UNIVERSIDAD UNIVERSI DAD NACIONAL DE INGENIER INGENIER A Í A FACULTAD FACUL TAD DE INGENIERÍA INGENIERÍA CIVIL SECCIÓN DE POST GRADO
SOLUCIONES GEOT GEOTÉCNICAS ÉCNI CNICA CAS S EN ESTA ES TAB B IL ILID IDA A D DE TA TAL L UD UDES ES
Dr. Ing. Ing. Jorge Jo rge E. Alva Hurtado
CONTENIDO • INTRODUCCIÓN
SOLUCIONES S GEOTÉCNICAS GEOTÉCNICAS DE TAL TA L UDES EN SUEL SUEL OS • SOLUCIONE • SOLUCIONE SOLUCIONES S GEOTÉCNIC GEOTÉCNICA A S DE TAL TA L UDES EN ROCAS • PROTECCIÓN CONTRA CAÍDAS DE ROCA
ESTAB ABILIZACIÓ ILIZACIÓN N DE TALUDE TAL UDES S CURVAS CURVAS DE LA L A L EON EONA A • EST
CONTENIDO • INTRODUCCIÓN
SOLUCIONES S GEOTÉCNICAS GEOTÉCNICAS DE TAL TA L UDES EN SUEL SUEL OS • SOLUCIONE • SOLUCIONE SOLUCIONES S GEOTÉCNIC GEOTÉCNICA A S DE TAL TA L UDES EN ROCAS • PROTECCIÓN CONTRA CAÍDAS DE ROCA
ESTAB ABILIZACIÓ ILIZACIÓN N DE TALUDE TAL UDES S CURVAS CURVAS DE LA L A L EON EONA A • EST
INTRODUCCI ÓN INTRODUCCIÓN En el planeamiento de medidas efectivas de estabilización de taludes es importante entender las causas de la inestabilidad. Las causas más comunes son: talud muy empinado por corte o relleno, exceso de presión de poros causado por niveles freáticos altos o interrupción de la trayectoria de drenaje, socavación debido a la erosión de agua superficial y pérdida de resistencia con el tiempo debido a procesos de reptación e intemperismo.
Un estudio geológico-geotécnico concienzudo y un programa detallado de exploración del subsuelo son necesarios para determinar la causa del deslizamiento deslizamiento y planificar planificar las medidas correctivas. correctivas. La superficie superficie de falla fal la pued puede e deter determin minars arse e con con sonda sondajes jes e incli inclinóm nómetr etros os más más allá allá de la la línea de falla.
MÉTODOS DE ESTABILIZACIÓN DE TALUDES Y DESLIZAMIENTOS
• Excavación • Drenaje • Contrafuerte de Tierra o Roca (Bermas de Relleno) • Estructuras de Retención • Técnicas Especiales
MÉTODOS DE ESTABILIZACIÓN DE TALUDES Y DESLIZAMIENTOS ( Turnbu ll y Hvorslev, 1968)
MÉTODO APLICABLE
ESQUEMA
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I EXCAVACIÓN Reducir la altura del talud con excavacion es en la parte superio r.
2.
Tendid o del ángulo d el talud.
3.
Excavar banqueta en la parte superior del talud.
4.
Excavar completamente la masa de deslizamiento.
El área debe ser accesible al equipo de construcción. Se requiere de un lugar apropiado para coloc ar el suelo excavado. Algu nas veces se inco rpor a drenaje a este método.
MÉTODOS DE ESTABILIZACIÓN DE TALUDES Y DESLIZAMIENTOS ( Turnb ull y Hvorslev, 1968)
MÉTODO APLICABLE
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II DRENAJE 1.
Drenes horizontales pequeño diámetro.
de
2.
Zanjas de subdrenaje profundas y contínuas. Generalmente a una prof undi dad de 5 a 15 pies.
1. Más efectivo si llega al acuífero natural. Los drenes son usualmente de flujo libre. 2. El fo nd o d e l as zan jas deb e t ener pendiente para drenar y ser conectado con tubería de salida. Debe colocarse tubería perforada en el fondo de las zanjas. La parte superior deberá impermeabilizarse.
3. Pozos verticales perforados, generalm ente de 18 a 36 pul gadas de diámetro.
3. Puede ser bombeado o conectado con una salida de gravedad. Varios pozos en fila unidos al fondo pueden formar una galería de drenaje.
4.
4. Buena práctica para la mayoría de los taludes. Dirigir la descarga fuera de la masa deslizante.
Mejora en el drenaje superficial a lo largo de la parte superior con cunetas abiertas o canales pavimentados. Sembrar p lantas en el talud co n raíces prof undas y resistentes a la erosi ón.
MÉTODOS DE ESTABILIZACIÓN DE TALUDES Y DESLIZAMIENTOS ( Turnbu ll y Hvorslev, 1968)
MÉTODO APLICABLE
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III CONTRAFUERTE DE TIERRA O ROCA (O BERMAS DE RELLENO) 1. Excavación de la masa deslizada y reemplazo con relleno compactado o contrafuerte de roca triturada. El pie del contrafuertedebe reposar en suelo firme o roca po r d eb ajo d el p lan o de desl izami ento . Se utiliza manto de drenaje con salida de flujo por gravedad detrás del talud del con trafuerte.
1. Se requiere acceso para el equipo de construcción y área de almacenaje. El suelo excavado puede utilizarse como relleno. Se puede requerir calzaduras de estructuras existentes.Si la estabilidad es crítica durante la construcción,se puede realizar en secciones cortas.
2. Utilización de bermas de relleno compactadoo roca en el pie y más alládel pie. Debe p ro por cio narse d ren aje detr ás d e la berma.
2. Se r equiere s uficiente ancho y espesor delas bermas demodo quela falla no ocurra por d ebajo o a través de las bermas.
MÉTODOS DE ESTABILIZACIÓN DE TALUDES Y DESLIZAMIENTOS ( Turnbu ll y Hvorslev, 1968)
ESQUEMA
MÉTODO APLICABLE
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IV ESTRUCTURAS DE RETENCIÓN 1. Muro de contención del t ipo entramado o cantiliver.
1. Usualmente costoso. Los cantiliver pueden ser anclados.
2. Pi lo tes vertical es vaci ado s en sitio ,con la base cimentada pordebajo del planode falla. Generalmente de diámetro de 18-36 pulgadas y espaciamiento de 4-8 pies.
2. El espaciamiento deberá ser tal que el suelo arquee entre pilotes. Puede utilizarse una viga superficial para amarrar los pilotes. Pil otes de gr an d iámetro (6 p ies) han si do utilizados en deslizamientos profundos.
3. Pilotes verticales vaciados en sitio anclados o batería de pilotes o bloques de cimentación.La basede los pilotes por debajo del plano de falla. Generalmente de diámetro de 12-30 pulgadas y espaciamiento de 4-8 pies.
3. El espaciamiento lo suficientemente cerca para que el suelo arquee entre pilotes. Los pilotes pueden ser amarrados con viga superficial.
4.
4. Pueden ser usadosen taludes altos y en áreas muy limitadas. Debe ser usado un diseño conservador, especialmente en soportes permanentes.
Pernos de anclaje en roca y suelo.
muros
MÉTODOS DE ESTABILIZACIÓN DE TALUDES Y DESLIZAMIENTOS ( Turnbu ll y Hvorslev, 1968)
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MÉTODO APLICABLE
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V TÉCNICAS ESPECIALES
1.
Grouting
2.
Inyección Química
1 y 2. Usados satisfactoriamente en varios casos. En otros casos no fue satisfactorio. La teoría no está compl etamente desarrollada.
3.
Electroomosis (en suelos finos)
3.
4.
Congelamiento
5.
Calentamiento
4 y 5. Métodos especiales que deben ser específicamente evaluados en cada caso. Puede ser costos o.
Generalmente costoso.
Todas estas técnicas deben s er evaluadas cuid adosamente para determinar el costo y efectivi dad.
SOLUCIONES GEOTÉCNICAS DE TALUDES EN SUELOS
ESTABILIZACI ÓN DE TALUDES MEDIANTE BANQUETAS
a) Revest Revestimient imiento o Vertic Vertical al con con Geotextil Geotextil
b) Revestimiento con con Elemento Vertical de Concreto Prefabricado
c) Revestimiento Revestimiento Vertical vaciado In-Situ en Concreto/Albañileria
d) Revestimiento Vertical de Albañileria
e) Revest Revestimient imiento o Inclinado Inclinado con Geotexti Geotextill
f) Revestimiento Revestimiento Inclinado Inclinado de Concreto Lanzado o Estruc Estructural tural
g) Revestimiento de Suelo Inclinado y Vegetación
h) Gavión con Geotextil
(TRB, 1996)
MUROS Y TALUDES TAL UDES REFORZADOS REFORZADOS CON GEOSINTÉTICOS
EJEMPLO DE TIERRA REFORZADA
SOIL NAILING
MUROS DE GAVIONES
RECUBRIMIENTO CON CONCRETO LANZADO
REVESTIMIENTO CON VEGETACI ÓN PARA EL CONTROL DE LA EROSIÓN
PROTECCIÓN CON BIOMANTA EN CARRETERA OXAPAMPA - PAMPA SECA
DETALLE DE BIOMANTA - CARRETERA OXAPAMPA – PAMPA SECA
CARRETERA TARAPOTO - JUANJUÍ
CARRETERA TARAPOTO - JUANJUÍ
Sistemas Estabilizados Externamente Cuña Potencial de Falla Muro en Voladizo
Muro In-Situ
Elementos de Gravedad (Cribas Trabadas)
a) Voladizo
b) Elemento de Gravedad
Muro In-Situ
Puntal Anclajes Puntal Inclinado
Tirantes
c) Entibado
d) Tirante
Sistemas Estabilizados Internamente
Paneles de Revestimiento
Revestimiento
Superficie Potencial de Falla Barras I nyectadas
e) Suelo Reforz ado
f) Suelo Clavado
(TRB, 1996)
EJEMPLOS DE SISTEMAS DE CONTENCIÓN EXTERNOS E INTERNOS
MUROS ENTRAMADOS – MINA COBRIZA
EJEMPLO DE MURO RÍGIDO
EJEMPLO DE MURO FLEXIBLE
MURO DE SUELO REFORZADO - EL PINAR ANTAMINA
MURO DE SUELO REFORZADO - EL PINAR ANTAMINA
TALUD CARRETERA YANACOCHA - ANTES
SISTEMA TERRAMESH CARRETERA YANACOCHA
SISTEMA TERRAMESH - CARRETERA YANACOCHA
SISTEMA TERRAMESH - CARRETERA YANACOCHA
SISTEMA TERRAMESH - CARRETERA YANACOCHA
SISTEMA TERRAMESH - CARRETERA CHALHUANCA ABANCAY
SISTEMA TERRAMESH - CARRETERA CHALHUANCA ABANCAY
MURO DE CONTENCIÓN (GEOCELDAS) - CERRO DE ARENA
EFECTOS DEL SISMO DE ATICO DEL 23 DE JUNIO, 2001
a) Zanja de Drenaje
b) Dren Interceptor
c) Drenaje Detras de Estructura
(TRB, 1996)
APLICACIONES DE DRENAJE CON GEOTEXTILES Y GEOCOMPUESTOS
SISTEMAS DE DRENAJE Y MUROS DE ESTABILIZACI ÓN CARRETERA IMPERIAL IZCUCHACA
DETALLE DE MUROS ANCLADOS Y SISTEMA DE DRENAJE EN CARRETERA IMPERIAL - IZCUCHACA
SOLUCIONES GEOTÉCNICAS DE TALUDES EN ROCAS
1
Barra de concreto reforzado para prevenir el aflojamiento de losas en la cresta
2
Anclajes de roca tensionados para asegurar el deslizamiento en la cresta
3
Muro anclado para prevenir deslizamiento en zona fallada
4
Concreto lanzado para prevenir caida de roca f racturada
5
Dren para reducir la presión de poros dentro del t alud
6
Apoyo de concreto para soportar roca por encima de cavidad
(TRB, 1996)
MÉTODOS DE REFUERZO PARA TALUDES DE ROCA
1
Tendido de talud en material meteorizado inestable en la parte superior del talud
2
Remoción de roca saliente mediante voladura
3
Remoción de árboles con raíces en grietas
4
Desquinche manual de bloques sueltos en roca astillada
5
Limpieza de c unetas
(TRB, 1996)
MÉTODOS DE REMOCIÓN DE ROCAS PARA ESTABILIZACIÓN DE TALUD
PERNO DE ROCA TIPO SWELLEX
PERNOS DE ROCA
DETALLES DE SHOTCRETE REFORZADO CON PERNOS DE ROCA
SISTEMA GEOTÉCNICO
SISTEMAS DE ANCLAJE USANDO BARRAS Y CORDONES
SISTEMAS DE ANCLAJE PARA USO PERMANENTE Y TEMPORAL
Anclaje de Barra Roscada: 26.5 mm, 32 mm, 36 mm dia. St 835/1030 26.5 mm, 32 mm, 36 mm dia. St 900/1030 26.5 mm, 32 mm, 36 mm dia. St 1080/1230 40 mm, 50 mm dia. BSt 500S 63.5 mm dia. St 555/700
Anclaje de Cordones Múltiples : 2-90 strands 0.6 “;0.62“ St 1570/1770 2-90 strands 0.6 “;0.62“ St 1670/1860
SISTEMA GEOTÉCNICO
ANCLAJES REMOVIBLES
ANCLAJES REMOVIBLES
Anclajes Removibles de Barra Roscada: 26,5 mm, 32 mm, 36 mm dia. St 835/1030
Anclajes Removibles de Cordones Múltiples :
26,5 mm, 32 mm, 36 mm dia. St 900/1030
2-8 strands 0,6 “; 0,62“ St 1570/1770
26,5 mm, 32 mm, 36 mm dia. St 1080/1230
2-8 strands 0,6 “; 0,62“ St 1670/1860
SISTEMA GEOTÉCNICO
ANCLAJES DSI Hollow Bolt TIPO MAI
DSI Hollow Bolt Anchors
DSI Hollow Bolt Anchors: R25N ultimate load 150 kN R32N ultimate load 230 kN R32S ultimate load 280 kN R38N ultimate load 400 kN R51L ultimate load 250 kN R51N ultimate load 630 kN R76N ultimate load 1600 kN R76S ultimate load 1900 kN
SISTEMA GEOTÉCNICO Roof Bolts and Soil Nails
Roof Bolts and Soil Nails
Roof Bolts:
Soil Nails:
15 mm dia. St 900/1100
16 mm,20 mm, 25 mm, 28 mm, 32 mm,
26.5 mm, 32 mm dia. St 835/1030
40 mm, 50 mm BSt 500 S
16 mm,20 mm, 25 mm, 28 mm, 32 mm
63.5 mm St 555/700
St BSt 500 S
MUROS ANCLADOS
MUROS ANCLADOS – PRESA TABLACHACA
PROTECCIÓN CONTRA CAÍDAS DE ROCA
Geosintético
Fachada
Suelo de relleno
Barrera Jersey Carretera
Trampa para roca
Talud
(TRB, 1996)
BARRERA PARA CA ÍDAS DE ROCA CONSTRUÍDA CON SUELO REFORZADO CON GEOSINTÉTICO Y MADERA DE PROTECCIÓN
BARRERA PARA CA ÍDAS DE ROCA CON GAVIONES CARRETERA CENTRAL
BARRERA PARA CA ÍDAS DE ROCA CONSTRUIDA CON GAVIONES CARRETERA CENTRAL
BARRERA PARA CA ÍDAS DE ROCA CON MUROS DE CONCRETO CICL ÓPEO CARRETERA CENTRAL
BARRERA PARA CA ÍDAS DE ROCA CON MURO DE CONCRETO CICL ÓPEO CARRETERA CENTRAL
VALLAS EST Á TICAS (D) Y ENMALLADO ENMALLADO (E)
ENMALLADO
ENMALLADO - CARRETERA CENTRAL
ENMALLADO - CARRETERA CENTRAL
DETALLE DE PERNO DE ANCLAJE DE ENMALLADO CARRETERA CENTRAL
ANCLAJE INFERIOR Y CABLE DE ENMALLADO CARRETERA CENTRAL
DETALLE DE ANCLAJE DE ENMALLADO
DETALLE DE ANCLAJE DE ENMALLADO
PROTECCIÓN DE TALUDES EN ESCAL ÓN - SISTEMA TECCO
SECCION
DETALLE 10
ENMALLADO CARRETERA JA ÉN-CHAMAYA
A
DETALLE DE ANCLAJE GA-7001 O SIMILAR (ANCLAJE LATERAL, CORONACION Y PIE DE TALUD)
A
PLANTA
DOBLADO DE MALLA EN LOS EXTREMOS
PLACA DE ANCLAJE HEXAGONAL TIPO RANA SECCION A - A
ANCLAJE INTERIOR PARA CABLES DETALLE TIPICO DE AMARRE DETALLE DE ANCLAJE COMPLEMENTARIO PARA MALLA
ANCLAJE EN ESQUINA
ENMALLADO CARRETERA JA ÉN-CHAMAYA
VALLA EST Á TICA - CARRETERA CENTRAL
EXTREMO VALLA EST Á TICA - CARRETERA CENTRAL
NOTA: NOTA:
VALLA EST Á TICA - CARRETERA TARMA -LA MERCED
Anclaje de cuerda
Cuerda min. 16mm. Con elemento de frenado
W 8x48 Poste de Acero
Lechada
Freno de Fricción Red de Cuerda Perforación 100mm diam.
Malla de Cadena
Concreto
(No a Escala)
(TRB, 1996)
VISTA LATERAL DE VALLAS DIN Á MICAS PARA CA ÍDAS DE ROCA
Km. 20+028-20+078 Máxima velocidad = 37.5 m/s Velocidad promedio = 35.98 m/s Máximo rebote = 0.30 m Energía cinética = 1142.76 Kj Valla tipo = RX-150
AN Á LISIS DE CA ÍDAS DE ROCA EN LA CARRETERA IMPERIAL IZCUCHACA KM 20+000
G:\IZCUCHACA\CAIDA\j1.JPG
G:\IZCUCHACA\CAIDA\j2.JPG
SISTEMA DE PROTECCIÓN DE CA ÍDAS DE ROCA VALLA DIN Á MICA RX-150
LA MALLA RETIENE LA CA ÍDA DE ROCAS
ANTES DE LA ABSORCIÓN DE ENERGÍ Í A DE IMPACTO ENERG A
DISPOSITIVO DE FRENADO
DESPUÉS DE LA ABSORCIÓN DE ENERG A Í A DE IMPACTO
ROCA
VALLA DINÁMICA
MALLAS INCLINADAS PROTEGEN DE LAS CA ÍDAS DE ROCA
RX-075 RX-0 75 - H= H=3m 3m - CM CMD D LAS COND CO NDES ES (Los Br Bron onces) ces)
VALLA DI DIN N Á MICA
EUROPA
Barrera Barr era RX RX-200 Princ rincipado ipado de Andorr Andorra a Andor ra
VALLA DI DIN N Á MICA
EUROPA
Bar Barrer a RXI RXI-050 Barrera Barrrera era Suiza
VALLA DI DIN N Á MICA
EUROPA
Galer ía RX-150 - Suiza
VALLA DIN Á MICA
EUROPA
GALER A Í A RX-075 - MONTSERRAT - BARCELONA - ESPA Ñ A
Soporte para el Externo Superior del Techo Anclado a Roca Sana
Techo de Concreto Inclinado Protegido con Capa de Grava
Soporte para el Extremo Inferior del Techo Apoyado con Pilar Empotrado en Roca a Travez de Relleno
(TRB, 1996)
COBERTIZO PARA ROCA MOSTRANDO ANCLAJE Y MÉTODOS DE CIMENTACIÓN
TUNEL ANTIHUAYCO – CARRETERA CENTRAL
CUBIERTAS PARA MITIGAR IMPACTO DE LOS BLOQUES
ESTABILIZACI ÓN DE TALUDES ESTABILIZACIÓN CURVAS DE LA LEONA
DESLIZAMIENTO CURVAS DE LA LEONA Sismo Enero 2001, El Salvador
Sismos en El Salvador -
Sismo de subducción el 13 de Enero del 2001 frente a la costa del Pacífico con Mw = 7.6 y profundidad focal = 39 Km. • El sismo ocasionó 944 víctimas y destruyó 108,000 viviendas. • Los daños fueron causados por vibración directa y por numerosos deslizamientos.
-
Sismo continental el 13 de Febrero del 2001 en San Vicente con Mw = 6.6 y profundidad focal = 13 Km al sur del Lago Llopango. • El sismo ocasionó 315 víctimas y destruyó 41,300 viviendas.
-
Se presenta el análisis de estabilidad del talud crítico Nº 3 de la Carretera Panamericana CA-1 en el tramo Curvas de La Leona dañada por los terremotos del 13 de Enero y 13 de Febrero de 2001. Se realizó el análisis de estabilidad estático, pseudo-estático y de deformaciones permanentes.
-
El derrumbe No. 3, está ubicado entre las progresivas 53+060 y 53+280 de la Carretera Panamericana, en una longitud de 220 metros, la carretera está orientada de Este a Oeste, y el talud está orientado de Norte a Sur, con una altura de ciento cincuenta metros.
-
El talud existente tenia mas de 70º de inclinación. La topografía del terreno natural no afectado directamente por la carretera consiste en un cerro cuyas faldas en la dirección sur tenían pendientes cercanas a los 40º en una elevación de 150 metros sobre la carretera y 815 m.s.n.m .
ZONA CRÍTICA Nº 03 Km. 53+060 – 53+280
LA LEONA
PERFORACIONES GEOTÉCNICAS
LA LEONA - DERRUMBE Nº 3 CON MEDIDAS CORRECTIVAS (a = 0.25 g)
Aceleración en la superficie del depósito Tiempo Historia 1.0 ) 0.5 g ( n ó i c 0.0 a r e l e c A -0.5
-1.0 0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
Tiempo (s)
Determinación de los Desplazamientos Permanentes Método de Newmark - Derrumbe 3 - Nonualco - amáx = 0.56g - ky = 0.31g - Postsismo
Velocidad - Tiempo Historia 20 16 ) s / m c 12 ( d a d i c 8 o l e V 4 0 0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
35
40
45
50
Tiem po (s)
Desplazamiento - Tiempo Historia
14
) m12 c ( o 10 t n e 8 i m a 6 z a l p 4 s e D 2
0 0
5
10
15
20
25 Tie mpo (s)
30
DERRUMBE No. 3 ANTES DEL SISMO
ESCALA 1/125
BARRERA DIN Á MICA - DISPOSICIÓN DE LOS PUNTOS DE ANCLAJE
DETALLE DE ANCLAJE
PROTECCIÓN CON COBERTURA
OBRAS DE ESTABILIZACIÓN DEL DESLIZAMIENTO No. 3 REALIZADAS HASTA LA FECHA (18 Enero 2002)
