Download - 5.1 Estab Taludes
7/25/2019 5.1 Estab Taludes
http://slidepdf.com/reader/full/51-estab-taludes 1/64
ESTABILIDAD DE TALUDES
Ing. José Luis Carrasco Gutiérrez
Parte 1/2
7/25/2019 5.1 Estab Taludes
http://slidepdf.com/reader/full/51-estab-taludes 2/64
Introducción
Tipos de deslizamientos
Factores condicionantes y desencadenantesProcedimiento de investigación de deslizamientos
Métodos de estabilización de taludes y/o laderas
Estabilidad de taludes en suelosResistencia al corte en suelos
Métodos de análisis por equilibrio límiteTaller práctico (Uso de programas)
Contenido general
ESTABILIDAD DE TALUDES
7/25/2019 5.1 Estab Taludes
http://slidepdf.com/reader/full/51-estab-taludes 3/64
1. Introducción
2. Tipos de deslizamientos
3. Factores condicionantes y desencadenantes
4. Procedimiento de investigación de deslizamientos
5. Métodos de estabilización de taludes y/o laderas
Contenido temático (Primera parte)
ESTABILIDAD DE TALUDES
7/25/2019 5.1 Estab Taludes
http://slidepdf.com/reader/full/51-estab-taludes 4/64
7/25/2019 5.1 Estab Taludes
http://slidepdf.com/reader/full/51-estab-taludes 5/64
1. Introducción
En cualquier proyecto de ingeniería civil como:
• Carreteras
• Ferrocarriles
• Canales
• Minería• Edificaciones, habilitaciones urbanas, etc.
Normalmente se requiere conformar plataformas y en muchoscasos es necesario excavar y/o rellenar el terreno, dando lugara la conformación de taludes.
Los taludes deben ser proyectados de tal forma que seanestables y seguros.
7/25/2019 5.1 Estab Taludes
http://slidepdf.com/reader/full/51-estab-taludes 6/64
1. Introducción - Origen
7/25/2019 5.1 Estab Taludes
http://slidepdf.com/reader/full/51-estab-taludes 7/64
1. Introducción
Inclinación artificial(Talud)
Inclinación natural(ladera)
7/25/2019 5.1 Estab Taludes
http://slidepdf.com/reader/full/51-estab-taludes 8/64
1. Introducción - Criterios de diseño
Para el diseño de taludes se debe considerar el nivel deriesgo en términos de pérdidas de vida humana y pérdidaseconómicas. (Esto se relaciona con la elección de un factor deseguridad mínimo).
Los problemas de estabilidad de taludes no pueden serresueltos con soluciones tabuladas, ya que no haydeslizamiento iguales. Una inestabilidad suele tener origen enla convergencia de múltiples condicionantes de carácter local.
Gran porcentaje de pérdidas por deslizamientos sonevitables si el problema se identifica con anterioridad y se
toman medidas de prevención y/o control (monitoreo).
7/25/2019 5.1 Estab Taludes
http://slidepdf.com/reader/full/51-estab-taludes 9/64
1. Introducción - Criterios de diseño
Criterios para seleccionar un factor de seguridad para diseño de taludes
Fuente: Jaime Suárez Díaz
7/25/2019 5.1 Estab Taludes
http://slidepdf.com/reader/full/51-estab-taludes 10/64
2. Tipología y desarrollo de movimientos
Esquema de un deslizamiento rotacional típico (Fuente: Varnes 1978)
7/25/2019 5.1 Estab Taludes
http://slidepdf.com/reader/full/51-estab-taludes 11/64
2. Tipología y desarrollo de movimientos
7/25/2019 5.1 Estab Taludes
http://slidepdf.com/reader/full/51-estab-taludes 12/64
2. Tipología y desarrollo de movimientos
Carretera Huanuni Llallagua, Potosí - (Bolivia, 2007). Antiguos escarpesde deslizamiento en suelo
ANTIGUOS DESLIZAMIENTOS
7/25/2019 5.1 Estab Taludes
http://slidepdf.com/reader/full/51-estab-taludes 13/64
2. Tipología y desarrollo de movimientos
Las Bambas - Alternativa de acceso a mineraducto - Apurímac, Perú 2010
DESLIZAMIENTOS – ROTACIONALES
7/25/2019 5.1 Estab Taludes
http://slidepdf.com/reader/full/51-estab-taludes 14/64
2. Tipología y desarrollo de movimientos
Fuente: Varnes 1978
DESLIZAMIENTO ROTACIONAL MÚLTIPLE
7/25/2019 5.1 Estab Taludes
http://slidepdf.com/reader/full/51-estab-taludes 15/64
2. Deslizamiento rotacional múltiple. Barrios de Pampahasi, Kupini,Callapa - La Paz, Bolivia (Febrero, 2011)
Fuente: J.L.Carrasco
Macro deslizamiento de talud – Dejó alrededor de 5 mil damnificados.Increíblemente no se registraron pérdidas humanas.
7/25/2019 5.1 Estab Taludes
http://slidepdf.com/reader/full/51-estab-taludes 16/64
2. Deslizamiento rotacional de un talud en lutitas
Estudio Carretera Zudañez - Padilla (Chuquisaca Bolivia, 2007)
Fuente: J.L.Carrasco
7/25/2019 5.1 Estab Taludes
http://slidepdf.com/reader/full/51-estab-taludes 17/64
2. Tipología y desarrollo de movimientos
Carretera Kuntur Wasi (Cajamarca, 2010)
DESLIZAMIENTO TRASLACIONAL
7/25/2019 5.1 Estab Taludes
http://slidepdf.com/reader/full/51-estab-taludes 18/64
2. Tipos de deslizamientos – Flujo de detritos (Debris Flow)
Los Corales, Estado de Vargas - Venezuela, Dic.1999
7/25/2019 5.1 Estab Taludes
http://slidepdf.com/reader/full/51-estab-taludes 19/64
2. Tipos de deslizamientos - Falla plana en macizos rocosos
7/25/2019 5.1 Estab Taludes
http://slidepdf.com/reader/full/51-estab-taludes 20/64
2. Tipos de deslizamientos - Falla plana
Estudio Carretera Padilla Monteagudo (Sector del Pithi), Chuquisaca Bolivia, 2007)
Fuente: J.L.Carrasco
7/25/2019 5.1 Estab Taludes
http://slidepdf.com/reader/full/51-estab-taludes 21/64
2. Tipos de deslizamientos - Falla plana
Carretera Chiclayo – Jaen km173, Lambayeque Perú, 2011
Fuente: J.L.Carrasco
7/25/2019 5.1 Estab Taludes
http://slidepdf.com/reader/full/51-estab-taludes 22/64
2. Tipos de deslizamientos - Falla en cuña en macizos rocosos
7/25/2019 5.1 Estab Taludes
http://slidepdf.com/reader/full/51-estab-taludes 23/64
7/25/2019 5.1 Estab Taludes
http://slidepdf.com/reader/full/51-estab-taludes 24/64
2. Tipos de deslizamientos - Caídas
Fuente: Varnes1978
7/25/2019 5.1 Estab Taludes
http://slidepdf.com/reader/full/51-estab-taludes 25/64
2. Tipos de deslizamientos - Caídas
7/25/2019 5.1 Estab Taludes
http://slidepdf.com/reader/full/51-estab-taludes 26/64
3. Factores condicionantes y desencadenantes
Fuente: Gonzales de Vallejo
7/25/2019 5.1 Estab Taludes
http://slidepdf.com/reader/full/51-estab-taludes 27/64
3.1 Factores condicionantes
Estratigrafía y discontinuidades
Talud desfavorableTalud favorable
7/25/2019 5.1 Estab Taludes
http://slidepdf.com/reader/full/51-estab-taludes 28/64
3.1 Factores condicionantes
Litología
7/25/2019 5.1 Estab Taludes
http://slidepdf.com/reader/full/51-estab-taludes 29/64
3.2 Factores condicionantes
Cambios en las condiciones naturales
(aspectos geológicos e hidrogeológicos)
7/25/2019 5.1 Estab Taludes
http://slidepdf.com/reader/full/51-estab-taludes 30/64
3.2 Factores desencadenantes
Factores antrópicos
7/25/2019 5.1 Estab Taludes
http://slidepdf.com/reader/full/51-estab-taludes 31/64
7/25/2019 5.1 Estab Taludes
http://slidepdf.com/reader/full/51-estab-taludes 32/64
5 Establecer el modelo geotécnico
Sobre la base de todos los estudios básicos (geotecnia, geología, hidrología ehidrogeología) se establece el mecanismo de deslizamiento y las condiciones de
contorno. Luego se procede a la construcción del modelo geotécnico.
7/25/2019 5.1 Estab Taludes
http://slidepdf.com/reader/full/51-estab-taludes 33/64
5. MEDIDAS DE ESTABILIZACIÓN
• Suavización (geometría) : Disminución de altura, terraceo,inclinación, material (topo, base )
• Densificación del material ( g , c’ , ’ ): Compactación
• Impermeabilización: Uso de geomembrabas en presas u otros
• Drenaje: Superficial y subsuperficial
• Estructuras de contención:Muros de gravedad, armados, gaviones, muros
mecánicamente estabilizados
• Elementos de sostenimiento:Pantallas, soil nailing, anclajes activos, pasivos.
• Elusión de amenazas
Soluciones
7/25/2019 5.1 Estab Taludes
http://slidepdf.com/reader/full/51-estab-taludes 34/64
MEDIDAS DE ESTABILIZACIÓN
Elusión de la amenaza
Soluciones
Fuente: J. Suárez
MÉTODO APLICACIONES LIMITACIONES
Variantes ore-localización del
proyecto
• Cuando hay riesgo de activar grandesdeslizamientos difíciles de estabilizar
• Cuando existen deslizamientosantiguos de gran magnitud.
• Puede ser la mejor opción si eseconómico hacerlo
• Puede resultar costoso
Remoción total dedeslizamientos
• Es atractivo cuando se trata devolúmenes pequeños de excavación
•
La remoción de los deslizamientopuede producir nuevosmovimientos
Remoción parcial demateriales inestables
• Se acostumbra remover los suelossub superficiales inestables cuandosus espesores no son muy grandes
• Cuando hay nivel freático puededificultar el proceso deexcavación
Modificación del nivel deproyecto o subrasante de
una vía
• La disminución de la altura de loscortes en un alineamiento de granlongitud puede resolver la viabilidadtécnica del proyecto
• Generalmente al disminuir laaltura de los cortes sedesmejoran las características delproyecto
Puentes o viaductos sobrelos movimientos
• Muy útil en terrenos de pendientesmuy altas
• Se requiere cimentar los puentessobre suelo estable y los pilaresdeben ser capaces de resistir las
fuerzas del material inestable
7/25/2019 5.1 Estab Taludes
http://slidepdf.com/reader/full/51-estab-taludes 35/64
5. MEDIDAS DE ESTABILIZACIÓN Soluciones
7/25/2019 5.1 Estab Taludes
http://slidepdf.com/reader/full/51-estab-taludes 36/64
5. MEDIDAS DE ESTABILIZACIÓN - Suavización (geometría) :
Disminución de altura, terraceo,inclinación, material (topo, base )
60o
40o
FS = 1,00 FS = 1,31
7/25/2019 5.1 Estab Taludes
http://slidepdf.com/reader/full/51-estab-taludes 37/64
5. MEDIDAS DE ESTABILIZACIÓN - Taludes mineros
Usualmente:• Ángulo de talud de bancos, varia entre 55° a 75°• Ángulo inter rampa, variable entre 37° a 65°
7/25/2019 5.1 Estab Taludes
http://slidepdf.com/reader/full/51-estab-taludes 38/64
Suavización de Taludes
7/25/2019 5.1 Estab Taludes
http://slidepdf.com/reader/full/51-estab-taludes 39/64
Muro de concreto en ‘L’
dren de piedras
drenaje
geotextil
MEDIDAS DE ESTABILIZACIÓN PATOLOGIAS EN TALUDES CON SOSTENIMIENTO
7/25/2019 5.1 Estab Taludes
http://slidepdf.com/reader/full/51-estab-taludes 40/64
Brasil
Drenaje ?
Fuente: A. Sayao
MEDIDAS DE ESTABILIZACIÓN - PATOLOGIAS EN TALUDES CON SOSTENIMIENTO
7/25/2019 5.1 Estab Taludes
http://slidepdf.com/reader/full/51-estab-taludes 41/64
Muro con drenes (barbacanas)
Dren
5 Medidas de estabilización – Pernos drenes “lloraderos” y Shocrete
7/25/2019 5.1 Estab Taludes
http://slidepdf.com/reader/full/51-estab-taludes 42/64
5. Medidas de estabilización Pernos, drenes lloraderos y Shocrete
Estabilización de talud -Carretera Cotapata - Santa Bárbara, Los Yungas La PazBolivia, 2008)
Fuente: J.L.Carrasco
7/25/2019 5.1 Estab Taludes
http://slidepdf.com/reader/full/51-estab-taludes 43/64
Muro de Piedras muro
geotextil
dren de piedras
dren
Mamposteríade piedra
5. Alternativas de solución - Pedraplenes en talud de corte
Contención con muros de gaviones
7/25/2019 5.1 Estab Taludes
http://slidepdf.com/reader/full/51-estab-taludes 44/64
Contención con muros de gaviones
7/25/2019 5.1 Estab Taludes
http://slidepdf.com/reader/full/51-estab-taludes 45/64
Muros deSuelo Reforzado
M d S l R f d
7/25/2019 5.1 Estab Taludes
http://slidepdf.com/reader/full/51-estab-taludes 46/64
Muro de Suelo Reforzado
5 Alternativas de solución (Muros mecánicamente estabilizado)
7/25/2019 5.1 Estab Taludes
http://slidepdf.com/reader/full/51-estab-taludes 47/64
5. Alternativas de solución (Muros mecánicamente estabilizado)
Carretera Interoceánica sur – Tramo II entre Urcos y Puente Inambari, 2009)
Fuente: J.L.Carrasco
2 Alt ti d l ió (M á i t t bili d )
7/25/2019 5.1 Estab Taludes
http://slidepdf.com/reader/full/51-estab-taludes 48/64
2. Alternativas de solución (Muro mecánicamente estabilizado)
Carretera Interoceánica Sur – Tramo II entre Urcos y Puente Inambari, 2009)
Fuente: J.L.Carrasco
7/25/2019 5.1 Estab Taludes
http://slidepdf.com/reader/full/51-estab-taludes 49/64
Muro
Final de construcción
Fuente: A. Sayao
4. ALTERNATIVAS DE SOLUCIÓN – ANCLAJES ACTIVOS
7/25/2019 5.1 Estab Taludes
http://slidepdf.com/reader/full/51-estab-taludes 50/64
4. ALTERNATIVAS DE SOLUCIÓN ANCLAJES ACTIVOS
Sostenimiento de talud con anclajes activos en la presa Limón(Proyecto Trasvase Olmos, Cajamarca 2011)
Fuente: J.L.Carrasco
Anclajes + Clavos (Rio de Janeiro)
7/25/2019 5.1 Estab Taludes
http://slidepdf.com/reader/full/51-estab-taludes 51/64
Anclajes + Clavos (Rio de Janeiro)
Fuente: A. Sayao
5. Alternativas de estabilización - Anclajes activos
7/25/2019 5.1 Estab Taludes
http://slidepdf.com/reader/full/51-estab-taludes 52/64
5. te at as de estab ac ó c ajes act os
Anclajes activos en taludes sobre macizos rocosos (Carretera Cotapata SantaBárbara, Los Yungas La Paz Bolivia, 2008)
Fuente: J.L.Carrasco
5. Alternativas de estabilización – Pernos pasivos
7/25/2019 5.1 Estab Taludes
http://slidepdf.com/reader/full/51-estab-taludes 53/64
p
Anclajes pasivos (pernos) en taludes sobre macizos rocosos (Carretera CotapataSanta Bárbara, Los Yungas La Paz Bolivia, 2008)
Fuente: J.L.Carrasco
5. Alternativas de estabilización - Anclajes activos
7/25/2019 5.1 Estab Taludes
http://slidepdf.com/reader/full/51-estab-taludes 54/64
j
Anclajes activos en el portal de entrada de túnel (Carretera Cotapata SantaBárbara, Los Yungas La Paz Bolivia, 2008)
Fuente: J.L.Carrasco
C b d l Cl
7/25/2019 5.1 Estab Taludes
http://slidepdf.com/reader/full/51-estab-taludes 55/64
Cabeza de la Clave
25 75 50
Steel meshes
Steel bar
Grout
mm
Shotcrete
(Ortigão & Sayão 2004)
Barras f > 22mm
Secuencia de ejecución
7/25/2019 5.1 Estab Taludes
http://slidepdf.com/reader/full/51-estab-taludes 56/64
8. Excavación
Fuente: A. Sayao
7/25/2019 5.1 Estab Taludes
http://slidepdf.com/reader/full/51-estab-taludes 57/64
Final de
Ejecución
Fuente: A. Sayao
5. Alternativas de estabilización – Enmallado
7/25/2019 5.1 Estab Taludes
http://slidepdf.com/reader/full/51-estab-taludes 58/64
Fuente: A. SayaoConvivir con el problema - Bolivia
5. Alternativas de solución
7/25/2019 5.1 Estab Taludes
http://slidepdf.com/reader/full/51-estab-taludes 59/64
Túnel Falso
Solución: Convivir con el problema (deslizamiento) Fuente: A. Sayao
5. Alternativas de solución
5. Alternativas de solución
7/25/2019 5.1 Estab Taludes
http://slidepdf.com/reader/full/51-estab-taludes 60/64
Elusión
5. Alternativas de solución
Soluciones de Ingeniería
Rotura ensuelo residual
1985
Fuente: A. Sayao
drainageditches
drainage
anchors
grass
5. Alternativas de solución
7/25/2019 5.1 Estab Taludes
http://slidepdf.com/reader/full/51-estab-taludes 61/64
Elusión
Fuente: A. SayaoSolución: Convivir con el deslizamiento
6 CONSIDERACIONES FINALES
7/25/2019 5.1 Estab Taludes
http://slidepdf.com/reader/full/51-estab-taludes 62/64
"Desafortunadamente, los suelos son fabricados por la naturaleza y no por el hombre, y los productos de la naturaleza son siempre complejos ... Tan prontocomo se pasa del acero y el concreto al suelo, la omnipotencia de la teoría dejade existir. El suelo natural nunca es uniforme. Sus propiedades cambian de puntoa punto, mientras que nuestro conocimiento de sus propiedades se limita a los
pocos sitios en que las muestras han sido recogidas. En la mecánica de suelos laexactitud de los resultados calculados nunca supera a la de una estimación
aproximada, y la función principal de la teoría consiste en que nos enseña qué y cómo observar en el campo."
6. CONSIDERACIONES FINALESCitas de Karl Von Terzaghi
" Al utilizar la experiencia adquirida en el diseño de una nueva estructura se procede por analogía y ninguna conclusión, por analogía, puede considerarse válida amenos que todos los factores vitales involucrados en los casos objeto de
comparación, sean prácticamente idénticos. La experiencia no nos dice nadasobre la naturaleza de estos factores y muchos ingenieros que están orgullososde su experiencia, ni siquiera sospechan de las condiciones exigidas para lavalidez de sus operaciones mentales. Por lo tanto nuestra experiencia práctica
puede ser muy engañosa, a menos que se combine en ella una concepciónbastante precisa de la mecánica de los fenómenos en estudio."
6 CONSIDERACIONES FINALES
7/25/2019 5.1 Estab Taludes
http://slidepdf.com/reader/full/51-estab-taludes 63/64
"... Una vez que una teoría aparece en la hoja de preguntas de un examen de la universidad, se
convierte en algo para ser temido y creído, y muchos de los ingenieros que fueron beneficiados poruna educación universitaria aplicaron las teorías sin sospechar siquiera los estrechos límites de suvalidez. "
"... Cualquier intento de detener el asentamiento sin hacer la investigación preliminar propuesta seríauna apuesta irresponsable. Puesto que he sido testigo de muchas apuestas de este tipo, puedo decir por experiencia personal, que los ahorros asociados con investigaciones preliminares insuficientes,están totalmente fuera de proporción con los riesgos financieros."
"La única cosa de la que un ingeniero debe tener miedo es del desarrollo de condiciones de trabajoque no ha previsto. Los planos de construcción no son más que un sueño deseado. Tengo la impresiónde que la gran mayoría de las rupturas de presas fueron debido a la construcción negligente y no adefectos de diseño."
6. CONSIDERACIONES FINALESCitas de Carl V. Terzaghi
"Presenté mis teorías e hice mis experimentos con el propósito de establecer una ayuda en la
formación de una opinión correcta y me di cuenta con espanto, que todavía son consideradas por la
mayoría como un sustituto para el sentido común y la experiencia."
Cuando le preguntaron a Terzaghi cuánto tiempo debería gastar escribiendo su informe, él recibió elsiguiente consejo: "Gaste en éste tanto tiempo como sea necesario para informar al lector con tan
pocas palabras como sea posible, acerca de todos los hallazgos significativos y acerca de las
características esenciales de las operaciones de construcción que se han realizado."
6 CONSIDERACIONES FINALES
7/25/2019 5.1 Estab Taludes
http://slidepdf.com/reader/full/51-estab-taludes 64/64
"La teoría es el lenguaje por medio del cual las lecciones de la experiencia puede ser
expresadas claramente."
"La teoría -e incluso la teoría muy rigurosa- es necesaria para la formación y el desarrollo denuestra capacidad para interpretar correctamente lo que observamos, pero al mismo tiempo,solamente con la teoría no podríamos lograr nada en absoluto en el campo de la ingeniería demovimientos de tierra, y mientras más hechos concretos podamos acumular, mejor . Siempre
pierdo los estribos con las personas que piensan que han captado la esencia misma de la
sustancia después de que han tenido éxito en representar alguna fase artificialmentesimplificada de la misma por medio de complicadas integrales triples, mientras que al mismotiempo, se han olvidado de cómo se ve realmente el suelo. La observación aguda es al menostan necesaria como un análisis penetrante."
6. CONSIDERACIONES FINALESCitas de Carl V. Terzaghi
La ingeniería es un deporte noble ... pero equivocarse ocasionalmente es parte del juego.
Ambicione ser el primero en descubrir y anunciar sus errores .... Una vez que usted comienza asentirse tentado a negar sus errores ante la evidencia razonable, usted ha dejado de ser un
buen deportista."