ÍNDICE INTRODUCCIÓN CAPÍTULO I: DEFINICION Y TIPO DE TALUDES 1.1 Talud 1.2 Tipos
CAPÍTULO II: METODOS PARA DISMINUIR O ELIMINAR EL RIESGO 2.1 Introducción 2.2 Prevención 2.3 Elusión de la Amenaza 2.4 Control 2.5 Estabilización 2.5.1. Conormación del talud o ladera 2.5.2.!ecubrimiento de la supericie 2.5.3 Control de a"ua supericial # subterr$nea 2.5.4 Estructuras de contención 2.5.5 %e&oramiento del suelo 2.' Esco"encia del actor de se"uridad 2.( Prevención
CAPÍTULOIII: RESTRICCIONES AL DESARROLLO DE AREAS DE RIESGO 3.1Introduccion 3.2 !e"ulaciones al uso de la tierra 3.3 Códi"os t)cnicos para el mane&o de taludes
CAPÍTULO IV: METODOS DE ELUSION DE LA AMENAZA 4.1 Introducción 4.2 Construcción de variantes 4.3 !emoción total de la masa de los deslizamientos o los materiales inestables 4.4 %odiicación Construccióndel de nivel puentes 4.5 de la subrasante* cota del pro#ecto o alineamiento
CAPÍTULO V: METODOS DE ESTRUCTURAS DE CONTROL DE MOVIMIENTOS 5.1 Protección contra ca+dos de roca
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CAPÍTULO VI: ME!ORAMIENTO DE LA RESISTENCIA DELSUELO '.1 In#ecciones '.2 Estabilización con cemento '.3 Estabilización con cal '.4 Calcinación o tratamiento t)rmico '.5 %a"maicación '.' Con"elación del suelo '.( Compactación Prounda
CAPÍTULO VII: PROTECCION DE LA SUPERFICIE DEL TALUD (.1 Introducción (.2 Concreto ,anzado (.3 !ecubrimiento en suelo cemento (.4 %amposter+a (.5 !ip-!ap CAPÍTULO VIII: MODIFICACION DE LA TOPOGRAFIA .1 Abatimiento de la pendiente del talud .2 !emoción de materiales de la cabeza .3 Terrazas o bermas intermedias .4 /ise0o de la "eometr+a de las bermas .5 /ise0os semiemp+ricos .' Criterios "enerales para el dise0o de bermas # pendientes .( Contrapesos en el pie del deslizamiento . ermas ba&as en el pie de terraplenes sobre suelos blandos CONCLUSIONES
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INTRODUCCION El ob&etivo princip al de un estudio de estabili dad de taludes o laderas es el de establecer medidas de prevención # control para reducir los niveles de amenaza # ries"o. eneralmente* los beneicios m$s importantes desde el punto de vista de reducción de amenazas # ries"os es la prevención. custer # oc6elman 7188'9 proponen una serie de principios "enerales # metodolo"+as para la reducción de amenazas de deslizamiento utilizando sistemas de prevención* los cuales re:uieren de pol+ticas del Estado # de colaboración # conciencia de las comunidades. in embar"o* la eliminación total de los problemas no es posible mediante m)todos preventi vos en todos los casos # se re:uiere establecer medidas de control para la estabilización de taludes susceptibles a surir deslizamientos o deslizamientos activos. ,a estabilización de deslizamientos acti vos o potencialmente inestables es un traba&o relativamente comple&o* el cual re:uiere de metodolo"+as de dise0o # construcción. Este traba&o trata sobre los diversos m)todos para estabilizar un talud sin entrar en tanto detalle en cada uno de ellos* pero sin perder ob&etividad. Espero :ue este traba&o sirva de "u+a para un an$lisis mas proundo de cada uno de los diversos m)todos para estabilizar un talud.
,ima* ;oviembre 2<<'
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CAPÍTULO I DEFINICION Y TIPOS DE TALUDES
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1"1 D#$%&%'%& Cual:uier supericie inclinada respecto a la orizontal permanente. on apo#ados sobre la base de laderas de pendiente mu# alta. Estos taludes son conormados por blo:ues de roca depositados por "ravedad* especialmente por ca+dos de roca #=o suelo. Para determinar la #*+,%-%.+. de una masa de suelo debemos determin ar su al deslizamiento. Al e>istir un coeiciente de se"uridad '/#$%'%#&*# #02%.+. i"ual a 1* se .# produce el deslizamiento del talud. /ebemos comparar la colaboraci ón de esuerzos :ue tienden a producir el deslizamiento 7esuerzos motores9 con a:uellos :ue tienden a evitarlo 7esuerzos resistentes9 # .#,# .#$%&%2 -+ #2$%'%# .# $+--+
1"4 T%/ .# $+--+ .# *+-.#" e"?n @arnes 718(9 tenemos los si"uientes tipos de allas comunes en los taludes • Ca+das 7BallsD9 • @uelco 7BToppleD9 /eslizamiento 7BlidesD9 • • Escurrimiento 7BpreadD9 • lu&o 7BloD9
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F/25+'%& .# -+ #2$%'%# .# $+--+ 6 $+--+ 2/02#%7+
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CAPÍTULO II METODOS PARA DISMINUIR O ELIMINAR EL RIESGO
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4"1 I&*2/.''%& Fna vez estudiado el talud* deinidos los niveles de amenaza # ries"o* el mecanismo de alla # analizados los actores de e:uilibrio* se puede pasar al ob&etivo inal :ue es el dise0o del sistema de prevención control o estabilización. E>isten varias ormas de enocar # resolver cada problema espec+ico # la metodolo"+a :ue se re:uiere emplear depende de una serie de actores t)cnicos* sociales* económicos* pol+ticosG con una "ran cantidad de variables en el espacio # en el tiempo. se presentan al"unas de las metodolo"+as utilizadas para disminuir A continuación o eliminar el ries"o a los deslizamientos de tierra
4"4 P2#7#&'%& ,a prevención inclu#e el mane&o de la vulnerabilidad* evitando la posibilidad de :ue se presenten ries"os o amenazas. ,a prevención debe ser un pro"rama del estado* en todos sus niveles mediante una le"islación # un sistema de mane&o de amenazas :ue permita disminui r los ries"os a deslizamiento en un $rea determinada.
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4"3 E-%& D# L+ A5#&++ Eludir la amenaza consiste en evitar :ue los elementos en ries"o sean e>puestos a la amenaza de deslizamiento.
4"9 C/&*2/%)todos tendientes a controlar la amenaza activa antes de :ue se produzca el ries"o a personas o propiedades. eneralmente* consisten en estructuras :ue retienen la masa en movimiento. Este tipo de obras se constru#en aba&o del deslizamiento para detenerlo despu)s de :ue se a iniciado.
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4" E*+,%-%+'%& ,a estabilización de un talud comprende los si"uientes actores 1. /eterminar el sistema o combinación de sistemas de estabilización m$s apropiados* teniendo en cuenta todas las circunstancias del talud estudiado. 2. /ise0ar en detalle el sistema a emplear* inclu#endo planos # especiicaciones de dise0o. 3. Instrumentación # control durante # despu)s de la estabilización. /ebe tenerse en cuenta :ue en taludes* nunca e>isten dise0os detallad os inmodiicables # :ue las observaciones :ue se acen durante el proceso de construcción tienden "eneralmente* a introducir modiicaciones al dise0o inicial # esto debe preverse en las cl$usulas contractuales de construcción. ,os sistemas de estabilización se pueden clasiicar en cinco cate"or+as principales 2.5.1. Conformación Ladera
Del
Talud
O
istemas :ue tienden a lo"rar un e:uilibrio de masas* reduciendo las uerzas :ue producen el movimiento.
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2.5.2.Recubrimiento Superficie
De
La
%)todos :ue tratan de impedir la iniltrac ión o la ocurrencia de enómenos supericiales de erosión* o reuerzan el suelo m$s subsupericial. El recubrimiento puede consistir en elementos impermeabilizantes como el concreto o elementos :ue reuercen la estructura supericial del suelo como la cobertura ve"etal.
2.5.3 Control De Agua Superficial Subterr!nea
istemas tendientes a controlar el a"ua # sus eectos* disminu#endo uerzas :ue producen movimiento # = o aumentando las uerzas resistentes.
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2.5." #$tructura$ Contención
De
%)todos en los cuales se van a colocar uerzas e>tern as al movimiento aumentando las uerzas resistentes* sin disminuir las actuantes. ,as estructuras de contención son obras "eneralmente masivas* en las cuales el peso de la estructura es un actor importante # es com?n colocar estruc turas ancladas en las cuales la uerza se transmite al deslizamiento por medio de un cable varilla de acero. tiene un sistema dierente de traba&o # se deben dise0ar Cada otipo de estructura de acuerdo a su comportamiento particular.
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2.5.5 Suelo
%e&oramiento
Del
%)todos :ue aumenten la resistencia del suelo. Inclu#en procesos +sicos # :u+micos :ue aumentan la coesión #=o la ricción de la mezcla suelo-producto estabilizante o del suelo modiicado
,as obras pueden ser deinitivas o pueden ser temporales de acuerdo al m)todo utilizado. eneralmente en la estabilización de deslizamientos se emplean sistemas combinados :ue inclu# en dos o m$s tipos de control de los indicados anteriormenteG en todos los casos debe acerse un an$lisis de estabilidad del talud #a estabilizado # se debe llevar un se"uimiento del proceso durante la construcción # al"unos a0os despu)s.
4"; E'/0#&'%+ D#- F+'*/2 D# S#02%.+. Htra decisión :ue aronta el In"eniero es la decisión sobre el actor de se"uridad. Fna idea "eneral de los actores a emplear permite recomendar los si"uientes actores de se"uridad m+nimos
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4"< P2#7#&'%& ,os ries"os debidos a deslizamientos de tierra se pueden reducir utilizando cuatro estrate"ias as+ 7oc6elman 18'9 a. !estricciones al desarrollo en $reas susceptibles a deslizamientos b. Códi"os para e>cavaciones* e>planaciones* paisa&ismo # construcción. c. %edidas para +sicas tales como drena&e* modiicación deo lalos"eometr+a estructuras prevenir o controlar los deslizamientos enómenos# :ue los pueden producir. d. /esarrollo de sistemas de aviso o alarma. ,os m)todos de miti"ación o prevención de amenaza pueden reducir en orma importante la ocurrencia de deslizamientos. ,a prevención permite el mane&o de $reas relativamente "randes* teniendo en cuenta :ue los procesos naturales pueden ocurrir en diversos sectores dentro de un $rea de susceptibilidad similar* en orma repetitiva o m?ltiple. ,a me&or estrate"ia para la reducción de amenaza de deslizamiento* "eneralmente* envuelve una mezcla de varias t)cnicas o sistemas en donde se re:uiere la cooperación de "eólo"os* in"enieros* planeadores* propietarios de la tierra* constructores* or"anizaciones inancieras # de se"uros # entidades del Estado. Para el dise0o de un pro"rama adecuado de prevención se re:uiere* de acuerdo al F.. eolo"ical urve# 71829* tener en cuenta los si"uientes elementos a. Fna base t)cnica completa de las amenazas # ries"os. b. Fn "rupo t)cnico capaz de interpretar # mane&ar la inormación e>istente. c. Entidades del Estado conocedoras # conscientes de los problemas. d. Fna comunidad :ue comprenda el valor # los beneicios de estos pro"ramas. e necesitan entonces dos elementos principales Fna base t)cnica completa # coniable sobre las amenazas # ries"os # un Estado # comunidad conscientes de los problemas # del beneicio de los pro"ramas de prevención.
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CAPÍTULOIII RESTRICCIONES AL DESARROLLO DE AREAS DE RIESGO
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3"1 %&*2/.''%/& Fno de los m)todos m$s eectivos # económicos de reducir p)rdidas por deslizamientos* es la planiicación de nuevos desarrollos* dedic ando las $reas susceptibles a deslizamientos como $reas abiertas o verdes o de ba&a intensidad de uso. ,a ma#or+a de los pa+ses # ciudades tienen le"islación :ue permite la planiicación mediante códi"os de urbanismo o ambientales. En ocasiones se re:uiere recurrir a evacuar $reas #a utilizadas o urbanizadas* mediante ad:uisición de la tierra propiedades parte eldelm)todo Estado relocalización de los abitantes # sus# viviendas. in por embar"o* m$s# eectivo es el de evitar desarrollos de $reas susceptibles* el cual se puede obtener mediante varios sistemas 1" P/-=*%'+ .# .%+%& a. Programas pública
de
información
Es importante :ue la ciudadan+a ten"a inormación sobre las amenazas de deslizamiento* en tal orma :ue ellos mismos act?en como sistema de control* evitando las inversiones en estas $reas. b. Manejo propiedad
de
escrituras
o
certificados
de
En al"unas re"iones e>isten normas :ue obli"an a las personas :ue vendan propiedades en $reas con susceptibilidad a los deslizamientos o a las inundaciones* :ue especii:uen clarament e en orma escrita a los potenciales propietarios de las amenazas "eoló"icas a :ue est$n e>puestos. c. Negación públicos
de
los
servi cios
,os obiernos locales pueden proibir la construcción de servicios p?blicos* tales como acueducto* alcantarillado* ener"+a el)ctrica* v+as* etc.* en $reas susceptibles a deslizamientos. d. Avisos públicos
El Estado puede colocar vallas o avisos :ue alerten a la población sobre las amenazas en una determinada $rea. e. Adquisición de Propiedades por parte Estado
del
,as a"encias del estado pueden comprar las propiedades o $reas amenazadas para su utilización como espacios abie rtos o para la construcción de obras de estabilización. f. Negación de créditos
,as entidades inancieras pueden establecer pol+ticas para ne"ar los cr)ditos para el desarrollo de $reas amenazadas. g. Costos de seguro
,as entidades inancieras podr+an colocar precios mu# altos a los se"uros para desanimar la inversión en $reas de ries"o. . !mpuestos
El Estado puede establecer impuestos altos :ue desanimen el desarrollo de $reas amenazadas.
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3"4 R#0-+'%/ +- / .# -+ *%#22+ ,a re"ulación al uso de la tierra es "eneralmente* mane&ada por el Estado el cual puede proibir usos espec+ico s u operaciones :ue puedan causar alla de los taludes* tales como la construcción de carreteras* urbanizaciones o ediicios* sistemas de irri"ación* tan:ues de acumulación de a"ua* disposición de desecos* etc.
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3"3 C.%0/ *>'&%'/ +2+ #- 5+?/ .# *+-.# Al"unas ciudades como on" on" an elaborado códi"os espec+icos para el mane&o de taludes* en los cuales se especiican los par$metros t)cnicos para el dise0o # construcción de obras de estabilización. En al"unas ciudades la e>periencia local a permitido la e>pedición de códi"os por las oicinas de planeación. eneralmente* los códi"os ló"icamente tienden a sobredise0ar # los actores de se"uridad de estos taludes son altos. ,a ciudadendecuanto ,os Jn"eles representadeunlae&emplo impresionante del uso de de tierra* estos códi"os* a la disminución ocurrencia de deslizamientos los cuales disminu#eron despu)s de 18'3* eca en :ue se implementó el códi"o* a un 1tensómetros* inclinómetros* piezómetros* cercas el)ctricas # dis#untores. ,as recientes innovaciones 7custer # oc6elman* 188'9* inclu#en instrumentos ac?sticos* televisión* radar* ra#os l$ser # medidores de vibración* los cuales pueden ser telemane&ados desde una estación central recibidora. En ciudades como on" on" e>iste sistemas de instrumentación de lluvias # niveles re$ticos mane&ados por un computador central :ue permite dar aviso de la posibilidad de ocurrencia de "randes deslizamientos. /urante las tormentas la Hicina de Control eot)cnico de on" on" opera en un sistema de emer"encia para proporcionar aviso # tomar medidas de control 7eotecnical Control Hice* 1859. ,os sistemas de monitoreo # alarma son instalados con el ob&etivo principal de prote"er vidas # propiedades # no de prevenir deslizamientos. in embar"o* estos sistemas en ocasiones permiten un tiempo suiciente despu)s del aviso para construir medidas +sicas de control :ue reducen la amenaza a lar"o plazo.
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CAPÍTULO IV METODOS DE ELUSION DE LA AMENAZA
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9"1 I&*2/.''%& Previamente a la aplicación de un m)todo de elusión debe estudiarse la posibilidad de aplicación de sistemas de estabilización en los aspectos t)cnicos # económicos. ;o es una buena pr$ctica de in"enier+a el tratar de eludir los problemas antes de intentar resolverlos. ,a presencia de deslizamie ntos de "ran ma"nitud di+ciles de estabilizar es un ar"umento peso para sustentar un procesoson de movimientos elusión. /ebeanti"uos* tenerse enlos cuenta :uedeen"ran ocasiones estos deslizamientos cuales an sido disrazados por procesos nuevos de meteorización* erosión o por ve"etación o actividades umanas. ,a no-detección de estos "randes deslizamientos en la ase de planeación puede acarrear costos mu# altos en el momento de la construcción. En el caso de talud o coluviones producto de anti"uos movimientos* cual:uier corte o cambio de las condiciones de precaria estabilidad pueden "enerar nuevos movimientos.
9"4 C/&*2''%& .# 7+2%+&*# Al reconocer # cuantiicar un deslizamiento puede resultar m$s venta&oso para el pro#ecto* el modiicarlo para evitar la zona problema. Para aplicar este m)todo correctamente se re:uiere un conocimiento "eoló"ico # "eot)cnico mu# completo de la zona* :ue permita concluir :ue no es t)cnica o económicamente viable la utilización de un sistema de estabilización # :ue es recomendable la elusión del problema* modiicando el pro#ecto* constru#endo una variante vial* etc. 9"3 R#5/'%& */*+- .# -+ 5++ .# -/ .#-%+5%#&*/ / -/ 5+*#2%+-# %*+,-# Cuando no es posible la construcci ón de una variante se puede considerar el remover total a parcialmente los materiales de los deslizamientos anti"uos o con ries"o de activación. ,a remoción de materiales inestables va desde el descapote o remoción de los primeros metros de suelo asta la eliminación de todo el material inestable. eneralmente* a# limitacion es pr$cticas al empleo de este m)todo por los vol?menes de tierra :ue se re:uiere mane&ar # la alta de espacio para colocar esta tierra* teniendo en cuenta sus eectos ambientales. En terraplenes a media ladera se acostumbra remover la totalidad de la capa subsupericial de materiales inestables previamente a la colocación del t errapl)n. En taludes en roca es mu# com?n la remoción de los blo:ues inestables de material. Esto puede incluir la remoción de la roca acumulada sobre las "radas* la conormación de la supericie # la remoción de salientes* utilizando e>plosivos. ,a remoción de roca puede ser mu# peli"rosa para los operarios :ue acen el traba&o* as+ como para personas en $reas cercanas* ve+culos* etc. eneralmente* se re:uiere suspender el tr$ico en las v+as para remover los blo:ues de roca # construir estructuras de protección para las obras e>istentes en $reas cercanas. GEOLOGÍA APLICADA (GE 831H)
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9"9 C/&*2''%& .# #&*# Fna alternativa utili zada con al"una recuencia es la de construir puentes o estructuras para pasar por encima de los materiales inestables 7oltz # custer 188'9. Estos puentes "eneralmente* deben apo#arse en pilas proundas sobre roca o suelo competente por deba&o de los materiales inestables. e deben realizar estudios mu# completos para estar se"uros :ue la proundidad # el de cimentación suicientes para "arantizar la estabilidad delson puente. ,assistema pilas deben dise0arseson para resistir las car"as laterales* las cuales mu# di+ciles de predecir. ,os puentes pueden ser una solución mu# atractiva en terrenos monta0osos de alta pendiente donde las e>cavaciones "enerar+an taludes demasiado altos. Esta alternativa es mu# utilizada en al"unos pa+ses europeos como Austria* Italia # ;orue"a. 9" M/.%$%'+'%& .#- &%7#- .# -+ ,2++&*#@ '/*+ .#- 2/6#'*/ / +-%+5%#&*/ En la etapa de dise0o la modiicación del nivel de la subrasante de un pro#ecto vial puede resultar en proundidades mucos menores de cortes :ue dar+an una ma#or estabilidad a los taludes. En estos casos el In"eniero "eotecnista debe traba&ar con&untamente con el in"eniero de trazado vial para lo"rar un e:uilibrio entre la estabilidad # las caracter+sticas del pro#ecto. eneralmente es m$s eectivo # económico modiicar las caracter+sticas del dise0o* :ue construir obras de estabilización de deslizamientos. ,a modiicación puede incluir el cambio del pro#ecto en planta como cambiar el radio o localización de una curva o separar el pro#ecto del talud.
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CAPÍTULO V METODOS DE ESTRUCTURAS DE CONTROL DE MOVIMIENTOS
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"1 P2/*#''%& '/&*2+ '+=./ .# 2/'+ Fn m)todo eectivo de minimizar la amenaza de ca+dos de roca es permitir :ue ellas ocurran pero controlarlas adecuadamente* utilizando sistemas de control en el pie del talud* tales como trinceras* barreras # mallas. Fn detalle com?n a todas estas estructuras es el de sus caracter+sticas de absorción de ener"+a* bien sea parando el ca+do de roca en una determinada distancia o desvi$ndola de la estructura :ue est$ siendo prote"ida. Es posible utilizando t)cnicas apropiadas* controlar el ries"o de los ca+dos de roca de tama0o de asta 2 o 3 metros de di$metro. ,a selecc ión # el dise0o de un sistema apropiado de control de ca+dos de roca re:uieren de un conocimiento mu# completo del comportamiento del ca+do.
,os actores m$s importantes a tener en cuenta en el dise0o de estas estructuras son los si"uientes a. Tra#ectoria de las piedras. b. @elocidad. c. Ener"+a de impacto. d. @olumen total de acumulación. E>isten pro"ramas de computador :ue simulan el comportamiento de los ca+dos 7Piteau* 18
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entrada reerentes a la topo"ra+a* irre"ularidades de la supericie* caracter+sticas de atenuación de los materiales del talud* tama0o # orma de los blo:ues* etc. /e acuerdo a las caracter+sticas de los ca+dos* se pueden dise0ar varios tipos de obra* as+ a. 'erma$ en el talud
,a e>cavación de bermas intermedias puede aumentar la amenaza de ca+dos. ,os ca+dos tienden saltar en ciertos las bermasG el dise0o de bermas ancasde puede ser mu#a ?til para casossindeembar"o ca+da* especialmente de residuos roca. b. Trinc(era$
Fna trincera o e>cavación en el pie del talud puede impedir :ue la roca aecte la calzada de una v+a # representa una solución mu# eectiva cuando e>iste espacio adecuado para su construcción. El anco # proundidad de las trinceras est$ relacionado con la altura # la pendiente del talud 7!itcie* 18'39. En los taludes de pendiente superior a (5 "rados* los blo:ues de roca tienden a permanecer mu# cerca de la supericie del talud # para pendientes de 55 a (5 "rados tienden a saltar # rotar* re:uiri)ndose una ma#or dimensión de la trincera. Para pendientes de 4< a 55 "rados los blo:ues tienden a rodar # se re:uiere de una pared vertical &unto a la trincera para :ue los blo:ues no traten de salirse. Cuando a# discontinuidades en la supericie del talud se debe analizar a detalle la din$mica de los ca+dos para un correcto dise0o de las trinceras.
T2%&'#2+ +2+ '/&*2/- .# $-?/ '+=./ / +7+-+&'+
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EB#5+ .# & +*#&+./2 .# '+=./ .# 2/'+ *%-%+&./ --+&*+ 1+.+ (C/-/2+./ D#+2*5#&* /$ T2+&3/2*+*%/&)"
+22#2+ #& 2/'+ +2+ '/&*2/- .# +7+-+&'+ *%-%+.+ #& N/21#0+"
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+22#2+ .# *%#22+ +25+.+ '/& 0#/*#*%- +2+ 2/*#''%& '/&*2+ '+=./ 6 +7+-+&'+"
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E?#5-/ .#- / .#- S/$*+2# CRP +2+ +&+-%+2 #- &*/ .# '+=.+ .# ,-/B# .# 2/'+ (P$#%$$#2 6 /#&@ 18).
c. 'arrera$
E>iste una "ran variedad de barreras de protección # sus caracter+sticas # dimensiones dependen de la ener"+a de los ca+dos. ,as barreras pueden ser de roca* suelo* tierra armada* muros de concreto* pilotes* "aviones* blo:ues de concreto o cercas. ,a barrera "eneralmente* produce un espacio o trincera en el pie del talud :ue impide el paso del ca+do. E>isten pro"ramas de otare para determinar el punto de ca+da de los blo:ues. Actual mente en el mercado se consi"uen "eoabricas # mallas especiales para la atenuación del impacto de los blo:ues de roca. ,a idea "eneral es absorber la ener"+a de los blo:ues.
M+--+ +2+ .#*# 2/'+ (+22#** 6 %*#@ 11)" 27 GEOLOGÍA APLICADA (GE 831H)
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S%*#5+ .# ,+22#2+ 5#*-%'+ '/& '+,-# .# +'#2/@ +2+ '/&*2/- .# '+=./ .# ,-/B# .# 2/'+ (G+7%/ M+''+$#22%)"
d. Cubierta$ de protección
Cuando e>iste la amenaza de ca+dos de roca en taludes de alta pendiente se puede plantear la construcción de cubiertas de protección* las cuales consisten en estructuras de concreto armado* inclinadas a una determinada pendiente para permitir el paso de los ca+dos* lu&os a avalancas sobre ellas. Para el dise0o de estas estructuras se re:uiere calcular las car"as de impacto # el peso de los materiales :ue eventualmente van a pasar o a retenerse sobre la estructura.
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C,%#2*+ .# 2/*#''%& '/&*2+ '+=./ .# 2/'+@ $-?/ / +7+-+&'+"
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CAPÍTULO VI ME!ORAMIENTO DE LA RESISTENCIA DELSUELO
;"1 I&6#''%/ e an intentado varios es:uemas para el control de deslizamientos con diversos productos :u+micos. ,as in#ecciones de diversos productos :u+mi cos son utilizadas para me&orar la resistencia o reducir la permeabilidad de macizos rocosos # en ocasiones de suelos permeables. ,as in#ecciones pueden consistir de materiales cementantes* tal es como el cemento # la cal o de productos :u+micos tales como silicatos* li"ninos* resinas* acr#lamidas # uretanos. eneralmente* las in#ecciones de cemento o de cal se
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utilizan en suelos "ruesos o en isuras abiertas # los productos :u+micos en materiales menos permeables. Antes de decidir sobre la utilización de una in#ección* debe investi"arse :ue el material realmente pueda penetrar dentro de los vac+os o isuras. Esto puede determinarse en t)rminos de la relación de in#ectabilidad deinido como ; M /157suelo9 = /57in#ección9 Esta relación debe ser ma#or de 25 para "arantizar :ue la in#ección penetre la ormación en orma e>itosa. i la relación de in#ectabilidad es menor de 11 no es posible realizar el traba&o de in#ección. ,a penetrabilidad de las in#ecciones :u+micas depende de su viscosidad* presión de in#ección # periodo de in#ección* as+ como la permeabilidad del suelo in#ectado 7odocsi # ourers* 18819. ,os suelos con materiales de m$s de 2
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I&6#''%& .# *#22+-# +2+ 2#--#&+2 6 '#5#&*+2 02%#*+ %&*#2&+"
,os m$s usados son el cemento # la cal* #a sea en orma de in#ección o coloc$ndolo en peroraciones sobre la supericie de alla. El eecto de la in#ección es el de desplazar el a"ua de los poros # isuras # en esta orma producir una disminución de la umedad* as+ como cementar los poros de isuras. El mortero de in#ección se endurece # crea un es:ueleto alrededor de las $reas de suelo o roca. ,a presión de in#ección debe ser ma#or :ue el producido por el sobrepeso de suelo # a"ua para permitir la penetración dentro de las isuras # a lo lar"o de una supericie de alla activa. Fna ilera de peroraciones se coloca asta m$s aba&o de la supericie de alla* # )stas se utilizan como ductos de in#ección. El espaciamiento entre uecos de in#ección var+a de 3 a 5 metros. ,a operación de in#ección debe iniciarse con la ilera m$s inerior* con el ob&eto de me&orar el apo#o en el pie de la alla # en esta orma evitar alla durante el proceso de in#ección. /ebe tenerse en cuenta :ue la presión de poros puede aumentar por eecto del proceso de in#ección* lo cual puede a"ravar los problemas de movimiento en los taludes. ,a presión de poros aumenta cuando se blo:uean caminos de corriente de a"ua # debe tenerse especial cuidado en dise0ar el sistema de in#ección.
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;"4 E*+,%-%+'%& '/& '#5#&*/ El caso del cemento es un proceso de cementación # relleno de los vac+os del suelo o roca # las discontinuidades de ma#or abertura* aumentando la resistencia del con&unto # controlando los lu&os internos de a"ua. ,os procesos de in#ecciones se conducen en varias etapas inicia ndo por una in#ección de la zona # terminando con el relleno de sitios espec+icos. En suelos residuales la in#ección de cemento de zonas permeables en el l+mite inerior del peril de meteorización a tenido )>ito. Cummar* reporta la estabilización de unbuen deslizamiento en suelo residual de areniscas en la India* utilizando in#ecciones en peroraciones de 3 a 4 cent+metros de di$metro con espaciamiento de 1< metros* in#ectando lecada de cemento. e an utilizado relaciones a"ua-cemento desde <.51 asta 1<1* dependiendo del tama0o de los vac+os. in embar"o* el ran"o usual var+a de <.1 a 51. El tiempo de ra"uado de la in#ección de cemento aumenta con la relación a"uacemento* "eneralmente* los tiempos var+an entre 4 # 15 oras # para relaciones de cemento ma#ores de 1<* en ocasiones nunca se produce el ra"uado. Con recuencia se le a"re"an otros productos al cemento para me&orar el resultado de la in#ección tales como aceleradores* retardadores* coloides para minimizar la se"re"ación* materi ales e>pansores* tomas reducidoras de a"ua* etc.. En ocasiones el cemento se mezcla con arena* arcilla o pozolana* ceniza como llenantes con el ob&etivo primario de disminuir el costo de la in#ección.
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;"3 E*+,%-%+'%& '/& '+E>iste el m)todo de estabilizar terraplenes de arcilla con capas de cal viva 7Ca<9. El proceso de la mezcla con cal consiste en acer reaccionar la cal con la arcilla* produciendo ilicato de Calcio* el cual es un compuesto mu# duro # resistente. En a0os recientes se an utilizado t)cnicas de in#ección de lecada de cal dentro del suelo 7o#nton # lac6loc69. ,a lecada :ue si"ue las zonas racturadas o &untas # otras supericies debilidad ue in#ectada* utilizando tubos de cent+metros de di$metro conde puntas peroradas 7!o"ers* 18819. ,a in#ección es 4 colocada al recazo* a intervalos entre 3< # 45 cent+metros* con presiones t+picas entre 35< # 13<< pa. En esta orma se pueden tratar proundidades de m$s de 4< metros. En ocasiones se a utilizado in#ección de cal mezclada con cenizas. ,a estabilización con cal no es eectiva en suelos "ranulares. Fna desventa&a de este m)todo es :ue al menos < d+as deben de&arse antes de :ue se consideren estabilizadas las columnas de cal. Htro sistema es el de colocar columnas de cal previa construcción de una peroración vertical. El eecto de las columnas de cal es un aumento en la coesión promedio* a lo lar"o de una supericie de alla activa o potencial. Cprom.M Csuelo71-ar9NCcol=ar /onde CM Coesión arMπ/2=432 /M /i$metro de la columna M eparación entre columnas roms* 1881* recomienda utilizar actores de se"uridad ma#ores a 1.3 siempre :ue se dise0en columnas de cal.
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D#*+--# .# %&6#''%& .# '/-5&+ .# '+- .
;"9 C+-'%&+'%& / *2+*+5%#&*/ *>25%'/ Tratamientos de tipo t)rmico* con altas temperaturas* :ue calcinan el suelo. El suelo se endurece a altas temperaturas debido a :ue a temperaturas superiores al 4<pansividad # la compresibilidad disminu#en. $sicamente la estabilización t)rmica consiste en pasar "ases a temperaturas cercanas a 1<<
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/ebe tenerse en cuenta :ue la temperatura no sube por encima de 1<
Es:uema del m)todo de tratamiento t)rmico.
;" M+05+$%'+'%& El proceso de %a"maicación consiste en undir el suelo a temperaturas de cristalización de m$s de 5.<<perimentación por universidades de los Estados Fnidos. El proceso inclu#e dos etapas as+
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1. Perorar uecos vertical es de varias pul"adas de di$metro en el suelo. 2. Introducir # lue"o retirar de la peroración* un cilindro o pistola ma"maicadora accionada por corrient e el)ctrica* la cual convierte en ma"ma el suelo apro>imadamente en un radio de un metro de distancia del ueco. ,a Pistola ma"maicadora utiliza tres ra#os similares a los ra#os l$ser* los cuales al entrelazarse producen las temperaturas suicientes para convertir el suelo en ma"ma.
Proceso de ma"maicación.
;"; C/&0#-+'%& .#- #-/ ,a con"elación del se suelo consisteenenielo disminuir temperatura en tal orma :ue el a"ua convierte lo cuallae:uivale a :uedelseterreno aumenta la resistencia del material. eneralmente* la con"elación se emplea en e>cavaciones en suelos blandos saturados. El suelo con"elado conorma una especie de pared provisional :ue permite la e>cavación. ,a con"elación depende de las caracter+sticas "eoló"icas e idroló"icas del sitio* # los tipos de suelo presentes* sus propiedades t)rmicas # contenido de a"uas.
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,a con"elación comprende dos etapas la ase activa en la cual el suelo se con"ela # laFn asesistema pasiva en cual se re:uiere en su estado con"elado. de lacon"elación puedemantener consistir elensuelo el bombeo de un enriador similar al utilizado en los e:uipos dom)sticos de con"eladores* dentro de un sistema de tuber+as en contacto con el suelo. Fn se"undo sistema consiste en in#ectar ;itró"eno l+:uido. Al con"elar el suelo disminu#e la permeabilidad # puede presentarse aumento de las presiones de poro arriba del $rea con"elada. ;"< C/5+'*+'%& P2/$&.+ ,a compactación o incremento de la densidad del suelo se puede lo"rar a "randes proundidades utilizando al"uno de los si"uientes procedimientos 1. )ilote$ de compactación
,a compactación se lo"ra por desplazamiento del suelo al incar un pilote* retirarlo # al mismo tiempo rellenar el espacio desplazado con material de suelo. ,a separación entre pilotes depende de las condiciones de "ranulometr+a # densidad del suelo. Para el incado se pueden utilizar procedimientos de percusión o de vibración.
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Pilotes de compactación.
2. *ibrocompactación profunda
,a vibrocompactación utiliza un e:uipo conocido con el nombre de vibrolotador* el cual se suspende de una "r?a* penetra el suelo por su propio peso* un sistema de vibración # la in#ección de a"ua por su punta inerior. Al penetrar el e:uipo vibra con amplitudes "randes produciendo un desplazamiento orizontal de los materiales. El espacio vac+o "enerado por la vibración se va rellenando con arena o "rava. ,a vibrolotación es mu# eectiva en arenas # limos "ranulares. El espaciamiento entre puntos de densiicación depende de las caracter+sticas :ue se deseen del producto inal de la compactación. ,a vibrocompactación prounda es mu# eectiva # es uno de los me&ores sistemas de compactación a "randes proundidades # su principal problema consiste en la poca disponibilidad :ue se tiene de estos e:uipos en Am)rica ,atina
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Proceso de vibrocompactación. 3. Columnas de piedra o grava
,as columnas de piedra o de "rava utilizan un sistema similar al de pilotes o vibrocompactación prounda para acer penetrar en el suelo cantos o part+culas "ruesas de "rava. ,as columnas de piedra pueden utilizarse para estabilizar o prevenir deslizamientos 7ou"nour* 188<9* debido a :ue las columnas act?an en dos rentes as+ a. Aumentar la resistencia del suelo. b. %e&orar el drena&e de a"uas subterr$neas Este sistema es una t)cnica :ue me&ora la resistencia al cortante del suelo a lo lar"o de una supericie potencial de alla* reemplazando o desplazando el suelo del sitio con una serie de columnas de piedra compactada de "ran di$metro espaciadas en orma cercana. Adicionalmente las columnas de piedra tambi)n uncionan como drenes de "rava para aliviar las presiones de poro. ,a construcción de las columnas de piedra consiste en lo si"uiente a. Construir una e>cavación utilizando un vibro-desplazador. b. Colocando piedra dentro de la e>cavación. c. Compactando la piedra por un sistema de repenetración de aba&o acia arriba con el e:uipo vibro-lotador. e debe tener especial cuidado en la utilización de columnas de piedra en suelos sensitivos u or"$nicos 7acus # ar6sdale* 1889. En suelos turbosos el sistema puede producir una desestabilización de los mantos del suelo. GEOLOGÍA APLICADA (GE 831H)
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E>isten dos m)todos emp+ricos para el dise0o de columnas de piedra desarrollados por Abosi 718(89 # por ou"nour 7188<9. ,os c$lculos de estabilidad se desarrollan utilizando m)todos convencionales de e:uilibrio l+mite calculando una coesión o una ricción adicional para las $reas correspondientes a las columnas de piedra.
Columnas de piedra o "rava.
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/ia"rama es:uem$tico de la utilización de columnas de piedra para estabilizar un deslizamiento . ". Compactación din!mica
El sistema de compactación din$mica consiste en de&ar caer de una altura importante un blo:ue pesado met$lic o o de concreto. El proceso repetitivo de "olpeo produce una compactación del suelo. e utilizan blo:ues cu#o peso puede variar entre 5 # 2<< toneladas con alturas de ca+da entre 4 # 3< metros. El espaciamiento entre centros de impacto var+a de 4 a metros. e re:uieren varios "olpes en cada sitio para obtener el resultado deseado. e le puede utilizar en una "ran cantidad de suelos desde basuras # materiales or"$nicos asta arcillas # suelos "ranulares "ruesos. ,a ener"+a :ue se re:uiere para obtener un determinado resultado aumenta con la cantidad de inos en una relación de 1 3 de "rava asta arcilla. Para calcular la proundidad de inluencia o de compactación se utiliza la e>presión / M "# /onde L M Peso del blo:ue en toneladas M Altura de ca+da en metros / M Proundidad de inluencia en metros. eneralmente la compactación din$mica se ace utilizando varias etapas. En las primeras etapas el espaciamie nto entre sitios de "olpeo es ma#or :ue en las etapas inales. /ebe tenerse cuidado en la estabilización de deslizamiento util izando compactación din$mica :ue se "eneran presiones de poros* las cuales pueden activar o acelerar los movimientos. GEOLOGÍA APLICADA (GE 831H)
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/ia"rama del sistema de compactación din$mica. 5. Compactación con e+plo$i,o$
El uso de e>plosivos para compactar el material # en esta orma estabilizar un suelo se limita suelos car"as "ranulares menos relativ del 2plosivos amente pe:ue0as a espaciamientos entre 3 # (.5 metros* con e>plosiones repetitivas.
Fso de e>plosivos para me&orar la capacidad del suelo deba&o de terrapl)n.
un
El sistema de uncionamiento consiste en producir la licuación de los suelos en un volumen semies)rico de suelo alrededor de cada punto de e>plosión* # en esta orma "enerar compactación. En taludes con actores de se"uridad mu# ba&os* la compactación con e>plosivos puede producir la alla del talud. El ries"o del sistema es alto cuando la susceptibilidad a la licuación es alta. GEOLOGÍA APLICADA (GE 831H)
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CAPÍTULO VII PROTECCION DE LA SUPERFICIE DEL TALUD
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<"1 I&*2/.''%& El ob&etivo de la protección de la supericie del talud es prevenir la iniltrac ión debido a la lluvia # mantener el suelo parcialment e seco. ,as medidas de protección inclu#en el concreto lanzado* los blo:ues de mamposter+a* la protección con piedras* el recubrimiento con productos sint)ticos. Estos recubrimientos pueden complementarse con pr$cticas de cobertura ve"etal 7@er cap+tulo 9. Aun:ue* el actor de se"uridad no se modiica teóricamente* en la pr$ctica se producelas un cuales eecto estabilizante mantener las uerzas de tratan succión presioness+ ne"ativas* act?an comoal uerzas resistentes :ue deo impedir las allas al cortante o el colapso. El recubrimiento de la supericie de un talud con productos artiiciales puede implicar un aumento en los valores de escorrent+a* lo cual re:uiere de la construcción de estructuras de control de a"uas supericiales capaces de mane&ar los vol?menes producidos de acuerdo a la intensidad de las lluvias. <"4 C/&'2#*/ L+&+./ El concreto lanzado es una mezcla de cemento # a"re"ados* los cuales se pueden colocar en seco o por v+a ?meda* en la orma como se indica en el cap+tulo 14. eneralmente* se coloca una malla de reuerzo previamente al lanzado del concreto. e debe tener especial cuidado en las consecuencias de procesos de e>pansión # contracción* los cuales pueden destruir por a"rietamiento la supericie de los taludes. Para acilitar el drena&e* se deben construir uecos o lloraderos :ue atraviesen la supericie de recubrimiento #* en esta orma evitar las presiones de poro por represamiento de a"ua subterr$nea.
<"3 R#',2%5%#&*/ #& #-/ '#5#&*/ El recubrimiento en suelo cemento puede me&orar las condiciones de permeabilidad de un talud aci)ndolo relativamente impermeable #* en esta orma disminu#endo la iniltración. En on" on" # los pa+ses del ureste Asi$tico* se utiliza con muca recuencia un recubrimiento llamado BCunam PlasterD* el cual consiste en una mezcla de cemento* cal # suelo* "eneralmente* en las si"uientes proporciones una parte de cemento Portland* tres partes de cal idratada # veinte partes de suelo residual de "ranitos o suelos volc$nicos 7eotecnical Control Hice* 1849. El suelo debe estar libre de materia or"$nica # ra+ces. El cemento # la cal deben mezclarse secas antes de a"re"arlas al suelo. e a"re"a la m+nima cantidad de a"ua consistente con la traba&abilidad de la mezcla. i la relación a"ua-cemento es mu# alta se produce a"rietamiento severo del recubrimiento. eneralmente* el Cunam se aplica en dos capas cada uno de apro>imadamente 3 cm. ,a primera capa es escariicada antes de colocar la se"unda* de&ando un tiempo de apro>imadamente de 24 oras entre las dos capas. Con recuencia* se utiliza un sistema de ancla&es o dovelas de 3< cm. de lon"itud clavadas a distancias de 1.5 metros.
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<"9 M+5/*#2=+ ,a mamposter+a puede consistir en blo:ues de concreto o en piedra pe"ada con concreto o mortero. ,as &untas entre blo:ues ad#acentes "eneralmente* se rellenan con un mortero 3 a 1 o se utiliza ve"etación. En el caso de recubrimiento utilizando concreto o mortero se deben de&ar lloraderos para evitar la acumulación de a"uas subterr$neas. <" R%R+ ,a soluciónlaconsiste en lacolocar sobre la supericie deldetalud piedra suelta acumulada una sobre otra con el ob&eto espec+ico prote"er contra la erosión. Fsualmente por deba&o del !ip-!ap se coloca un "eote>til no te&ido como elemento de protección adicional. El !ip-!ap puede colocarse a mano o al volteo. eneralmente* al colocarse al volteo el espesor de la capa es menor pero en cual:uier caso no debe ser inerior a 12 pul"adas. El tama0o de las piedras depende de la pendiente del talud* pudi)ndose colocar piedras de ma#or tama0o en pendientes menores.
Eecto de la modiicación topo"r$ica sobre la localización de c+rculo cr+tico de alla.
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CAPÍTULO MODIFICACION DE LA VIII TOPOGRAFIA
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8"1 A,+*%5%#&*/ .# -+ #&.%#&*# .#- *+-. Al disminuir la pendiente del talud* el c+rculo cr+tico de alla se ace m$s lar"o # m$s proundo para el caso de un talud estable* aument$ndose en esta orma el actor de se"uridad. El abatimiento se puede lo"rar por corte o por relleno. El abatimiento de la pendiente del talud es económicamente posible en taludes de poca altura* de perovolumen no ocurre mismodeen corte taludescon de el "ran altura* debido aumento e>a"erado delotierra aumento de la alaltura. El abatimiento por relleno en ocasiones no es posible por alta de espacio en el pie del talud. 8"4 R#5/'%& .# 5+*#2%+-# .# -+ '+,#+ ,a remoción de una suiciente cantidad de materiales en la parte superior del talud puede resultar en un e:uilibrio de uerzas :ue me&ore la estabilidad del talud. En la pr$ctica este m)todo es mu# ?til en allas activas. ,a cantidad de material :ue se re:uiere depende del tama0o # caracter+sticas del movimiento # de la "eotecnia del sitio.
Corte de parte del material deslizado para me&orar el actor de se"uridad
Antes de iniciar el proceso de corte debe calcularse la cantidad de material :ue se re:uiere remover con base en un an$lisis de estabilidad para un actor de se"uridad propuesto. El c$lculo se realiza "eneralmente* por un sistema de ensa#o # error.
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inalmente la eectividad t)cnica del sistema # el actor económico van a determinar su viabilidad. En ocasiones estos materiales pueden ser utilizados como pr)stamo para terraplenes en el mismo pro#ecto.
Estabilización por conormación del bermas.
talud #
8"3 T#22++ / ,#25+ %&*#25#.%+ ,a construcción de terrazas en la parte alta de un deslizamiento de rotación tiende a reducir el momento actuante # controlar el movimiento. i el proceso se ace en la parte inerior se puede lo"rar el proceso inverso de disminuir el actor de se"uridad. En deslizamientos de traslación # en ciertos lu&os o deslizamientos de residuos "eneralmente no es eectivo emplear m)todos de remoción de materiales. El eecto es el de disminuir las uerzas actuantes* en la zona m$s cr+tica para la "eneración de momentos desestabilizantes. En esta orma el c+rculo cr+tico de alla se ace m$s proundo # m$s lar"o aument$ndose el actor de se"uridad. Al construir las terrazas el talud puede :uedar dividido en varios taludes de comportamiento independiente* los cuales a su vez deben ser estables. El terraceo se le puede realizar con el propósito de controlar la erosión # acilitar el establecimiento de la ve"etación. ,a altura de las "radas es "eneralmente* de 5 a ( metros # cada "rada debe tener una cuneta revestida para el control del a"ua supericial. El sistema de cunetas a su vez debe conducir a una estructura de recolección # entre"a con sus respectivos elementos de disipación de ener"+a.
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En suelos residuales "eneralmente* la "rada m$s alta debe tener una pendiente menor* teniendo en cuenta :ue el suelo subsupericial es usualmente el menos resistente. ,as terrazas "eneralmente* son mu# ?tiles para control de a"uas de escorrent+a. En todos los casos debe considerarse el eecto :ue se puede tener sobre los taludes arriba # aba&o de la terraza a e>cavar. D%#/ .# -+ 0#/5#*2=+ .# -+ ,#25+ Fno dede lostaludes ob&etivos principales del $rea de laEste estabilidad taludes*seesleel dise0o topo"r$icamente estables. tipo de de problema presenta al In"eniero en el trazado de v+as* e>planaciones* e>ploraciones mineras* urbanizaciones* etc. El dise0o comprende las decisiones de tipo topo"r$ico # estabilización :ue se re:uiere presupuestar* previamente a la construcción de la obra civil.
Cortes en taludes con &untas semiparalelas a la topo"ra+a del terreno.
El dise0o de un talud consiste en deinir su altura* pendiente # elementos topo"r$icos con base en par$metros "eot)cnicos. Para el dise0o de un talud se pueden emplear varios sistemas 1. Fso de códi"os como los e>istentes en on" on" # la ciudad de ,os Jn"eles. 2. Empleo de "r$icos de dise0o* teniendo en cuenta al"unas de las caracter+sticas del suelo o macizo rocoso. 3. C$lculo de actor de se"uridad del talud # dise0o por el sistema de prueba # error* asta encontrar el dise0o :ue me&or se a&uste a los re:uisitos de estabilidad establecidos. 4. /einición de pendientes # alturas de acuerdo al comportamiento de taludes similares en la misma ormación "eoló"ica. e recomienda :ue los dise0os no sean cie"os* sino :ue obedezcan a un conocimiento mu# claro de los actores b$sicos # mecanismos de alla. Fn sistema :ue uncionó e>itosamente en un sitio* no necesariamente es aplicable en otro.
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8"9 D%#/ #5%#5=2%'/ /ebido a las diicultades :ue e>isten para la utilización de dise0os empleando el sistema tradicional cl$sico en taludes de zonas tropicales* se a intentado ormular re"las de dise0o con base en la e>periencia conocida. El uso de este sistema semi-emp+rico re:uiere de muco cuidado* si la e>periencia no proviene de la misma ormación "eoló"ica en las mismas condiciones topo"r$icas* clim$ticas # "eot)cnicas.
Coni"uración t+pica de taludes en lutitas meteorizadas con mantos de carbón 7entuc6# department o i"a#s 18839.
Coni"uración t+pica de taludes en lutitas li"eramente meteorizadas 7entuc6# department o i"a#s* 18839.
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Coni"uración t+pica de taludes en lutitas sanas 7entuc6# department o i"a#s* 18839.
Coni"uración t+pica de taludes en calizas # areniscas 7entuc6# department o i"a#s* 18839.
GEOLOGÍA APLICADA (GE 831H)
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in embar"o* la e>periencia en ormaciones similares representa una buena "u+a* cuando no se cuenta con inormación suiciente para realizar un dise0o detallado. El estudio patoló"ico de las allas* cuando los actores :ue contribu#en a una alla pueden ser evaluados* sirve tambi)n como bases para ob&eto del dise0o en taludes* dentro de una misma ormación "eoló"ica. En todos los casos es necesario :ue el In"eniero lo"re entender los enómenos :ue pueden ocurrir dentro de los taludes ob&eto del dise0o. esta e>periencia dise0o :ue se muestran en/e el presente cap+tulo.se pueden obtener "r$icas de En el dise0o de cortes se debe tener en cuenta la "eolo"+a del talud # en especial las estructuras o discontinuidades # el peril de meteorización. En las i"uras se muestran al"unos taludes t+picos recomendados por departamentos de transporte en los Estados Fnidos. 8" C2%*#2%/ 0#+-# +2+ #- .%#/ .# ,#25+ 6 #&.%#&*# Para el dise0o de bermas # pendientes se deben tener en cuenta los si"uientes criterios 1. -ormación eológica
A ma#or competencia de la roca se permiten ma#ores pendientes # ma#ores alturas. ,as areniscas* calizas # rocas +"neas duras # sanas permiten taludes casi verticales # "randes alturas. ,os es:uistos # lutitas no permiten taludes verticales. 2. %eteori/ación
Al aumentar la meteorización se re:uieren taludes m$s tendidos* menores alturas entre bermas # ma#or anco de las "radas. ,os materiales mu# meteorizados re:uieren de taludes ineriores a 11@* en la ma#or+a de las ormaciones "eoló"icas no permiten alturas entre bermas superiores a ( metros # re:uieren ancos de berma de m+nimo 4 metros. Para cortes en materiales meteorizados la pendiente en la parte m$s prounda del corte permite $n"ulos superiores a la cabeza del talud. e recomienda para cortes de "ran altura establecer $n"ulos dierentes de pendiente para el pie # la cabeza del corte adapt$ndolos a la intensidad del proceso de meteorización. 3. %icroe$tructura 0 e$tructura geológica
A menos :ue las discontinuidades se encuentren bien cementadas las pendientes de los taludes no deben tener $n"ulos superiores al buzamiento de las diaclasas o planos de estratiicación. Entre menos espaciadas sean las discontinuidades se re:uieren pendientes menores de talud. Para materiales mu# racturados se re:uieren taludes* alturas # bermas similares a los :ue se recomiendan para materiales meteorizados. ". %inerale$ de arcilla
,os suelos :ue conten"an cantidades importantes de arcillas activas* tipo %ontmorillonita* re:uieren de pendientes de talud ineriores a 21@. ,os suelos con aolinita permiten "eneralmente* taludes asta 11@. ,as alturas entre bermas en suelos arcillosos no deben ser superiores a 5 metros # las "radas deben tener un anco m+nimo de 4 metros.
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5. i,ele$ fre!tico$ 0 comportamiento (idrológico
,os suelos saturados no permiten taludes superiores a 2 1@ a menos :ue ten"an una coesión alta. . Si$micidad
En zonas de amenaza s+smica alta no se deben construir taludes semiverticales o de pendientes superiores a 1=2 1@* a menos :ue se trate de rocas mu# sanas. . -actore$ antrópico$
En zonas urbanas no se recomienda construir taludes con pendientes superiores a 1 1@ # las alturas entre bermas no deben ser superiores a 5 metros. 4. #lemento$ en rie$go
,os taludes con ries"o de vidas umanas deben tener actores de se"uridad mu# altos.
Criterios para el dise0o de taludes en roca 7Lest @ir"inia F.3.A.9 Criterios para el dise0o de taludes en roca 7Lest @ir"inia F..A.9
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8"; C/&*2+#/ #& #- %# .#- .#-%+5%#&*/ Al colocarle car"a adicional a la base de un deslizamiento de rotación se "enera un momento en dirección contraria al movimiento* el cual produce un aumento en el actor de se"uridad. e debe acer un an$lisis del peso re:uerido para lo"rar un actor de se"uridad determinado. ,a adecuada cimentación de estos contrapesos debe ser re:uisito :ue el sistema sea e>itoso. El eecto para del sistema de contrapeso es el de acer :ue el c+rculo cr+tico en la parte inerior del talud se a"a m$s lar"o.
Contrapeso para estabilización de un deslizamiento activo
,os contrapesos pueden ser estructuras con un muro de contención o rellenos de tierra armada* llantas de cauco 7Tiresoil9* etc.
8"< #25+ ,+?+ #& #- %# .# *#22+-# /,2# #-/ ,-+&./ El sistema de contrapesos es mu# ?til para la estabilización de taludes de terraplenes sobre deresistencia suelos blandos* en los de cuales las allasdel ocurren "eneralmente* porzonas alta de en el manto cimentación terrapl)n. En este caso se constru#e una berma :ue es un terrapl)n de menor altura &unto al terrapl)n principal* el cual sirve de contrapeso aumentando la lon"itud de la supericie de alla. ,as bermas o contra bermas son usadas para colocar una car"a al pie de un terrapl)n sobre suelo blando # en esta orma aumentar la resistencia aba&o del pie. ,a berma se coloca en el $rea :ue de acuerdo al an$lisis de estabilidad se puede levantar. ,a contra berma debe dise0arse en tal orma :ue sea eectiva para "arantizar la estabilidad del terrapl)n principal # al mismo tiempo sea estable por s+ misma. El GEOLOGÍA APLICADA (GE 831H)
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eecto de la contra berma es crear un contrapeso :ue aumente la lon"itud # proundidad del circulo cr+tico de alla.
/etalle de ermas ba&as en el pi) de deslizamientos
Alternativa de relleno # muro de contención.
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C/&'-%/" •
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,a umedad puede reducir la resistencia de la roca por alteración :u+mica o +sica de sus propiedades caracter+sticas. i el a"ua est$ ba&o presión la resistencia de la roca se reduce a?n m$s. Es importante advertir :ue* cual:uier ensa#o encaminado a estudiar la inluencia de la umedad* la velocidad de car"a de la muestra es un actor undamental. ,a estabilidad de una e>cavación en roca depende de la resistencia de la roca rente a las tensiones :ue se imponen en las pro>imidades de la e>cavación. i la e>cavación va a ser sostenida desde el interior* por e&emplo mediante el revestimiento de un t?nel* necesitamos conocer las uerzas :ue debe resistir el revestimiento si se :uiere se"uir un m)todo racional del pro#ecto. El in"eniero :ue se enrente con el problema de pro#ectar estructuras sobre o en el interior de un macizo rocoso a de con"eniar tres actores se"uridad* uncionalidad # econom+a /ebe diri"ir sus esuerzos # conocimientos a estos ines # encuentra :ue los principios "enerales :ue le permiten resolver otros problemas estructurales. ,as condiciones "eoló"icas son mu# diversas a lo lar"o de nuestro pa+s* es por eso :ue es mu# importante analizaras con cuidado para poder acer una buen planeamiento a al ora de acer pro#ectos #a :ue los ries"os son mu# altos. Fna vez estudiado el talud* deinidos los niveles de amenaza # ries"o* el mecanismo de alla # analizados los actores de e:uilibrio* se puede pasar al ob&etivo inal :ue es el dise0o del sistema de prevención control o estabilización. ,a prevención inclu#e el mane&o de la vulnerabilidad* evitando la posibilidad de :ue sedelpresenten ries"os amenazas. ,a prevención debe ser# un pro"rama estado* en todos osus niveles mediante una le"islación un sistema de mane&o de amenazas :ue permita disminuir los ries"os a deslizamiento en un $rea determinada.
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/ebe tenerse en cuenta :ue en taludes* nunca e>isten dise0os detallados inmodiicables # :ue las observaciones :ue se acen durante el proceso de construcción tienden "eneralmente* a introducir modiicaciones al dise0o inicial # esto debe preverse en las cl$usulas contractuales de construcción.
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