Kg.

Volumen: 7280 cm3.

1.- Peso del envase + suelo: 11.419 Kg.

Peso unitario del suelo suelto. 1.20 Kg/cm3

2.- Peso del envase + suelo: 11.421 Kg.

Peso unitario del suelo suelto. 1.20 Kg/cm3

Indice de Densidad relativa : IDR

emax-e emax: Relación de vacios máximos.

emax-emin emin: Relación de vacios mínimos.

e: Relación de vacios en sitios.

e: Gs -1 emax: Gs -1

γd Puss

emin: Gs -1 Puss: Gs

Dms 1+(Hum/100)

Gs: Gravedad especifica.

γd: Peso unitario seco.Dms: Densidad máxima seca.Puss: Peso unitario ssuelo humedo.

Peso del Envase + Suelo HúmedoA.- 11328grB.- 11250grã=Peso del Envase + Suelo Hum - Peso Envase ãa 8,618.00 gr

ãb 8,540.00 grPeso unitario del Suelo Suelto Húmedo = ã / Volumen 1.184 gr/cm3

1.173 gr/cm3Promedio 1.178 gr/cm3

Envase # Peso Peso env + Peso env + Cantidad Peso %Envase suelo hum suelo seco agua Seco Humedad

(gr) (gr) (gr) (gr) (gr)57 33.90 183.50 178.50 5.00 144.60 3.458

434 36.10 200.00 193.60 6.40 157.50 4.063

Promedio Humedad 3.761 %

P.U.Sseco: PUS/(1+(Hum/100)) 1.136 gr/cm3

Ensayo. Humedad Peso unitario emáx emín Densidad e Densidad # % suelto seca Relativa1 3.761 1.136 1.386 0.489 1.463 0.852 59.472 3.761 1.136 1.386 0.489 1.495 0.813 63.903 3.761 1.136 1.386 0.489 1.152 1.352 3.705 3.761 1.136 1.386 0.489 1.565 0.732 72.946 3.761 1.136 1.386 0.489 1.405 0.929 50.947 3.761 1.136 1.386 0.489 1.390 0.950 48.628 3.761 1.136 1.386 0.489 1.560 0.737 72.329 3.761 1.136 1.386 0.489 1.635 0.657 81.21

10 3.761 1.136 1.386 0.489 1.555 0.743 71.70

DETERMINACIÓN DE LA DENSIDAD RELATIVA

Ensayo Nro: 1Título: Talud sin refuerzo, suelo natural.

Carga Lectura de Flexímetros (mm)Aplicada (Kg) 1 2 3 4 5

0 0.000 0.000 0.000 0.000 0.00030 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000210 2.375 3.000 2.450 1.300 0.005

Carga aplicada: 210 Kg. Esfuerzo: 0.233 Kg/cm2

0.00.51.01.52.02.53.03.5

0 30 210

Carga aplicada (Kg)

Def

orm

acio

nes

(mm

)

Flex_1 Flex_2 Flex_3 Flex_4 Flex_5

Carga Aplicada (Kg)

030210

Deformaciones Promedio

1.826

Lectura Promedio de los Flexímetros (mm)

0.0000.000

0.00

0.50

1.00

1.50

2.00

0 30 210Carga aplicada (Kg)

Def

orm

acio

nes

(mm

)

Obra: Trabajo Especial de Grado

ENSAYO DE CONTENIDO DE HUMEDAD

PROFUNDIDAD RECIPIENTEPESO

RECIPIENTE (GR)

PESO RECIP. + SUELO HUMEDO

PESO RECIP. + SUELO SECO

PESO AGUA

PESO SUELO SECO

% HUMEDAD

57 33.90 286.00 281.50 4.50 247.60 1.82

18-E 35.70 333.10 329.60 3.50 293.90 1.19

173 33.90 271.00 267.80 3.20 233.90 1.37

53 52.90 253.10 251.20 1.90 198.30 0.96

37 48.10 235.10 233.30 1.80 185.20 0.97

59 43.60 278.30 276.30 2.00 232.70 0.86

76 50.60 297.20 295.60 1.60 245.00 0.65

434 36.10 231.30 230.00 1.30 193.90 0.67

174 33.10 254.70 253.40 1.30 220.30 0.59

A

B

C

MUESTRA#

PICNOMETROPESO

PICNOMETRO

PESO PICN. + MUESTRA

SECA

PESO PICN. LLENO DE AGUA

A TEMP. T + MUESTRA

TEMPERATURAPESO PICN. LLENO DE

AGUATEMPERATURA

A 18 96.90 238.00 434.80 28°C 345.70 23°C

B 111 114.20 229.90 435.60 28°C 362.70 23°C

C 14 97.90 234.10 432.60 28°C 346.60 23°C

Gs= Ws/(Ws+W2-W3)

Ws= peso neto del suelo secoW2= peso del picnometro lleno de agua a la temperatura de ensayo ( T = 28°C)W3= peso del picnometro con muestra y lleno de agua a la temperatura T

W2= YwTx(Wa-Wb)/YwTa + Wb

Yw28°C = 0.99626Yw23°C = 0.99756

PICNOMETRO W2 GsA 345.38 2.73B 362.38 2.7C 346.28 2.71

CALIBRACION DEL PICNOMETRO A LA TEMPERATURA DEL ENSAYO

TARA ENVASE

TARA + SUELO

HUMEDO

TARA + SUELO SECO

AGUASUELO SECO

25 2 15.40 47.80 41.40 6.40 26.00 24.62 24.62 LL % = 24.67

28 375 15.20 45.80 39.80 6.00 24.60 24.40 24.73 LP % = 21.10

LP 44 15.30 57.20 49.90 7.30 34.60 21.10 IP % = 3.57

20 247 15.90 41.30 35.80 5.50 19.90 27.64 26.92 LL % = 27.13

26 13 11.10 42.90 36.10 6.80 25.00 27.20 27.34 LP % = 22.58

LP 300 15.20 38.00 33.80 4.20 18.60 22.58 IP % = 4.55

20 3 13.00 49.40 42.00 7.40 29.00 25.52 24.85 LL % = 25.80

30 1 11.60 38.60 33.00 5.60 21.40 26.17 26.74 LP % = 20.53

LP 37 15.00 33.20 30.10 3.10 15.10 20.53 IP % = 5.27

RESULTADOS FINALES

(LL) LIMITE

LIQUIDO %

W HUMEDAD

%

PESO EN GRAMOS

PROF.N° DE LAB.

N° DE GOLPES EN

EL PLATILLO

ENVASE N°

A

B

C

18-E

59

434

TAMIZ

MUESTRAPESO

TOTALPESO

RETENIDO%

PESO RETENIDO

%PESO

RETENIDO%

PESO RETENIDO

%PESO

RETENIDO%

PESO PASA 200

%

1.15 5.81 15.99 5.99 20.99 50.07

98.85 93.04 77.05 71.06 50.07 0

13.23 6.32 15.49 6.52 18.63 40.72

86.77 80.45 64.96 59.34 40.72 0

9.88 8.16 17.84 6.08 17.92 40.12

90.12 81.96 64.12 58.04 40.12 0

PASA 200

117.1

75.4

98.3

A - 173

B - 37

C - 76

2.7

24.5

24.2

233.9

185.2

245 43.7

13.6

11.7

20 43.9

14

10.4

14.9

N° 100

49.1

34.5

37.4

28.7

N° 4 N° 10 N° 40 N° 60

Ensayo Nro 4Título: Talud con refuerzo de 1/5" a 10º de inclinación

Carga Lectura de Flexímetros (mm)Aplicada (Kg) 1 2 3 4 5

0 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000

15 0.051 0.025 0.000 0.000 0.006

30 0.305 0.076 0.000 0.000 0.012

143 0.711 0.432 0.000 0.051 0.035

255 1.397 1.041 0.127 0.127 0.104

338 2.159 1.600 0.229 0.229 0.134

420 2.591 2.184 0.381 0.381 0.176

566 3.454 3.048 0.660 0.584 0.240

713 4.089 3.861 0.940 0.965 0.307

836 5.461 5.004 1.651 1.397 0.421960 6.604 6.096 2.413 1.930 0.525

1058 8.407 8.077 4.572 3.556 0.505

Carga aplicada: 1058 Kg.

Esfuerzo: 1.176 Kg/cm2

0

2

4

6

8

10

0 15 30 143

255

338

420

566

713

836

960

1058

Carga aplicada (Kg)

Def

orm

acio

nes

(mm

)


Carga Lectura promedio deAplicada (Kg) los Flexímetros (mm)

0 0.00015 0.01630 0.079

143 0.246255 0.559338 0.870420 1.143566 1.597713 2.032836 2.787960 3.5141058 5.0241155

Deformaciones Promedio.

0

1

2

3

4

5

6

0 15 30 143 255 338 420 566 713 836 960 1058

Carga aplicada (Kg)

Def

orm

acio

nes

(mm

)

Ensayo Nro 5Título: Talud con refuerzo de 3/8" a 10° de inclinación.

Carga Lecturas de Flexímetros (mm)Aplicada (Kg) 1 2 3 4 5

0 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000

15 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000

30 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000

143 0.076 0.000 0.025 0.000 0.000

255 0.229 0.152 0.051 0.051 0.009

338 0.762 0.686 0.254 0.305 0.050

* 420 1.905 1.854 0.635 0.762 0.132

1 566 3.048 3.480 1.067 1.448 0.170

654 6.858 5.080 1.524 2.159 0.243

762 9.093 8.001 2.540 3.404 0.442* 911 12.954 11.938 6.502 5.258 0.578

960 16.231 14.630 7.976 6.807 0.686

1058

Carga aplicada: 960 Kg * Aparición de grietas

Esfuerzo: 1.067 Kg/cm2 1.- Colapso parcial.

No tuvo colapso total.

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

0 15 30 143 255 338 420 566 654 762 911 960 1058

Carga aplicada (Kg)

Def

orm

acio

nes

(mm

)



0 0.00015 0.00030 0.000

143 0.020255 0.098338 0.411420 1.058566 1.842654 3.173762 4.696911 7.446960 9.266

1058

Deformaciones promedio

0

2

4

6

8

10

0 15 30 143 255 338 420 566 654 762 911 960 1058

Carga aplicada (Kg)

Def

orm

acio

nes

(mm

)

Ensayo Nro 7Título: Talud con refuerzo de 3/8" a 20º de inclinación


0 0.000 0.000 0.000 0.000 0.00015 0.000 0.000 0.000 0.000 0.00030 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000143 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000255 0.203 0.152 0.025 0.000 0.008338 0.356 0.406 0.076 0.051 0.019420 0.635 0.762 0.178 0.102 0.046566 0.889 1.118 0.203 0.178 0.065713 1.499 1.727 0.381 0.254 0.129836 1.930 2.184 0.533 0.381 0.171911 1.981 2.565 0.584 0.508 0.205

* 999 3.048 3.658 0.838 0.660 0.3261058 3.683 4.318 0.965 0.813 0.3881155 4.699 5.486 1.168 1.067 0.3971275 5.969 7.747 1.549 1.422 0.4401395 7.239 9.246 1.854 1.575 0.5581500 8.382 11.303 3.124 2.083 0.688

1 1605 11.303 11.379 3.886 2.540 0.7691725

Carga aplicada: 1605 Kg/cm2. * Aparición de grietasEsfuerzo: 1.783 Kg/cm2 1.- Desmoronamiento parcial.


0

2

4

6

8

10

12

0 30 255

420

713

911

1058

1275

1500

1725


Def

orm

acio

nes

(mm

)


Lecturas Lectura promedio deManómetro los Flexímetros (mm)

0 0.00015 0.00030 0.000

143 0.000255 0.092338 0.216420 0.427566 0.608713 1.030836 1.348911 1.538999 2.293

1058 2.7321155 3.2781275 4.2181395 5.0991500 6.3541605 7.360


0

1

2

3

4

5

6

7

8

15 30 143

255

338

420

566

713

836

911

999

1058

1155

1275

1395

1500

1605


Def

orm

acio

nes

(mm

)

Ensayo Nro: 6Título: Talud con refuerzo de 1/5" a 20º de inclinación


0 0.000 0.000 0.000 0.000 0.00015 0.000 0.000 0.000 0.000 0.00030 0.000 0.203 0.000 0.000 0.019143 0.965 1.829 0.711 0.660 0.170255 3.683 1.981 3.150 2.032 0.270321 8.331 8.331 9.652 6.731 0.830



0

2

4

6

8

10

12

0 15 30 143 255 321


Def

orm

acio

nes

(mm

)



0 0.00015 0.00030 0.044143 0.867255 2.223321 6.775


0

1

2

3

4

5

6

7

8

0 15 30 143 255 321


Def

orm

acio

nes

(mm

)

Ensayo Nro 2Título: Talud con refuerzo de 1/5" horizontales.


0 0.000 0.000 0.000 0.000 0.00015 0.000 0.000 0.000 0.000 0.00030 0.025 0.000 0.000 0.000 0.000

143 0.025 0.025 0.000 0.000 0.000255 0.025 0.102 0.000 0.025 0.002338 0.152 0.229 0.025 0.102 0.022420 0.508 0.508 0.203 0.203 0.064566 1.270 0.965 0.356 0.483 0.113713 1.981 1.295 0.711 0.762 0.171836 2.997 1.854 1.270 1.168 0.250

* 960 3.886 2.667 2.032 1.626 0.3431058 5.563 3.810 3.683 2.540 0.4671155 6.756 5.309 4.826 3.683 0.5051275 8.509 7.569 6.223

Carga aplicada: 1275 Kg. * Aparición de grietasEsfuerzo: 1.417 Kg/cm2 1.- Desmoronamiento parcial.


0

2

4

6

8

10

0 15 30 143

255

338

420

566

713

836

960

1058

1155

1275


Def

orm

acio

nes

(mm

)



0 0.00015 0.00030 0.005

143 0.010255 0.031338 0.106420 0.297566 0.637713 0.984836 1.508960 2.1111058 3.2131155 4.2161275 4.460


0

1

2

3

4

5

0 15 30 143 255 338 420 566 713 836 960 1058 1155 1275


Def

orm

acio

nes

(mm

)

Ensayo Nro 8Título: Talud con refuerzo de 1/5" horizontales en tresbolillo.


0 0.000 0.000 0.000 0.000 0.00015 0.000 0.000 0.000 0.000 0.00030 0.000 0.000 0.000 0.025 0.004143 0.965 1.016 0.533 0.483 0.039

* 255 1.499 1.651 0.991 0.889 0.044*1 338 4.191 3.556 1.829 2.667 0.404

Carga aplicada: 338 Kg/cm2. * Aparición de grietas Esfuerzo: 0.376 Kg/cm2 1.- Desmoronamiento parcial.


0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

4.5

0 15 30 143 255 338


Def

orm

acio

nes

(mm

)


Lecturas Lectura promedio deManómetro los flexímetros (mm)

0 0.00015 0.00030 0.006

143 0.607255 1.015338 2.529


0

1

2

3

0 15 30 143 255 338


Def

orm

acio

nes

(mm

)

Ensayo Nro 9Título: Talud con refuerzo de 3/8" horizontales en tresbolillo.


0 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000

15 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000

30 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000

143 0.051 0.000 0.000 0.000 0.000

255 0.127 0.051 0.000 0.000 0.000

338 0.203 0.178 0.000 0.000 0.000

420 0.305 0.305 0.051 0.000 0.000

566 0.305 0.305 0.051 0.000 0.000

713 0.432 0.432 0.127 0.000 0.030

836 0.660 0.711 0.203 0.127 0.070960 1.092 1.143 0.432 0.457 0.150

1058 1.727 1.499 0.660 0.762 0.210

1155 2.184 2.108 1.143 1.270 0.320

* 1275 2.997 2.489 1.651 1.397 0.325

1395 3.810 3.124 2.337 2.235 0.328

1500 4.953 4.140 3.505 3.556 0.502

1605 7.722 5.664 5.461 6.096 0.924

1725 10.922 7.747 8.230 1.338

Carga aplicada: 1725 Kg. * Aparición de grietas

Esfuerzo: 1.917 Kg/cm2 1.- Desmoronamiento parcial.


0

2

4

6

8

10

12

0 15 30 143

255

338

420

566

713

836

960

1058

1155

1275

1395

1500

1605

1725


Def

orm

acio

nes

(mm

)

Flex-1 Flex_2 Flex_3 Flex_4 Flex_5


0 0.00015 0.00030 0.000143 0.010255 0.036338 0.076420 0.132566 0.132713 0.204836 0.354960 0.655

1058 0.9721155 1.4051275 1.7721395 2.3671500 3.3311605 5.1731725 5.647


0

1

2

3

4

5

6

0 30 255

420

713

960

1155

1395

1605


Def

orm

acio

nes

(mm

)

Ensayo Nro 3Título: Talud con refuerzo de 3/8" horizontales.


0 0.000 0.000 0.000 0.000 0.00015 2.362 0.000 0.000 0.000 0.00030 2.362 0.000 0.000 0.000 0.000143 2.362 0.102 0.000 0.000 0.087255 2.362 0.127 0.000 0.229 0.087338 2.362 0.178 0.000 0.229 0.096420 2.438 0.279 0.000 0.254 0.100566 2.515 0.457 0.000 0.254 0.120713 2.642 0.660 0.000 0.254 0.148836 3.023 0.813 0.000 0.254 0.165960 3.048 1.092 0.127 0.330 0.196

1058 3.048 1.346 0.127 0.432 0.2101155 3.200 1.676 0.178 0.559 0.250

* 1275 3.505 2.007 0.254 0.686 0.2891395 3.759 2.413 0.406 0.838 0.3101500 4.166 2.794 0.711 1.016 0.3861605 4.597 3.429 1.016 1.321 0.7441725 5.639 3.962 1.905 2.083 0.5951845 5.969 4.521 2.261 2.362 0.6881958 7.137 5.334 3.200 2.896 0.710



012345678

0 30 255

420

713

960

1155

1395

1605

1845


Def

orm

acio

nes

(mm

)


Lecturas Lectura Promedio deManómetro los Flexímetros (mm)

0 0.00015 0.47230 0.472143 0.510255 0.561338 0.573420 0.614566 0.669713 0.741836 0.851960 0.959

1058 1.0331155 1.1731275 1.3481395 1.5451500 1.8151605 2.2211725 2.8371845 3.1601958 3.855


0

1

1

2

2

3

3

4

4

5

0 15 30 143

255

338

420

566

713

836

960

1058

1155

1275

1395

1500

1605

1725

1845

1958


Def

orm

acio

nes

(mm

)

Ubicación de los flexímetros para la medición de las deformaciones

durante los ensayos.

Ensayo # 4: Talud con refuezo de 3/8" a 10° de inclinación y separación de 15cm

Muestras realizadas1 2

6526 6858

Volumen 2215 3458

del 4311 3400

hoyo 1846 1846

2465 1554

1.58 1.58

1560 984

Densidad 2323 1800

Humeda 1.49 1.83

246 37

30.20 48.10

Contenida 222.5 217.6

de 213.2 209.5

Humedad 9.30 8.10

183.00 161.40

5.08 5.02

Humedad teórica de comparación (%) - -

Computos Densidad seca del suelo en sitio (Kg/cm3) 1.42 1.74

finales Densidad seca teórica de compactación

Compactación en sitio (%)

Humedad en sitio %

Ensayo de Densidad en SitioControl de compactación con cono 6"

Tara+Fracción suelo humedo (gr)

Tara+Fracción suelo seco (gr)

Peso del agua contenida (gr)

Peso neto del suelo seco (gr)

Peso humedo del suelo extraído (gr)

Densidad humeda del suelo (Kg/cm3)

Envase Nro

Tara del envase (gr)

Peso de la arena entre cono y placa (gr)

Peso de la arena en hoyo (gr)

Densidad de la arena (gr/cm3)

Volumen del hoyo (cm3)

Método del cono y arena

Peso inicial envase+arena (gr)

Peso final envase+arena (gr)

Peso arena empleada (gr)

Parámetros Específicos para el Ensayo de Densidad

1.- Compactación de la arena:

Volumen del molde: 945 945 cm3

Peso molde + base: 4300 4300 gr.Peso molde+base+ arena: 5809 5788 gr.Peso unitario: 1509 1488 gr.Densidad suelta : 1.60 1.57

2.- Determinación de arena entre cono y placa:

Peso inicial de frasco y arena : 5296 gr.Peso final de frasco y arena: 3450 gr.Arena entre cono y placa: 1846 gr.

Peso de arena entre cono y placa: 1846grs.

en sitio usando el método del cono y arena de "Ottawa"

suelta: 1,59 (gr/cm3)

Promedio densidad

Parámetros específicos Para el ensayo de densidad

1.- Compactación de la arena:Volumen del molde: 945 cm3Peso molde+base: 4300 gr.Peso molde+base+ arena: 5761 gr.Peso unitario: 1461 gr.Densidad suelta : 1.55

2.- Determinación de arena entre cono y placa:A B

Peso inicial de frasco y arena (gr.): 4400 3810Peso final de frasco y arena (gr.): 3810 3210Arena entre cono y placa (gr.): 590 600

Peso de arena entrecono y placa: 595grs.


Ensayo # 4: Talud con refuerzo de 1/5" a 10° de inclinación.

Muestras realizadas1 2

Peso inicial envase+arena (gr) 6125 6560

Volumen Peso final envase+arena (gr) 2426 1962

del Peso arena empleada (gr) 3699 4598

hoyo Peso de la arena entre cono y placa (gr) 1846 1846

Peso de la arena en hoyo (gr) 1853 2752

Densidad de la arena (gr/cm3) 1.58 1.58

Volumen del hoyo (cm3) 1172.78 1741.77

Densidad Peso humedo del suelo extraído (gr) 1765 2760

Humeda Densidad humeda del suelo (Kg/cm3) 1.50 1.58

Envase Nro 174 37

Tara del envase (gr) 33.10 48.10

Contenida Tara+Fracción suelo humedo (gr) 207.00 207.00

de Tara+Fracción suelo seco (gr) 202.00 201.10

Humedad Peso del agua contenida (gr) 5.00 5.90

Peso neto del suelo seco (gr) 168.90 153.00

Humedad en sitio % 2.96 3.86

Humedad teórica de comparación (%) - -

Computos Densidad seca del suelo en sitio (Kg/cm3 1.46 1.53

finales Densidad seca teórica de compactación

Compactación en sitio (%)

Método del cono y arena

Ensayo de Densidad en Sitio. Control de compactación con cono de 6".

Parámetros Específicos para el Ensayo de Densidad

1.- Compactación de la arena:Volumen del molde: 945 cm3

Peso molde+base: 4300 gr.Peso molde+base+ arena: 5761 gr.Peso unitario: 1461 gr.Densidad suelta : 1.55

2.- Determinación de arena entre cono y placa:A B

Peso inicial de frasco y arena (gr.): 4400 3810Peso final de frasco y arena (gr.): 3810 3210Arena entre cono y placa (gr.): 590 600

Peso de arena entre cono y placa: 595grs.



Glosario

96

GLOSARIO

A ALTURA DEL TALUD: Es la

distancia vertical entre el pie y la

corona, la cual se presenta

claramente definida en taludes

artificiales pero es complicada de

cuantificar en las laderas debido

a que el pie y la corona no son

accidentes topográficos bien

marcados.

ÁNGULO DE FRICCIÓN: Es

la representación matemática del

coeficiente de rozamiento, que es

un concepto básico de la física.

Depende de varios factores entre

ellos están el tamaño, la forma y

distribución de los granos y la

densidad.

C CÁRCAVA: Pequeño surco

excavado por las aguas de

escorrentía de la superficie

terrestre. Inciden con más

facilidad sobre materiales

blandos y poco compactos,

como los suelos arcillosos y de

margas; y dan lugar a un

terreno de aspecto acanalado.

Las que caracterizan una

amplia superficie disecada por

arroyamiento, normalmente

conducen a la formación de las

llamadas tierras baldías.

Cuando presentan mayores

dimensiones, y sobre todo

profundidad, reciben el nombre

de carcavones.

CLAVO: Refuerzo de baja

capacidad.


Glosario

97

CLAVETEO: Técnica para

reforzar un terreno existente,

por medio de la instalación de

unos clavos.

COHESIÓN: Es una medida de

la cementación o adherencia

entre las partículas de suelo. En

suelo eminentemente granulares

en los cuales no existe ningún

tipo de cementante o material

que pueda producir adherencia,

la cohesión se supone igual a

cero y a estos suelo se les

denomina suelos no cohesivos.

CORONA DEL TALUD: Se

refiere al sitio de cambio brusco

de pendiente en la parte superior.

CORROSIÓN: Es una

alteración o deterioro de la

superficie de un cuerpo debido a

agentes físicos y/o químicos sean

de carácter natural o artificial.

CRESTA: Parte superior del

corrimiento, constituido por

material aun en sitio

prácticamente sin perturbar.

D DETRITUS: Compuesto de

detritus. Residuo procedente de

la desagregación de los cuerpos.

DRENES, PANTALLAS DE:

Redes de conductos de flujos

subterráneos.

E EPOXI: Resina sintética de alta

resistencia y baja contracción

que se utiliza extensamente para

encapsular componentes.

EPOXÍCO: Mezcla de alta

resistencia expansiva de

epóxidos. Utilizada como

soldadura entre concreto viejo y

concreto nuevo.


Glosario

98

EPOXÍDO: Sustancia química

que polimerizada se usa como

plásticos para estructura,

revestimiento y adhesivo.

EQUILIBRIO LÍMITE: El

sistema de equilibrio límite

supone que en el caso de falla,

las fuerzas actuantes y resistentes

son iguales a lo largo de la

superficie de falla equivalentes a

un factor de seguridad de 1,O.

ESCARPES: (escalones)

Superficie casi vertical o de

fuerte pendiente que se producen

por movimientos diferenciales

dentro de la masa deslizante.

ESTABILIZACIÓN: Sistema

que se utiliza para rigidizar, un

conjunto de masas de tierra en

estado de meteorización.

G GEOTEXTIL: Son telas

permeables, filtrantes,

construidas con fibras sintéticas

especialmente polipropileno,

poliéster, nylon y polietileno.

Los geotextiles se clasifican

generalmente en tejidos y no

tejidos.

P PARAMENTO: Llamado así al

lado frontal del muro.

PENDIENTE: Es la medida de

la inclinación del talud o ladera,

puede medirse en grados, en

porcentaje, o en relación m/l, en

la cual (m) es la distancia

horizontal que corresponde a una

unidad de distancia vertical.


Glosario

99

PIE DEL TALUD: Corresponde

al sitio de cambio brusco de

pendiente en la parte inferior.

PRESURÍMETRO: Es un

instrumento desarrollado para

medir la deformación interna del

suelo al aplicar una determinada

presión. Por lo general, emplean

un aditamento de caucho que el

inflado con una presión

hidráulica.

R RESISTIVIDAD: Depende de

la porosidad (abundancia, forma

y dimensiones de sus poros), de

la proporción de agua que

contiene. Proporciona al geólogo

un medio practico e interesante

para averiguar la estructura del

subsuelo y la índole de los

estratos de que consta.

S SOCAVACIÓN: Excavación

producida por las aguas al pie de

los acantilados y márgenes de los

ríos.

SUELO: Es todo agregado

natural de partículas minerales,

separables por medios mecánicos

de poca intensidad, que se

origina de la desintegración

mecánica y/o descomposición

química de las rocas.

T TALUD: Superficie inclinada

respecto a la horizontal que

hayan de adoptar

permanentemente las masas de

tierra.

V VETAS: Masa tubular de

materia mineral, depositada en


Glosario

100

fisuras, grietas o hendiduras de

un cuerpo rocoso, y de

composición distinta que la de

la sustancia en la que está

incrustada. La mayoría de las

vetas son el resultado de la

precipitación gradual de

sustancias transportadas por

agua o gas subterráneo después

de la formación del material

circundante.


Bibliografía

101

BIBLIOGRAFÍA

v DIRECCIÓN SECTORIAL DE VIALIDAD TERRESTRE,

Ministerio de Transporte y Comunicaciones. (1979). “Manual

Interamericano de Mantenimiento Vial”. Caracas.

v FHWA, “Soil Nailing Summary Report”, October 1992.

v GRAUX, D. (1975) “Fundamentos de la Mecánica de suelos”

(2da. Ed. Barcelona). Editores técnicos asociados. Azores.

v JUÁREZ, E. y RICO, A. (1995). “Mecánica de Suelos”. Teoría y

Aplicaciones de la Mecánica de Suelos. México. Noriega Editores.

Tomo II.

v LAMBE, W. (1997). Mecánica de suelos. Caracas, Grupo Noriega

Editores.

v REUNIÓN DE INGENIEROS. (1975). “Mecánica de Suelos”.

Barcelona. Editores Técnicos Asociados.

v Sociedad Geotécnica Venezolana, (1996). “Diseño y construcción

de anclajes y clavetaje de taludes”. Curso de Extensión de

conocimientos. Ing. Pesti, A.

v SOWERS, George. B. (1994). “Introducción a la Mecánica de

Suelos y Cimentaciones”. Caracas, Grupo Noriega Editores.

v TSCHEBOTARIOFF, G. (1958). “Mecánica de los suelos”.

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v Venezuela, Comité Conjunto del Concreto Armado (1973).

“Ensayo de Clasificación de Suelos”. Caracas.

Estudio de las mejoras en la estabilidad de taludes por el...

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