Taludes

Taludes.Taludes.Aspectos generales y tecnicosAspectos generales y tecnicos

Por Ingra. Susan Campos

IndiceIndice

• Antecedentes

• Definicion

• Factores de que depende la estabilidad de taludes en

suelos.

• Tipos de fallas mas comunes en los taludes de carreteras

• Metodos de calculo de estabilidad de taludes

• Parametros de fijacion de la inclinacion de cortes no

calculados en las carreteras.

• Metodos de correccion de fallas en laderas y taludes.

Desprendimientos de roca y derrumbes a causa de las

lluvias torrenciales cortaron parcial o totalmente desde

primeras horas de la mañana del 5 de oct de 2005,

Algunas de las principales carreteras de salida de San

Salvador y provocaron retenciones importantes en la

carretera Panamericana, con carriles cerrados en los

kilómetros 51 y 53.

Calle nueva que une Apopa y

Nejapa con el bulevar

Constitución, en la capital.

Recibió miles de vehículos

desviados desde Los Chorros y

que provenían de Santa Ana.

FOTO DE LA PRENSA/Francisco Alemán

Riesgo. La carretera que conduce de El Congo a

Coatepeque, en Santa Ana, sufrió derrumbes en

algunos tramos.

Introduccion

La Asamblea Legislativa destinó la reorientación de 34 millones 681

mil dólares a ser utilizados por el ministerio de Obras Públicas

(MOP) en la reparación de daños en la red vial dejados por las

lluvias que afectaron todo el país a inicios del mes de octubre del

año 2005.

El dinero serviría para:

• Obras de drenaje,

• Reconstrucción de taludes

• Obras varias

Definición

- Cualquier superficie con pendiente o cambios

de altura significativos que haya de adoptar

permanentemente la masa de tierra.

- Cuando el talud se produce en forma natural, sin

intervención humana, se denomina ladera natural

o simplemente ladera.

Figura: Nomenclatura de Taludes y Laderas (Fuente: “Deslizamientos y Estabilización de Taludes en Zonas Tropicales”, Suárez Díaz)

Factores de que depende la

estabilidad de los taludes en suelo.

- Factores geomorfologicos

1. Topografiay geometria del

talud

2. Distribucion de las

discontinuidades y

estratificaciones.

- Factores internos

1. Propiedades mecánicas de

los suelos constituyentes

2. Estados de esfuerzos

actuantes.

- Factores climaticos y concretamente el agua

superficieal y subterranea.

Tipos de fallas mas comunes en los

taludes de carreteras

- Fallas relacionadas a la estabilidad de las

laderas.

- Fallas relacionadas a la estabilidad de

taludes

- Fallas relacionadas a la estabilidad de las laderas.

Deslizamiento superficial asociado a falta de resistencia por baja

presion de confinamiento (creep)

Esquema de un proceso de reptación.

Movimientos superficiales muy lentos del

suelo sin una superficie de falla definida.

El movimiento es de unos pocos centímetros

al año.

Afecta a grandes áreas de terreno

Se genera por las alteraciones climáticas

relacionadas con los procesos de

humedecimiento y secado en suelos muy

blandos o alterados, ricos con arcillas

La reptación puede preceder a movimientos

más rápidos como los flujos o deslizamientos.


Fallas asociadas a procesos de deformacion acumulativa,

generalmente relacionadas con perfiles geologicos desfavorables.

Movimientos en materiales bastante

heterogeneos, no consolidados y bajo la

accion casi exclusiva de fuerzas

gravitacionales.

La resistencia residual del suelo deberá ser

considerada como disponible en estas fallas,

debido a los niveles avanzados de

deformacion que las generan.

La superficie de falla tipica es de forma casi

plana.

El nivel freatico o presencia de agua en los

materiales en la proximidad de la superficie

de falla, juega un papel fundamental en la

estabilidad.

Deslizamiento en Suelos Blandos


FlujosMovimientos continuos en los que las

superficies de cizalla se encuentran muy

próximas y generalmente no se

conservan.

Pueden ser lentos o rápidos, así como

secos o húmedos y los puede haber de

roca, de suelos residuales o de suelo.

Flujos en materiales secos: Flujos de

fragmentos de roca (avalanchas)

Flujos en materiales humedos: Flujos de

lodo (cuando el w% es alto), flujos de

tierra (mat terreo no muy humedo), flujo

de detritos (mat. que fluye contiene un

50% de gravas, boleos o fragmentos de

roca en una matriz fina.

- Fallas relacionadas a la estabilidad de taludes.

Falla rotacional Ocurren en suelos homogéneos, sean

naturales o artificiales y por su facilidad

de análisis son el tipo de deslizamiento

más estudiado en la literatura.

La forma y localización de la superficie

de falla está influenciada por las

discontinuidades, juntas y planos de

estratificación.

E movimiento ocurre a lo largo de una

superficie de falla curva que se

desarrolla en el interior del cuerpo del

talud, afectando o no, al terreno de

cimentación.

Las fallas se originan cuando los

esfuerzos cortantes actuantes

sobrepasan la resistencia del material.

Deslizamiento rotacional típico.

Tipos de fallas en deslizamientos rotacionales


Falla Traslacional

El movimiento de la masa se desplaza hacia fuera o hacia abajo,

a lo largo de una superficie más o menos plana o ligeramente

ondulada y tiene muy poco o nada de movimiento de rotación o

volteo.

Deslizamiento Traslacional.

ConsideracionesConsideraciones..

LaLa diferenciadiferencia importanteimportante entreentre loslos movimientosmovimientos dede rotaciónrotación yy traslacióntraslación estáestáprincipalmente,principalmente, enen lala aplicabilidadaplicabilidad oo nono dede loslos diversosdiversos sistemassistemas dedeestabilización,estabilización,

UnUn movimientomovimiento dede rotaciónrotación tratatrata dede autoestabilizarse,autoestabilizarse, mientrasmientras queque unouno dedetraslacióntraslación puedepuede progresarprogresar indefinidamenteindefinidamente aa lolo largolargo dede lala laderaladera haciahaciaabajoabajo..

PorPor susu formaforma dede fallafalla tambiéntambién sese puedenpueden diferenciardiferenciar enen queque enen unundeslizamientodeslizamiento rotacionalrotacional lala masamasa dede materialmaterial sese separasepara dede lala superficiesuperficie dedefalla,falla, enen cambiocambio enen unun deslizamientodeslizamiento traslacionaltraslacional lala masamasa dede materialmaterial sesedesplazadesplaza haciahacia abajoabajo sobresobre lala superficiesuperficie dede fallafalla..

ConsideracionesConsideraciones..

Los movimientos de traslación son comúnmente controlados por superficies Los movimientos de traslación son comúnmente controlados por superficies de debilidad tales como fallas, juntas, fracturas, planos de estratificación y de debilidad tales como fallas, juntas, fracturas, planos de estratificación y zonas de cambio de estado de meteorización que corresponden en zonas de cambio de estado de meteorización que corresponden en términos cuantitativos a cambios en la resistencia al corte de los materiales términos cuantitativos a cambios en la resistencia al corte de los materiales o por el contacto entre la roca y materiales blandos o coluviones. o por el contacto entre la roca y materiales blandos o coluviones.

En muchos deslizamientos de traslación la masa se deforma y/o rompe y En muchos deslizamientos de traslación la masa se deforma y/o rompe y puede convertirse en flujo.puede convertirse en flujo.

Los deslizamientos sobre discontinuidades sencillas en roca se les Los deslizamientos sobre discontinuidades sencillas en roca se les denomina denomina deslizamientos de bloquedeslizamientos de bloque, cuando ocurren a lo largo de dos , cuando ocurren a lo largo de dos discontinuidades se le conoce como discontinuidades se le conoce como deslizamiento de cuñadeslizamiento de cuña y cuando se y cuando se presentan sobre varios niveles de una familia de discontinuidades se le presentan sobre varios niveles de una familia de discontinuidades se le puede denominar puede denominar falla en escalerafalla en escalera..


Desprendimientos, Caídas (Falls) Movimientos extremadamente rápidos de

porciones de terreno o de una masa separada

de un talud de gran pendiente o acantilado,

rocoso o no,

Movimiento en forma de bloques aislados o

masivamente que en una gran parte de sus

trayectorias descienden por el aire en caída

libre, volviendo a entrar en contacto con la

topografía, donde se producen saltos, rebotes

y rodaduras,

Suelen producirse en zonas constituidas

geológicamente por alternancias

sedimentarias de capas resistentes y débiles.

Los mecanismos que pueden conducir a estas

inestabilidades son: meteorización o extrusión

de capas blandas, concentración de presiones

en el borde y rotura por flexo-tracción.

- Parametros a ser considerados en el calculo

numerico de la estabilidad de laderas y taludes.

- Antes de aplicar un metodo matematico de analisis debe tenerse

presente :

1- Las condiciones en que deben obtenerse los parámetros de resistencia

2- Las pruebas de laboratorio que deber ejecutarse,

3- La utilizacion de los resultados y

4- La representatividad de estos en relación con las condiciones a que estará

sometida la obra durante su vida util.

- Parametros a ser considerados en el calculo

numerico de la estabilidad de laderas y taludes.- Taludes es arcillas saturadas normalmente consolidadas :

- Condiciones criticas son a largo plazo.

-esfuerzos efectivos

- Terraplenes en suelos parcialmente saturados. Condicion al fin de la

construccion.

-Compactar el especimen al peso vol. y w%

-Someter el especimen a una presion de camara similar a la de

campo (sin drenaje) , luego esfuerzo hasta la falla sin drenaje, Q

(u,u.)

-Análisis en base a esfuerzos totales

LA MAYORIA DE LOS CALCULOS CONSIDERAN AL SUELO EN

CONDICION SIN FLUJO , UTILIZANDO LA RESISTENCIA DE UNA

PRUEBA RAPIDA , CON LOS PARAMETROS DE ELLA Y

UTILIZANDO EL CRITERIO DE ESFUERZOS TOTALES.

- Metodos de calculo de estabilidad de taludes

-

- Falla rotacional (Metodo sueco)

- Metodo de la cuna

• Parametros de fijacion de la inclinacion de

cortes no calculados en las carreteras.

- La mayor parte de los cortes de las carreteras se hacen sin ningun

estudio previo de campo que incluya el muestreo y elprograma de

pruebas de laboratorio.

- Debe tenerse presente que cada caso es particular y debe abordarse en

forma individual.

- La experiencia constituye una ayuda valiosa en la tarea de fijar la

inclinacion estable de cortes.

- El cuadro siguiente es una referencia general o mas simplemente, la

opinion personal de muchos ingenieros con la experiencia en el tema.

Consideraciones geotécnicas de taludes

Problemas:

Zonas de protección en la corona

y pie del talud

Consideraciones geotécnicas de taludes

Problemas:

Cortes y rellenos

Norma técnica de cimentaciones y

estabilidad de taludes

3.8 ZONAS DE PROTECCION.

3.8.1 Proveer a muros o taludes con una zona de protección entre la cresta del talud y las construcciones

superiores, así como entre el pie del talud y las inferiores.

3.8.2 El ancho de la zona de protección se determinará por medio de un análisis apropiado de mecánica de

suelos.

3.8.3 Las zonas de protección que no sean provistas de un revestimiento permanente, deberán dotarse de una

vegetación apropiada de acuerdo a la pendiente del terreno y al tipo de suelo.

3.8.4 Los taludes mayores de 10.00 m. de altura, deberán proveerse de un drenaje apropiado.

4.5 REPORTE GEOTECNICO.

El reporte geotécnico debe de contener como mínimo lo siguiente:

Capacidad de carga admisible, identificación y clasificación del suelo, condiciones de humedad, límites de

consistencia, presencia de agentes contaminantes y flujos de aguas subterráneos; así como también, la definición

de la profundidad mínima de desplante de las cimentaciones, a niveles bajo los cuales no existan cantidades

perjudiciales de material orgánico y el suelo posea características mínimas aceptables. Para estructuras

importantes deberá considerarse en el reporte la identificación de fallas geológicas, así como todos los ensayos

adicionales que a criterio del geotecnista y diseñador estructural, se requieran.

6.2 CONSIDERACIONES GENERALES DE ESTABILIDAD DE TALUDES.

6.2.1 Previamente al diseño de un talud se debe contar con un estudio geotecnico, el que deberá considerar todas

las superficies de falla probables así como la localización del nivel freático.

6.2.2 La extensión de la zona a ser considerada en el estudio, será definida por el especialista de suelos de

acuerdo a la importancia del talud y las condiciones del lugar.

6.3 El análisis deberá tomar en cuenta las fuerzas estáticas y sísmicas aplicadas.

6.3.2 Los factores de seguridad son 1.4 para fuerzas gravitacionales o estáticas y 1.1 para fuerzas gravitacionales

+ filtración + sísmicas.

Códigos Americanos: Ordenanza del condado de

Los Ángeles para terracería, cortes y rellenos

EXCAVACIONES O CORTES:

Altura: Ningún talud podrá ser mayor de 30 m, a menos que se coloquen

bermas de 10 m de ancho.

Talud: Ningún talud deberá excavarse con una inclinación mayor de 30

grados.

Excepciones: Demostrar a través de investigaciones, exploraciones,

análisis y reportes, que el talud posee la suficiente resistencia para

producir un factor de seguridad de 1.5 bajo cargas estáticas.

Zona protección en corona: igual a 1/5 de la altura del talud. No podrá ser

menor de 0.6 m, ni mayor de 3 m.

RELLENOS:

Altura: Ningún relleno podrá ser mayor de 30 m, a menos que se

coloquen bermas de 10 m de ancho.

Talud: Ningún relleno deberá generar taludes con una inclinación mayor

de 2 horizontal y 1 vertical (30 grados).

Excepciones: Demostrar a través de investigaciones, exploraciones,

análisis y reportes, que el relleno posee la suficiente resistencia para

producir un factor de seguridad de 1.5 bajo cargas estáticas.

Compactación: mínima 90% compactación relativa según ASTM D1557

Zona protección al pie: igual a 1/2 de la altura del relleno. No podrá ser

menor de 0.6 m, ni mayor de 6 m.

Si el talud posee un ángulo mayor de 30 grados

o una altura mayor de 5 m

-Corona = 10 metros

- Al pie = 2 veces la altura del talud o un máximo de 50 m

Zona de protección según

recomendación Japonesa

Zona de protección

Is a technique used to reinforce and strengthen existing ground.

The fundamental concept of soil nailing is that soil can be effectively reinforced

by installing closely spaced grouted steel bars, called “nails,” into a slope or

excavation as construction proceeds from the top down.

is used when the slope angle exceeds a

predetermined critical value or when

environmental conditions would cause

deterioration of the exposed soil face over its

design life.

1

3

2

Is a technique used to reinforce and strengthen existing ground.

The fundamental concept of soil nailing is that soil can be effectively reinforced

by installing closely spaced grouted steel bars, called “nails,” into a slope or

excavation as construction proceeds from the top down.

is used when the slope angle exceeds a

predetermined critical value or when

environmental conditions would cause

deterioration of the exposed soil face over its

design life.

1

3

2

Reforzamiento de talud a base de técnica

“SOIL NAILING”

H ≈ 12.0 m

Proyecto: Ampliación antigua calle a huizucar

(Tramo II) 2.7 Km.

H ≈ 15.0 m

Reforzamiento de talud mediante técnica “SOIL NAILING”Proyecto: Ampliación antigua calle a huizucar (Tramo II) 2.7 Km.

Anclajes

Capa de “shotcrete” lanzado de 10 cm.. de

espesor.

S= 1.5 – 2 m

(L= 0.7H)

Proceso de reforzamiento de talud mediante técnica “SOIL NAILING”Proyecto: Ampliación antigua calle a huizucar (Tramo I) 2.8 Km.

Protección de talud, mediante la técnica “REJILLAS DE CONCRETO CON CELDAS

ABIERTAS”

Carretera CA-1, San Martin San Rafael Cedros)Carretera CA-1, San Martin San Rafael Cedros)

Carretera CA-1, San Martin San Rafael Cedros)Carretera CA-1, entre Troncal del Norte y Tonacatepeque)

Drenajes

H= 8 m

¾”

L= 5 m

L= 1.5 m

Proceso de técnica

“REJILLAS DE CONCRETO CON CELDAS

ABIERTAS”

Geogrilla

(erosion)

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