Monitoreo de deslizamientos mediante sistemas de auscultación geotécnica
ING. ALICIA ALPIZAR BARQUERO PRESIDENTE – IIG CONSULTORES
Introducción o antecedentes
Vigilancia de Comportamiento de las
Obras
Evaluación de Seguridad de las Obras y/o del terreno
Ingenieros
Empresas Constructoras
Instituciones Estatales
Dirigido a:
Introducción o antecedentes Monitoreo de:
Obras lineales o puntuales
en entorno urbano
Agenda y programa • Desafíos de la Ingeniería
• Definición de la Auscultación Geotecnica
a. El Método Observacional
b. Pasos del Proceso
c. Magnitudes sujetas a control
d. Equipos de Instrumentación
e. Programas de Seguimiento
• Aplicaciones
• Conclusiones
DESAFIOS DE LA INGENIERIA
Obras ambiciosas
Necesidad de desarrollo
Geologías complejas
Espacios limitados
Avances tecnológicos
¿Qué es la auscultación geotécnica?
• Es la rama de la ingeniería que nos permite medir la respuesta del terreno ante determinadas variaciones en las condiciones de su entorno, las cuales pueden ser debidas a la ejecución de obras o a fenómenos naturales.
• Se fundamenta en el Método Observacional.
Método Observacional (MO) de Peck (1969)
El objetivo fundamental del MO es proporcionar una manera de controlar el proyecto y construcción afianzando la seguridad y minimizando los costos, en la medida que el diseño puede modificar la construcción.
Peck propone dos maneras de aplicar el MO: a. Como la mejor salida (Best way out): cuando se presentan en
el sitio problemas inesperados durante la construcción, el MO es la única esperanza para el buen éxito de la obra.
b. Ab initio: en los que el uso del MO se ha visualizado desde el inicio del proyecto.
Análisis previo
• Exploración para establecer la naturaleza, el patrón y las propiedades del sitio.
• Evaluar las condiciones más probables que se pueden presentar.
Diseño
• Establecer el diseño basado en una hipótesis de trabajo.
• Calcular los mismos valores bajo las condiciones más desfavorables.
• Seleccionar de manera anticipada las acciones a seguir o modificar el diseño para cada pronóstico.
Instrumentación
• Seleccionar las cantidades que serán observadas.
• Medir las cantidades que serán observadas y evaluar las condiciones reales.
Análisis e Interpretación
• Modificar el diseño para adaptarlo a las condiciones reales.
PASOS DEL MÉTODO OBSERVACIONAL Y LA AUSCULTACIÓN GEOTECNICA
Mag
nit
ud
es e
n C
on
tro
l
Movimientos Superficiales
Control Topográfico
Movimientos Horizontales y Verticales
Inclinómetros
Increx
Sliding
Extensómetros
Apertura de Grietas Extensómetros
horizontales
Presiones Intersticiales
Piezómetros abiertos
Piezómetros cuerda vibrante
Fuerzas de Anclaje Celdas de Carga
Instrumentación
Monitoreo
Auscultación
INSTRUMENTACIÓN
• Constituye la parte instrumental del Plan de Auscultación
• Para su diseño se debe definir y concretar:
– La finalidad de la instrumentación
– Variables a conocer y medir
– Interrelación entre las variables que permita el contraste
– Tipos de aparatos de medida:
• Fundamento físico en que se basan
• Robustez, fiabilidad, precisión y tolerancias admisibles
• Rango de medidas
• Limitaciones de emplazamiento y seguimiento
– Secciones representativas a instrumentar, emplazamiento y profundidad de colocación de los aparatos, así como momento de su puesta en obra
– Interferencias con las obras o estructuras
– Seguimiento: Frecuencia de las lecturas, velocidad de información y tratamiento de los datos
• ¡Hay que contemplar el riesgo de perder equipos!: Duplicar
ADQUISICION MANUAL DE TOPOGRAFIA
INCLINOMETRIA
RELLENO TUBERÍA INCLINOMÉTRICA DE
ALUMINIO ANODIZADO O DE ABS
MANGUITO DE
EMPALME
TAPÓN DE BOCA
TAPÓN DE FONDO
ARQUETA DE
PROTECCIÓN
INCLINOMETRO
INCLINOMETRO
0,0
5,0
10,0
15,0
20,0
25,0
30,0
35,0
-5 0 5 10 15
Desplazamiento (mm)
Pro
fun
did
ad
(m
)
EXTENSÓMETRO DE VARILLA
Los extensómetros son dispositivos lineales que miden variaciones de longitud entre puntos concretos
EXTENSÓMETRO DE VARILLA
EXTENSÓMETRO DE VARILLA
EXTENSÓMETRO INCREMENTAL
Los extensómetros incrementales solucionan la limitación de puntos de medida, ya que permiten establecer puntos de control cada metro
Miden los incrementos de deformaciones axiales a lo largo de un sondeo, en puntos consecutivos solidariamente unidos al terreno equidistantes inicialmente
EXTENSÓMETRO INCREMENTAL
PIEZOMETROS
Proporcionan de manera automática o manual, información de la presión del agua en los poros.
Abiertos Cuerda Vibrante
PIEZOMETROS MULTINIVEL
CELDAS DE PRESION TOTAL
Son aparatos constituidos por láminas o discos que se instalan en la superficie de estructuras en contacto con el terreno y miden tensiones normales a ellos
Se emplean en estructuras de contención, para determinar las presiones activas y pasivas del suelo
LINEAS CONTINUAS DE ASIENTO
LINEAS CONTINUAS DE ASIENTO
HITOS DE NIVELACIÓN TOPOGRÁFICA
-0,050
0,000
0,050
0,100
0,150
0,200
0,250
0,300
0,350
04-09-07
19-09-07
04-10-07
19-10-07
03-11-07
18-11-07
03-12-07
18-12-07
02-01-08
17-01-08
01-02-08
16-02-08
02-03-08
17-03-08
01-04-08
16-04-08
01-05-08
16-05-08
31-05-08
15-06-08
ASIEN
TO
EN
M
P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 P10
P11 P12 P13 P14 P15 P16 P17 P18 P19 P20
P21 P22 P23 P24 P25 P26 P1002
HITOS DE NIVELACIÓN TOPOGRÁFICA
-0,020
0,000
0,020
0,040
0,060
0,080
0,100
0,120
0,140
0,160
0,180
0,200
0,220
0,240
0,260
0,280
0,300
100.000 1.000.000 10.000.000 100.000.000
TIEMPO (s)
ASIEN
TO
(m
)
P1 P2 P4 P5 P6 P7 P8 P9 P10 P11 P12 P13 P14
P15 P16 P17 P18 P19 P20 P21 P22 P23 P24 P25 P26
CURVA DE CONSOLIDACIÓN
2000
2200
2400
2600
2800
3000
3200
3400
3600
1 10 100 1000 10000 100000
Tiempo (sg)
Defo
rmació
n (
mm
x 0
,001)
HITOS DE NIVELACIÓN TOPOGRÁFICA
-0,050
0,000
0,050
0,100
0,150
0,200
0,250
0,300
0,350
0,400
100.000 1.000.000 10.000.000 100.000.000 1.000.000.000
TIEMPO (segundos)
ASIEN
TO
(m
)
P1 P2 P4 P5 P6 P7 P8 P9 P10
P11 P12 P13 P14 P15 P16 P17 P18 P19
P20 P21 P22 P23 P24 P25 P26 MODELO
HITOS DE NIVELACIÓN TOPOGRÁFICA
0,00
0,10
0,20
0,30
0,40
0,50
0,60
1 10 100 1.000 10.000
TIEMPO (días)
ASIEN
TO
(m
)
MODELO MODELO SIN PRECARGA
Situación actual
Situación a 3 meses
PROGRAMA DE SEGUIMIENTO • Deben ser prolongadas en el tiempo:
– No menos de 3 meses con obra parada
– Superior a un “ciclo climático” si se analizan efectos de este tipo
– Al menos un mes tras la finalización de las obras
• En todo caso, hasta obtener una información fiable o descartar esta posibilidad
• Frecuencia de las lecturas:
– Una periodicidad normal es semanal-quincenal
– Se debe intensificar si se detectan comportamientos anómalos
• Deben estar correlacionadas con las fases, hitos y avances de las obras
• A ser posible deben mantenerse los operarios y aparatos de medición a lo largo de toda la campaña
• Para tratar los datos es preciso disponer de un número mínimo de lecturas (no menos de 5-6)
PROGRAMA DE SEGUIMIENTO • Tratamiento de los datos:
– Debe disponerse de la información con rapidez suficiente para poder adoptar las medidas correctoras o preventivas necesarias en su caso
– Es fundamental reflejarlas en gráficos y analizar sus tendencias
– Debe aplicarse un criterio lógico para descartar medidas erróneas o incorrectas (fallos de lectura, error de los aparatos, alteraciones en las bases de referencia, etc.) que pueden enmascarar comportamientos reales
– Es importante analizar las velocidades de los movimientos
– Cuando se analizan fenómenos temporales muy prolongados es recomendable convertir la escala temporal en logarítmica
– Se deben comparar con las previsiones realizadas y, en su caso, corregirlas a medida que se conocen los resultados
– Hay que realizar la previsión temporal de estabilización de los fenómenos
EJEMPLOS DE APLICACIONES
EJEMPLOS DE APLICACIONES
EJEMPLOS DE APLICACIONES
EJEMPLOS DE APLICACIONES
EJEMPLOS DE APLICACIONES
EJEMPLOS DE APLICACIONES
Registro de Parámetros de comportamiento me permite:
Mejorar los criterios de decisión (intervención / reconstrucción)
Respaldar la toma de decisiones de los profesionales a cargo
Retroalimentar los modelos geotécnicos y los condicionantes previstos
Acercanos a sistemas de estabilización definitivos
CONCLUSIONES La implantación de un sistema de monitoreo, permite mejorar la eficacia de los
mantenimientos preventivos y correctivos.
Por otro lado, el empleo de sistemas de monitoreo, permite no sólo cuantificar el impacto de un problema, sino también aclarar cuál es la causa que genera dicho problema. Por lo que a la hora de plantear actuaciones correctoras, se pueden aplicar soluciones definitivas que resuelvan el origen del problema, en vez de plantear soluciones temporales que frenen momentáneamente el problema.
Asimismo, el coste que supone implantar un sistema de monitoreo, es ínfimo, en comparación con el ahorro económico que puede suponer para el Estado o para las Constructoras, aplicar soluciones correctoras o modificar durante la marcha, el propio proceso constructivo, disponiendo de información detallada que permita asegurar el éxito de dicha solución correctora o de dicha modificación realizada durante la propia ejecución.
Información de Contacto
ING. ALICIA ALPÍZAR BARQUERO
Email: [email protected]
Teléfono: (506) 8922-9161 Web: www.iigconsultores.com
Preguntas y Respuestas
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