Estabilidad de Taludes.desbloqueado

7/26/2019 Estabilidad de Taludes.desbloqueado

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ESTABILIDAD DE TALUDES

INTRODUCCIN

Se conoce con el nombre genrico de taludes cualesquiera superficiesinclinadas respecto a la horizontal que hayan de adoptarpermanentemente las masas de tierras.

Se puede definirtaludes como:Son las obra, normalmente de tierra, que se construyen a ambos ladosde la va (tanto en excavaciones con en terrapln con una inclinaci!ntal que garanticen la estabilidad de la obra.

"os taludes tienen zona de emplazamiento que comprende, adem#s dela va, una fran$a de terreno a ambos lados de la misma. Su ob$etivoes tener suficiente terreno en caso de ampliaci!n futura de lacarretera y atenuar en gran medida, los peligros de accidentesmotivados por obst#culos dentro de dicha zona, los cuales deben sereliminados.

%uando el talud se produce en forma natural, sin intervenci!n humana,se denomina ladera natural o simplemente ladera. %uando los taludesson hechos por el hombre se denominan cortes o taludes arti&ciales,seg'n sea la gnesis de su formaci!n en el corte, se realiza unaexcavaci!n en una formaci!n trrea natural, en tanto que los taludesarti&ciales son los inclinados de los terraplenes. )ambin se producentaludes en los bordes de una excavaci!n que se realice a partir delnivel del terreno natural, a los cuales se suele denominar taludes de laexcavaci!n.

*o hay duda de que el talud constituye la estructura m#s comple$o delas vas terrestres por eso es preciso analizar la necesidad de de&nircriterios de estabilidad de taludes entendindose, por tales algo tansimple como el poder decir en un instante dado cu#l ser# la inclinaci!napropiada en un corte o en un terrapln. + diferentes inclinaciones deltalud corresponden diferentes masas de material trreo por mover y porlo tanto, diferentes costas.

"os problemas relacionados con la estabilidad de laderas naturalesdifieren radicalmente de los que se presentan en taludes construidospor el ingeniero. entro de stos deben verse como esencialmentedistintos los problemas de los cortes y los de los terraplenes. "asdiferencias importantes radican, en primer lugar, en la naturaleza de losmateriales involucrados y, en segundo, en todo un con$unto decircunstancias que dependen de c!mo se form! el talud y de su historiageol!gica, de las condiciones clim#ticas que privaron a lo largo de tal


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historia y de la in-uencia que el hombre e$erce en la actualidad o hayae$ercido en el pasado.


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OBJETIVOS

%onocer los factores que intervienen en la

estabilidad de los taludes. dentificar las fallas m#s

comunes de /stabilidad y deslizamiento.

%onocer los mtodos correctivos mec#nicos para la correcci!n

de las fallas de los taludes as como los mtodos de c#lculo.

GENERALIDAD

ES:entro de los taludes arti&ciales tambin existen en las vas terrestresdiferencias esenciales entre los cortes y los terraplenes. /stos 'ltimosconstituyen una estructura que se construye con un materialrelativamente controlado o que, por lo menos en principio, se puedecontrolar en los cortes.

0tro aspecto que genera confusi!n dentro de la concepci!n delproblema 1estabilidad de taludes2 es, el que emana de la extraordinariacomple$idad lo que ha dado en llamarse 1falla de talud2.

"as fallas de talud se de&nen en trminos de derrumbes o colapso detoda ndole, que no de$an duda en pensar que ha ocurrido algo que poneen sino entredicho la funci!n estructural o en trminos de movimientosexcesivos, al grado de ser incompatibles con la concepci!n ingenienildel comportamiento del talud y con la funci!n para la que fueconstituido.

/sto radica, m#s bien, en la gran variedad de fen!menos que por logeneral se involucran en el concepto una falla rotacional, que afecte algrupo entero del talud y su terreno de cimentaci!n, puede comprometer

su funci!n estructural tanto como un corrimiento trasnacional de unagran parte de la estructura o como el deslizamiento lento y super&cialde una ladera natural.

/s urgente, pues, diferenciar los m'ltiples modos por los que untalud puede llegar a no cumplir la funci!n que se la haya asignado o aun eventual colapso, viendo cada modo como un problema distinto, engnesis, planteamiento y soluci!n.

/l ingeniero, como es usual, analiza estos problemas tratando deextraer los su&cientes conocimientos de car#cter general como para

poder establecer un modelo matem#tico en el que analiza la


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estabilidad sea una simple cuesti!n de l#piz y papel y aplicaci!n de tal ocual procedimiento matem#tico o secuencia de c#lculo algebraico.

Sin embargo, no existe un mtodo general de an#lisis aplicable atodos los taludes esto se puede enfocar en dos sentidos. /n primerlugar, ha de reconocerse que el mtodo tradicional y todava m#s com'nde an#lisis estructural no es aplicable a taludes por la simple raz!n queno existe ning'n procedimiento mane$able en la pr#ctica paradeterminar el estado de esfuerzos internos en los puntos de la masa desuelo, a partir de las cargas exteriores que act'en.


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+s pues, todos los mtodos de c#lculo en boga est#n ligados a unmecanismo cinem#tico de falla espec&ca, por lo que s!lo ser#naplicables a aquellos problemas de estabilidad en que la falla sea deltipo que se considera.

+dem#s de lo anterior, existe otra raz!n por la cual no puede contarsecon un mtodo general de an#lisis aplicable a todos los casos dehecho, por esta raz!n habr# muchos casos pr#cticos de estabilidad detaludes a los que en buena ley no sea aplicable ning'n mtodo te!ricode an#lisis. /n efecto, la aplicaci!n de cualquier mtodo te!rico dean#lisis implica que se puedan utilizar los par#metros de resistencia delsuelo adecuados al caso.

/l poder hablar de par#metros de resistencia del suelo que forma eltalud implica requisitos mnimos en lo que refiere a la naturaleza de losmateriales constitutivos y su disposici!n, de manera que pueda hablarse

de homogeneidad o de una estrati&caci!n bien conocida y bien de&nida,depender# de un grupo de especialistas , con base en estudiosexploratorios someros y en tcnicas de laboratorios elementales, lasrecomendaciones de la inclinaci!n de la mayor parte de los cortes y losterraplenes. "as recomendaciones se basan en la experiencia anterior,en el conocimiento de los materiales y necesariamente, en loslineamientos de una poltica general establecida por la instituci!n queproyecta.

/n resumen, no es factible la aplicaci!n de los mtodos matem#ticos dean#lisis de estabilidad de taludes en las vas terrestres, sea por razones

de falta de homogeneidad de los materiales constructivos, que haranpoco representativos los resultados de cualquier muestreo y estudio delaboratorio, o bien por las razones que emanan del n'mero de lasestructuras que se estudien pero se insiste en la necesidad de detectardesde la etapa de estudio previo aquellos casos por alguna raz!nespeciales que sean merecedoras de estudios detallados dentro destos quedan, como es natural, pr#cticamente todos los casos dereconstrucci!n de taludes fallados.


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/n generaltenemos:

Taludes naturalesCortes (o desmontesTalud de terra!lenes o !resas art"#"$"ales%

/n taludes naturales ycortes:

/l #ngulo de talud estable m#ximo esta directamente relacionado con el#ngulo de fricci!n correspondiente a la resistencia m#xima, sinembargo sabemos que es una funci!n directa de a relaci!n de vacosde arena.

ELECCIN DEL ANGULO DE


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Siempre que la arena o grava se vierten, la arena queda generalmenteen estado suelto. /n este estado es pr#cticamente igual a cero por

ello, el #ngulo de reposo de una arena o grava vertida esaproximadamente igual al #ngulo de fricci!n internacorrespondiente al estado suelto.

&ACTOR DESEGURIDAD

/l factor de seguridad de un talud infinito sesuele de&nir por

3S4ta

ntan

"a 'nica inc!gnita es la estabilidad de un talud in&nito es el valorapropiado del #ngulo de fricci!n interna. /sta magnitud puedeestimarse con precisi!n razonable y por otro lado, las consecuencias dela falla de un talud de este tipo son escasas de aqu que el factor deseguridad no necesita ser muy grande. /n general el ingeniero ser#conservador al suponer 4 5 y tomar# un 3S4 6


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TI'OS DE &ALLAS )S COUNES EN LOS TALUDESDE LAS VIAS TERRESTRES%

/n primer lugar se distinguen las que afectan principalmente a lasladeras naturales de las que ocurren sobre todo en los taludes

arti&ciales:

a &a$tores Geomor#ol*+"$os:

6 )opografa de los alrededores del talud.7 istribuci!n de las discontinuidades y estrati&caciones.

, &a$tores "nternos:

6 8ropiedades mec#nicas de los suelos constituyentes.7 /stados de esfuerzos actuantes.

9 3actores clim#ticos y concretamente el agua super&cial ysubterr#nea.

Se presentan a continuaci!n las fallas m#s comunes de los taludes enlas va terrestres. /n primer lugar, se distinguen las que afectanprincipalmente a las laderas naturales de las que ocurren sobre todo enlos taludes arti&ciales.

-% &allas l"+adas a la esta,"l"dad de las laderasnaturales%

Se agrupan en esta divisi!n las fallas que ocurren tpicamente enladeras naturales, aun cuando de un modo u otro tambin pudieranpresentarse de manera ocasional en taludes artificiales.

"a inclinaci!n de este talud tiene que ser su&cientemente suave yo sualtura suficientemente peque;a para que sea estable. "a inclinaci!n deltalud una vez que ha cesado el vertido talud m#ximo para el cual elmaterial estable se denomina #ngulo de reposo.

/l talud tendr# una inclinaci!n media aproximadamente igual al #ngulode reposo que tendra si el material se vertiera directamente.

-%-.Desl"/am"ento su!er0$"al aso$"ado a #alta deres"sten$"a !or ,a1a !res"*n de $on#"nam"ento (Cree!%

Se refiere esta falla al proceso m#s o menos continuo y por lo generallento de deslizamiento ladera aba$o que se presenta en la zonasuperficial de algunas laderas naturales. /n aras de la economa dellengua$e se utilizar# en lo que sigue la palabra inglesa 1creep2 parareferirse a ella, si bien eventualmente se podr# usar la expresi!n

1deslizamiento super&cial2.


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/l creep suele afectar a grandes #reas y el movimiento superficial seproduce sin una transici!n brusca entre la parte super&cial m!vil y lasmasas inm!viles mas profundas. /l creep suele deberse a unacombinaci!n de las acciones de las fuerzas de gravedad y de otrosvarios agentes.


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"a velocidad de movimiento ladera deba$o de un creep tpico puede sermuy ba$a y rara vez excede de algunos centmetros por a;o.

/n rigor debe hablarse de dos clases de creep, seg'n ha se;alado)erzaghi: el estacional, que afecta s!lo a la corteza superficial de la

ladera que sufre la in-uencia de los cambios clim#ticos en forma deexpansiones y contracciones trmicas o por humedecimiento ysecado, y el masivo, que afecta a capas de tierra mas profundas, nointeresadas por los efectos ambientales y que, en consecuencia, s!lo sepuede atribuir al efecto gravitacional. /l primero, que en mayor omenor grado existe siempre, producir# movimientos que podr#n variarcon la poca del a;o el segundo se manifestar# por movimientospr#cticamente constantes. /l espesor de la capa superficial a la queafecta el creep estacional es sumamente ba$o y su dimensi!n m#ximapuede estimarse en un metro.

*o est#n claras todava las causas por las que una ladera naturalparticular pueda entrar en un creep m#sico, a causa del cual una constasuperficial, cuyo espesor puede ser en este caso de varios metros,comienza a moverse lentamente ladera aba$o. Se ha hablado de una1resistencia fundamental2 que representara un lmite tal que, si losesfuerzos actuales quedan aba$o de el, la parte superficial de la laderapermanecer# en reposo, y que si los esfuerzos actuales los sobrepasan,se producir# el creep masivo.

+un cuando no est#n del todo de&nidos los conceptos de resistenciafundamental o las causas del creep, parece cierto que este movimiento

se produce ba$o niveles de esfuerzos actuales ba$os, muy inferiores a losque corresponden a la m#xima resistencia al esfuerzo cortante de lossuelos.

/n una ladera natural se cumplen tanto la condici!n de la existencia deun estado de esfuerzos actuantes, como la de que dichos esfuerzosact'en durante muy largo tiempo esto explicara el abatimiento de laresistencia en el material de la ladera, aun por deba$o de niveles deesfuerzos ba$os, del tipo de los reportados por


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postes y otros elementos similares, los que adoptan una posici!nperpendicular a la ladera, en vez de la natural, vertical.

/s obvio que han de re-e$arse en el movimiento todas lasheterogeneidades que existan en la zona superficial de la ladera, lascuales crear#n diferencias en la velocidad del movimiento que, a su vez,ser#n causa de agrietamientos, escalonamientos, rotura de muros, debardas y de cualesquiera estructuras longitudinales que puedan existir.


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)odos estos signos exteriores a localizar creeps al ingenieroexperimentado que los busque con acuciosidad, pero el auxilio m#simportante en este aspecto proviene, una vez m#s, del uso sistem#tico ycuidadoso de los pares de aerofotografas y de su fotointerpretaci!n.

"ocalizado el creep, no se debe vacilar en cambiar el trazo de la vaterrestre, evitando sus problemas, pues no existe por el momento, yase di$o, ning'n remedio confiable contra este tipo de falla. e noevitarse el problema, los cortes y terraplenes de la va terrestre estar#nen continuo movimiento, con todos los inconvenientes de capacidad deservicio y conservaci!n y con el riesgo, siempre inminente, de seproduzcan fallas de todo tipo, originadas por el propio deslizamientosuperficial.

-%2.&allas aso$"adas a !ro$esos de de#orma$"*na$umulat"3a4 +eneralmente rela$"onada $on !er0les +eol*+"$os

des#a3ora,les%Se refiere este ttulo al tipo de fallas que se producen en las laderasnaturales como consecuencia de procesos de deformaci!n acumulativa,por la tendencia de grandes masas a moverse ladera aba$o. /ste tipo defallas quiz# es tpico de laderas naturales en dep!sitos de talud o enotras formaciones an#logas en cuanto a gnesis geol!gica, formada pormateriales bastante heterogneos, no consolidada y ba$o la acci!n casiexclusiva de las fuerzas gravitacionales.

ado el largo tiempo que tales esfuerzos gravitacionales act'an en los

materiales del interior de la ladera, la resistencia al esfuerzo cortantepodr# degradarse por procesos de deformaci!n acumulativa y en ciertaszonas dentro de la ladera se desarrollar#n estados de creep profundo,en el sentido utilizado por Stepanian. Seg'n estosautores, se desarrollan estados de deformaci!n continua muy lenta enaquellas zonas del interior de la ladera en que existan concentracioneslocales de esfuerzos cortantes.

/n tales condiciones, la ladera puede deformarse durante largo tiempo,hasta que, eventualmente, tal acumulaci!n de deformaci!n produzca laruptura del suelo y la formaci!n de una superficie de falla generalizada

en el interior de la propia ladera.

?na vez producida la super&cie de falla podr# ocurrir un deslizamientor#pido de las masas afectadas, o la tierra sobre la superficie de fallapodr# permanecer en su posici!n, desde luego en un estado no muyale$ado del equilibrio lmite o critico. /llo depender#, primordialmente,de la inclinaci!n de la super&cie de falla formada y, en menor grado, delas restricciones que creen al deslizamiento las heterogeneidades eirregularidades de forma y materiales que puedan existir a lo largo de lasuperficie de falla.


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"a superficie de falla tpica de un proceso de deformaci!n acumulativaes de forma casi plana. + ello pueden contribuir varios factores, de losque el primero y mas importante quiz# se la geologa de la zona, puesen una ladera natural las estrati&caciones tienden a seguir la forma dela frontera exterior de la ladera. +dem#s, los procesos de deformaci!nlenta anteriores a la falla estimulan m#s bien la generaci!n demecanismos de resistencia del tipo friccionante puro, lo que tambincontribuir# a la generaci!n de planos de deslizamientos. Si lainclinaci!n del plano es superior al #ngulo de fricci!n que puedatribuirse a la masa deslizante respecto a las masas &$as, que ser# alg'nvalor en el orden del #ngulo de resistencia residual del suelo.


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"a masa deslizar#, pero si la inclinaci!n de la superficie de falla es deorden del #ngulo de resistencia residual (o algo mayor, contando conlas restricciones locales al deslizamiento que se desarrollen en lapropia super&cie de falla, la masa 1desprendida2 podr# permanecer ensu posici!n o moverse muy lentamente ladera aba$o a lo largo de la lnea

de ruptura."a inclinaci!n media de la superficie de falla es de unos 6@A, siendoquiz# 69A el valor que se pueda atribuir al #ngulo de resistencia residualde los dep!sitos de talud.

/l nivel fre#tico y en general la presencia de agua en los materiales enla proximidad de la superficie de falla desempe;an un papelfundamental en la estabilidad y, de hecho, hacen algo mas comple$o enmecanismo que se ha descrito para la generaci!n de estas fallas.

-% &alla !or desl"/am"ento su!er0$"al:

%ualquier talud est# su$eto a fuerzas naturales que tienden ahacer que las partculas y porciones del suelo pr!ximas a su fronteradeslicen hacia aba$o el fen!meno es m#s intenso cerca de la superficieinclinada del talud a causa de la falta de presi!n normal con&nanteque all existe.

/l fen!meno se pone de mani&esto a los o$os del ingeniero por unaserie de efectos notables, tales como inclinaci!n de los #rboles, por

efecto del arrastre producido por las capas superiores del terreno enque enrazan, movimientos relativos y rupturas de bardas, muros etc.acumulaci!n de suelos en las depresiones y valles y falta de los mismosen las zonas altas.

2% Desl"/am"ento en laderas naturales so,resu!er#"$"es de #alla !ree5"stentes:

/n muchas laderas naturales se encuentra en movimiento hacia aba$ouna costa importante del material producido por un proceso de

deformaci!n ba$o esfuerzo cortante en partes m#s profundas, que llegamuchas veces a producir una verdadera superficie de falla./stos movimientos, a veces son tan lentos quepasan inadvertidos.

6% &alla !or mo3"m"ento del $uer!o del talud:

/n contraste con los movimientos superficiales lentos, pueden ocurriren los taludes movimientos bruscos que afectan a masas considerablesde suelo, con super&cies de falla que penetran profundamente en su

cuerpo.


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/stos fen!menos reciben com'nmente de deslizamiento de tierras.entro de estos existen dos tipos claramente diferenciados. /nprimer lugar, un caso en el cual se de&ne una superficie de fallacurva, a lo largo de la cual ocurre el movimiento del talud estas sonlas fallas llamadas por rotaci!n. /n segundo lugar, se tienen las fallasque ocurren a lo largo de superficies dbiles, asimilables a un plano enel cuerpo de talud o en su terreno de cimentaci!n. "as fallas porrotaci!n pueden presentarse pasando la superficie de falla por el piedel talud, sin interesar el terreno de cimentaci!n o pasando adelantedel pie.


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7% &lu1os

Se refiere este tipo de falla a movimientos m#s o menos r#pidos de unaparte de la ladera natural, de tal manera que el movimiento en s y la

distribuci!n aparente de velocidades y desplazamientos recuerda elcomportamiento de un lquido viscoso. "a super&cie de deslizamiento ono es distinguible o se desarrolla durante un lapso relativamente brevees tambin frecuente que la zona de contacto entre la parte m!vil y lasmasas &$as de la ladera sea una zona de -u$o pl#stico.

/l material susceptible de -uir puede ser cualquier formaci!n noconsolidada, y as el fen!meno puede presentarse en fragmentos deroca, dep!sitos de talud, suelos granulares &nos o arcillas francas sonfrecuentes los flu$os en lodo.

8%-.&lu1o en mater"ales relat"3amente se$os/n este grupo quedan comprendidos, en primer lugar, los flu$os defragmentos de roca, desde los muy r#pidos (avalanchazas hasta los queocurren lentamente. /stos movimientos pueden explicarse en trminosde la falla pl#stica de los contactos profundos entre los fragmentos deroca y, consecuentemente, afectan siempre grandes masas defragmentos y suelen ser de catastr!ficas consecuencias.

/n segundo lugar, los -u$os en suelos, relativamente secos ha ocurridoen 1loess2, asociadas muchas veces a temblores. /n este caso,

aparentemente, el efecto del temblor fue causar una muy r#pidadestrucci!n de la estructura del material, produciendo una verdaderalicuaci!n, pero con el aire $ugando el papel que en estos fen!menos porlo com'n corresponde al agua.

3en!menos similares se han registrado enarenas secas.

8%2.&lu1os en mater"ales 9medos% &lu1os delodos

Se trata ahora de -u$os que requieren un proporci!n apreciable deagua contenida en el suelo, la cual desempe;a un papel en la gnesis ynaturaleza de la falla existe amplia graduaci!n en la cantidad de aguaque pueden contener los materiales, as como en el papel que stallega a tener en el desarrollo de la falla.

"os -u$os en materiales h'medos se denominan -u$os de lodo cuando esmuy elevado el contenido de agua de los materiales, por lo menos en lazona de -uencia, pero naturalmente no hay una distinci!n clara entrelos 1flu$os de tierra2 y los 1-u$os de lodo2. + veces se habla tambin de1-u$o de detritus2, cuando el material que -uye contiene porcenta$e,

apreciable del orden un @5B, por lo menos de graves, boleos o


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fragmentos de rocas, embebidos en la matriz, de suelo m#s &no, talcomo es com'n que suceda en los dep!sitos de talud o en muchasladeras de suelos residual.

"os -u$os de tierra en materiales terrenos no demasiado h'medo se

desarrollan tpicamente en el pie de los deslizamientos de tiporotacional en el cuerpo del talud, que se describen m#s adelante y aveces ocurren en forma extraordinariamente r#pida, como movimientosecundario del deslizamiento que tuvo lugar primeramente.


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/stos -u$os de tierra por lo com'n retienen mucha de la vegetaci!noriginal, as como la estratigrafa y aspecto general de la formaci!n enla que ocurri! el deslizamiento primario.

"os -u$os de tierra en suelos granulares &nos son tpicos de

formaciones costeras y se asocian generalmente a la erosi!n marina y-uctuaciones respectivas de la presi!n de poro debidas a la ascensi!n eldescenso del nivel del agua con las mareas, se originan con procesosan#logos a la licuaci!n.

/n los -u$os con muy alto contenido de agua. "a falla produce unacompleta perturbaci!n estructural. "a forma tpica del deslizamiento esan#loga al avance de un glaciar y la velocidad de desplazamiento puedevariar desde unos pocos centmetros por a;o (casos reportados en lareferencia no: C, hasta la correspondiente a deslizamientocatastr!ficos. /n -u$os lentos es com'n que en la velocidad del

movimiento in-uyan mucho las variaciones estacionales del clima, entanto que los flu$os r#pidos suelen seguir a pocas de violentaprecipitaci!n pluvial.

"os -u$os de lodo muy r#pidos se presentan muchas veces enladeras de las que se ha removido la cobertura vegetal por algunaraz!n y suelen comenzar en muy modestas proporciones, creciendor#pidamente con un poder de transporte del suelo sobre el que pasaque parece fuera de proporci!n con su importancia inicial deesta manera se pueden desencadenar autnticos ros de lodos,capaces de acusar verdaderas cat#strofes sin duda su gnesis debe

incluir fen!menos de licuaci!n de suelos."os -u$os de detritus se producen pro disminuci!n de resistencia alesfuerzo cortante de la matriz &na de tales formaciones la masa m!vilse rompe en fragmentos cada vez menores a medida que avanza laderaaba$o.

8% &allas !or eros"*n:

/stas tambin son fallas de tipo superficial provocadas por arrastresde viento, agua, etc., en los taludes. /l fen!meno es tanto m#s notoriocuando m#s empinadas sean las laderas de los taludes. ?na

manifestaci!n tpica del fen!meno suele ser la aparici!n deirregularidades en el talud, originalmente uniforme. esde el punto devista te!rico esta falla suele ser imposible de cuanti&cardetalladamente, pero la experiencia ha proporcionado normas quela aten'an grandemente si se las aplica con cuidado.

;% &allas !or l"$ua$"*n:

/stas fallan ocurren cuando en la zona del deslizamiento el suelo pasar#pidamente de una condici!n mas o menos firme a la correspondientea una suspensi!n, con prdida casi total de resistencia al esfuerzo

cortante.


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/stas fallas ocurren en arcillas extrasensitivas y arenas pococompactas, las cuales, al ser perturbadas, pasan r#pidamente de unacondici!n m#s o menos estable o una suspensi!n, con la prdida casi>total de la resistencia al esfuerzo cortante. "as dos causas que puedeatribuirse esa prdida de resistencia son: incremento de los esfuerzoscortantes actuantes y desarrollo de la presi!n de poroscorrespondiente, y por el desarrollo de presiones elevadas en el aguaintersticial, quiz#s como consecuencia de un sismo, una explosi!n, etc./n Denezuela existen arenas con estas caractersticas al sur del "agode Dalencia, en


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secuencia geol!gica local, el per&l estratgico y la naturaleza delos materiales.

esde luego las fallas rotaciones de formas circular ocurren por locom'n en materiales arcillosos homogneos o en suelos cuyocomportamiento mec#nico est regido b#sicamente por su fracci!narcillosa. /n general afectan a zonas relativamente profundas del talud,siendo esta profundidad mayor (hablando s!lo lo mismo, sin considerarel terreno de cimentaci!n, cuanto m#s escarpado sea aqul.


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"as fallas rotacionales circulares pueden ser de cuerpo de talud o debase las primeras se desarrollan sin interesar al terreno de cimentaci!nen tanto que las segundas redesarrollan parcialmente en l.

+l ocurrir las fallas circulares pueden afectar a masas muy anchas, en

comparaci!n con las dimensiones generales superficies cilndricos, opueden ocurrir en forma conoidal, con un ancho peque;o comparado.%on su longitud.

"as fallas rotacionales de forma distintas a la circular tpica parecenestar asociadas sobre todo a arcillas sobre consolidadas, que sepresentan en taludes no homogneos, por diferencias en lameteorizaci!n, por in-uencia de la estrati&caci!n o por otras causas quese refle$an en discontinuidades o en desorden estructural en el talud.Son, por lo tanto, tpicas de cortes. 0curren siempre acompa;adas degran fragmentaci!n de los materiales involucrados.

"a forma de la superficie de falla, que es siempre curva en estos casos,solo idealizadamente se puede considerar circular o formada por lomenos en parte por arcos de circunferencias./n realidad esta in-uida por fallas, $untas, contactos y otrasdiscontinuidades de los materiales. /ste hecho es especialmente notableen suelos residuales.

>%2.&alla trasla$"onal

/stas fallas por lo general consisten en movimientos trasnacionalesimportantes del cuerpo del talud sobre superficies de fallas b#sicamenteplanas, asociadas a la presencia de estratos pocos resistenteslocalizados a poca profundidad ba$o el talud.

"a superficie de falla se desarrolla en forma paralela al estratodbil y se remata en sus extremos por dos cantiles, por lo generalformados por agrietamientos.

"os estratos dbiles que fomentan estas fallas son por lo com'n dearcillas blandas o de arenas &nas o limos no pl#sticos sueltos. %on

mucha frecuencia, la debilidad del estrato esta ligada a elevadaspresiones de poros en el agua contenidas en las arcillas o a fen!menosde elevaci!n de presi!n de agua en estratos de arena (+cuferos. /neste sentido las fallas pueden estar ligadas tambin al calendario de lastemporadas de lluvias en la regi!n.

"as fallas de una fran$a superficial son tpicas de laderas naturalesformadas por materiales arcillosos productos de meteorizaci!n de lasformaciones originales. Se suelen provocar por el efecto de la sobrecarga impuesta por un terrapln construidos sobre la ladera. /n estafalla el movimiento ocurre casi sin distorsi!n.


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ste tipo de fallas abarca movimientos en que se combinan la rotaci!ny la traslaci!n dando lugar a superficies de fallas compuestas en que sedesarrollan zonas planas a la vez que tramos curvos, asimilables a arcoscirculares.

>% &allas $on su!er#"$"es $om!uestas

/n general, estas superficies est#n predeterminadas por la presenciasde heterogeneidades dentro del talud.


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/n general es el predominio de las partes circulares o planas el quesirve para clasi&car la falla como rotacional o traslacional, quedando lacategora de fallas compuestas para los casos en que ambas curvas sereparten m#s o menos por igual.

"as fallas compuestas suelen producir la distorsi!n de los materiales,que es tpicas de las fallas circulares.

-?% &allas lt"!les

Se trata ahora de estudiar aquellas fallas que se producen con variassuperficies de deslizamientos, sean simultaneas o en r#pida sucesi!n.%onviene distinguir las fallas sucesivas y las regresivas. +mbas soncomunes en laderas naturales en las que se practicas un corte.


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T"!olo+@a de #allas%

/n general se toma super&cie de falla circular E + partir deobservaciones

Material ms

resistente

Falla profunda

Falla de Pie

Falla de Talud (localizada)


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&ORACIN DE LA SU'ER&ICIE DE &ALLA &ALLA 'ROGRESIVA%


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'ROBLEAS DE ESTABILIDAD DE TALUDES ENSUELOS RESIDUALES

"os suelos residuales presentan, en lo que se refiere a la estabilidad desus taludes (naturales y aun arti&ciales, algunas particularidades.

/n conexi!n con la estabilidad de los taludes en los suelos residualesexisten tres conceptos que desempe;an un papel muy importante estosson el per&l de meteorizaci!n, las estructuras heredadas y,naturalmente, el efecto del agua subterr#nea.

/l per&l de meteorizaci!n es la secuencia de capas de materiales condiferentes propiedades que se ha formado en el lugar donde se leencuentra y que sobreyace a la roca no meteorizada. /n realidad ser#preciso considerar tambin ciertos per&les de suelos nopropiamente formados 1in situ2, sino con mayor o menor grado de

transporte, tales como los per&les en dep!sitos de talud, de piemonte,coluviales, etc. la raz!n es que estos per&les y sus condiciones deestabilidad son tan similares a los de los suelos residuales que noresulta conveniente su separaci!n.

/l per&l de meteorizaci!n se forma tanto por ataque mec#nico comopor descomposici!n qumica. 8uede variar en forma considerable de unsitio a otro, sobre todo por variaciones locales en el tipo y estructura dela roca, topografa, condiciones de erosi!n, rgimen de aguassubterr#neas y variaciones locales de clima, especialmente en rgimene intensidad de lluvias.

/n casi todas las rocas metam!r&cas e gneas intrusitas, el per&l demeteorizaci!n comprende una capa de suelo residual, una de rocameteorizada y la roca fresca, poco meteorizada. %roquis de talesper&les se muestran en la siguiente &gura.


28/89


29/89

Fuchos de los problemas ingenieriles de las vas terrestres queatraviesan suelos residuales provienen de la capa de transici!n de rocameteorizada, comprendida entre la capa superior del suelo y la interiorde roca m#s sana. /s difcil establecer los limites entre las distintaszonas de per&l de meteorizaci!n, y al respecto existen algunos criterios

empricos por e$emplo la capa de suelo residual y de roca meteorizadase han separado con base en el momento en que se obtienenrecuperaciones de un 65 B en los corazones de roca, al usar exploraci!nrotatoria, en tanto que el porcenta$e sube al G@ B para distinguir lacapa intermedia de la roca sana basal.

'er0les de meteor"/a$"*n t@!"$os en ro$as @+neas metam*r0$as


30/89

/ntre los per&les de rocas gneas y metam!rficas existen algunasdiferencias substanciales. 8or e$emplo, en la parte (a de la &guraanterior se muestra un per&l tpico de rocas carbonizadas (calizas,dolomitas, m#rmoles, etc. en el que se ve que la cubierta de suelo

residual puede ser ahora muy variable en espesor y calidad. /ste sueloprocede de la soluci!n de la roca original y con frecuencia es arcilloso,pero puede se arenoso y conglomer#tico por lo general presenta unporcenta$e in&nito de la roca original, pues esta ha sido eliminada porsoluci!n. /n las rocas gneas y metam!r&cas, por el contrario, es com'nque el suelo residual contenga pr#cticamente todos los constituyentesde la roca original. /s frecuente en muchas rocas sedimentarias deltipo de la caliza que el perfil de la roca meteorizada sea sumamenteirregular y con cavidades rellenas o no de arcilla, partes a y b de lafigura anterior (D E 6@ y que transici!n con el suelo residual seabrusca.


31/89

/n la lutitas es com'n que la capa de suelo residual (arcilloso seadelgada. /sto se atribuye sobre todo a la resistencia a la meteorizaci!nque han debido desarrollar muchos de los minerales de las lutitas, loscuales proceden ya de la meteorizaci!n previa de otras rocas. /n estoscasos suele ser notable el grado en que prevalecen los sistemas depeque;as grietas y &suras, que se pueden abrir con facilidad porrela$aci!n de esfuerzos, desencadenando procesos de meteorizaci!nmec#nica que pueden ser muy r#pidos. /n general las lutitas son massusceptibles a la desintegraci!n mec#nica que a la descomposici!nqumica, en lo que difieren de la mayora de las rocas.

"a mayor parte de los problemas de estabilidad en suelos residualesproducto de la meteorizaci!n de rocas metam!rficas e gneas ocurrenen la capa de suelo residual superficial por fen!menos relacionados conincrementos de presi!n de poro (-u$os por lluvias, o en la capaintermedia de roca meteorizada por in-uencia de diaclasas yfracturas heredadas de la roca original. /n estos per&les es muy com'nque existan fuertes -uctuaciones estacionales de los nivelespiezometritos en las distintas capas que los forman.

"os problemas de estabilidad m#s comunes ligados a las calizas y otrasrocas carbonatadas emanan de los sumideros, de la facturaci!nintensa y de las frecuentes intercalaciones de arcillas blandas parte(b de la &gura anterior (D E 6@, en estas formaciones es com'n que sede&nan zonas de intensa concentraci!n de -u$o.

"a forma mas tpica de ruptura de laderas en lutita es el deslizamientopoco profundo que se indica con 1+2 en la parte (c de la &guraanterior (D E 6@, tal deslizamiento suele estar apare$ado a un nivelfre#tico anormalmente alto en la lutita &surada subyacente. /ldeslizamiento de tipo = de la misma &gura est# asociado a peque;ascapas dbiles o muy permeables interestratificadas con lutita,situaci!n muy com'n. /l deslizamiento % de la misma &gura estar#tpicamente asociado a una capa de arcilla muy blanda y pocoresistente. /s com'n que deslizamientos del tipo = ! % se haganprogresivos o sucesivos. +l desarrollarse deslizamientos profundos,acompa;ados de peque;os movimientos, aumenta la permeabilidad dela masa fallada y la posibilidad de &ltraciones, pero por lo generalpermanecen las mismas condiciones de -u$o para el agua detr#s ydeba$o de la masa deslizante, si la masa deslizante no colapsa, cualquiermedida que favorezca el drena$e de esas aguas bene&ciar# mucho laestabilidad del con$unto.


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SHempton ha hecho ver que las laderas naturales en lutitas y arcillassobreconsolidadas s!lo ser#n estables para #ngulos de inclinaci!n queno excedan mucho de la mitad del #ngulo de resistencia residual yque, desde luego, no sobrepasan este 'ltimo valor. 8uede habervariaciones importantes a tales lmites por distribuciones particulares

de la presi!n de poro dentro de la masa. esde luego el lmite anteriores te!rico y, como ya se di$o, en la pr#ctica ser# relativamente com'nencontrar laderas naturales estables con #ngulo de inclinaci!n delorden del #ngulo de resistencia residual o, incluso, ligeramentemayores. Si el tipo de falla que se considera en la ladera es de los quedependen de la resistencia m#xima, el #ngulo de inclinaci!n m#ximaestable, en el sentido de SHempton, estar# en el orden de la mitad el#ngulo de resistencia m#xima del suelo, ligado a esfuerzos efectivos, esdecir, tal como se obtiene en una prueba lenta, con consolidaci!n ydrena$e.

?n caso especial de secuencia geol!gica que por su frecuencia tieneparticular inters en muchos problemas conectados con suelosresiduales lo constituye aquel en que aparecen las lutitasinterestratificadas con areniscas. "as areniscas son muchas veces m#s&rmes que las lutitas, pero son tambin mucho m#s permeables ypermiten la difusi!n del agua de &ltraci!n.

"os per&les de arenisca y lutita intercaladas pueden variar mucho porplegamiento y por el diferente grado de &suraci!n y fracturamiento aque aqul pueda dar lugar.

IenHel ha estudiado te!ricamente la inclinaci!n que pueden teneren condiciones estables estos per&les, llegando a conclusionessimilares a las que se han mencionados para las lutitas solas, de maneraque el #ngulo de inclinaci!n lmite resulta comprendido para la laderanatural entre la mitad y el valor completo del #ngulo de resistencia quepueda atribuirse al material, a travs del cual vaya a presentarse eldeslizamiento. + este respecto ha de notarse que en muchasocasiones ser# el residual el #ngulo de resistencia que se debaconsiderar en los perfiles de lutitas interestratificadas con areniscas.

"a &gura D E 6J muestra algunos perfiles tpicos de lutitas y areniscas,

as como los problemas de estabilidad de taludes que con m#sfrecuencia se pueden generar

Se ven en la &gura los tipos de deslizamientos (+ y = que son m#scomunes en estos per&les y que est#n siempre asociados a estructurasheredadas, abertura de diaclasas en las areniscas por aumento depresi!n de poro, zonas de debilidad asociadas a la estrati&caci!n,problemas derivados de la expansi!n de las lutitas o rupturas yerosiones deba$o de los bloques de las areniscas.

%omo ya se di$o el agua subterr#nea y su -u$o desempe;an un papel

fundamental en la estabilidad de los suelos residuales.


33/89

Perfles de meteorizaron tpicos y problemas de estabilidad enlutitas interestratifcadas con arenisca.

"os sistemas de -u$o subterr#neos suelen recordar a los de -u$ossuperficial que los sobreyace y que reconocen a los valles principales ylos grandes ros como lugares de descarga, pero cuando hay variaciones

importantes en la permeabilidad de formaciones relativamenteprofunda, los sistemas de -u$o pueden hacerse muy completos ydifciles de de&nir para el ingeniero, aun con el auxilio de la geologa./s seguro que el estado m#s crtico se tenga en grandes cortes en queexista una cobertura de suelos altamente meteorizados e impermeablescoexistiendo con la tendencia natural del agua a a-orar en el frente delcorte este caso es especialmente desfavorable cuando los suelosresiduales o rocas meteorizadas, en forma parcial ba$o la coberturaimpermeable conservan estructuras heredadas con orientaci!n adversa.%on frecuencia se desarrollan presiones importantes en las zonas derocas parcialmente meteorizadas, en las que no es raro que el nivel

piezomtrico se eleve aun por encima del nivel natural del terreno.

"as estructuras heredadas consisten en diaclasas, exfoliaciones, $untas,grietas, fallas y otros defectos estructurales que muestra el suelo comoherencia de los que tena la roca original. Su in-uencia es tal que confrecuencia la resistencia al corte del material intacto no puedeconsiderarse en absoluto representativa de la del con$unto. /n mayor omenor grado, casi la totalidad de los deslizamientos profundos est#nrelacionados con defectos estructurales heredados por los suelosresiduales actualmente presentes. "a peligrosidad de lasdiscontinuidades se incrementa cuando se encuentran rellenos de

suelos arcillosos. /n general la resistencia al esfuerzo cortante


34/89

disminuye cuando aumenta el grado de meteorizaci!n del materialcomponente.


35/89

En3ol3entes de res"sten$"a al $orte en +ran"to meteor"/ado"nta$to%


36/89

"a

figura muestra este fen!meno en especimenes de rocas meteorizadasen grado creciente (en las curvas se se;alan los valores del ndice desusceptibilidad en cada caso los especimenes corresponden afragmentos 1ntactos2, es decir, no representan la resistencia delcon$unto, afectada de estructuras heredadas.

/n realidad el problema b#sico estriba en estimar la resistencia delcon$unto, tomando en cuenta la estructura y la condici!n de losmateriales 1n Situ2. "a informaci!n disponible al respecto es pococonsistente, pues procede de mtodos diferentes, tales como pruebas delaboratorio en muestras que contienen irregularidades, referidas enocasiones a esfuerzos totales y en otras a efectivos, pruebas directasde campo o c#lculos realizados sobre deslizamientos ya ocurridos. )al


37/89

parece que la direcci!n local de la irregularidad o fractura desempe;aun papel importante, sobre todo si el deslizamiento a lo largo de ellaa de tener lugar remontando o descendiendo desde luego que tambinin-uye el grado de meteorizaci!n del suelo o la roca y, &nalmente, lapresencia de agua en la irregularidad y su estado de presiones. adoque los envolventes de resistencia suelen ser curvas que seaproximan en lneas rectas, la envolvente de traba$o que &nalmente seobtenga depender# del intervalo de esfuerzo con que se hayane$ecutado las pruebas, lo cual produce serias confusiones al interpretarlos valores de % y K extrado de dicha envolvente, en especial cuandohaya de compararse los resultados obtenidos por diferentesinvestigaciones para poder llegar a conclusiones de car#cter general. /neste sentido los valores del #ngulo de resistencia residual sonparticularmente 'tiles por evitar la anterior pluralidad de resultados.Sin hacer a un lado todas las limitaciones se;aladas, la tabla D >7recoge, alguna informaci!n general que pudiera resultar 'til comonorma de criterio, pero que no evitara el estudio particular de cada casoen que haya de analizarse las condiciones de estabilidad de un cortedado o de una ladera natural espec&ca.

8robablemente la me$or manera de dise;ar taludes en suelos residualeses con el e$ercicio de un criterio basado en experiencia previa, quetenga en cuenta el per&l de meteorizaci!n, la naturaleza de lasestructuras heredadas y el rgimen local de aguas subterr#neas. /sdifcil imaginar una exploraci!n suficientemente completa y unprograma de pruebas de laboratorio lo bastante racional para permitirun dise;o fundamentado exclusivamente en el c#lculo.


38/89

'ARAETROS TI'ICOS DE RESISTENCIA ALES&UERO CORTANTE ED SUELOS RESIDUALES ROCAS 'ARCIALENTE ETEORIADAS.

%u,

8ar#metros de Lesistencia

Ku,,#ngulode

resistencia

)ipo deroca

osuelo

ntensidadde lameteorizaci!n

cohesi!n(esfuerz

ostotale

s

(esfuerzostotales

M (esfuerzosefectivos

Mr(residual

%riteriopara la

obtenci!n

Locasmetam!r

&ca s

Ngcm7 > > >

>

7CA

>

7GA

>

>

>8ruebas de

cortedirecto

con

> contactoroca>concreto.

>

escompuesto

8arcialmente

meteorizado

Feteorizado

Fedianamente >>

6@A

e

8ruebar#pida

>

consolidada con

/squistos

meteorizado >

>

76A

> grado desaturaci!n al@5B y al655B.

Feteorizado > 7JA>95A >>

8ruebas decorte directoen pedraplncompactad.

> 6P.@A > >8ruebas

r#pidas

5.G 9@ > > +n#lisideslizamientosnormales a la

> 7Q.@A > >


39/89

3ilitas Suelo residual 5 7QA> >

+n#lisis dedeslizamientoperpendicula

r a laesquistosidad

.

3ilitas Suelo residual 5 6PA> >

+n#lisis dedeslizamie

ntoparalelo a

laesquistosid

ad.

Locas gneas

Rndice de%alidad(&g.D>

6G

9

@

G

65

6@

J.69

@

9

7

6

J7A>J9A>

@GA>

QCA>@7A>

Q@A>

Q6A>

> 8ruebas decorte

>directo en

el lugar.

>

>

>

8arcialmentemeteorizado.

>Feteorizado

Fuy descompuesto.

> Suelo residual.

5

>

>

>

>

7@A>9QA

>

>

>

>

9@

A

7PA

7CA>97A

7GA>96A

7JA>

99A

>

>

8ruebas decorte directoen ellaboratorio.

iorita

escompuesta

8arcialmente

5.6

>95A

>

> 8ruebasr#pidasconsolidadas.

>

meteorizada 5.9

77A

Liolita escompuesta > > 95 >


40/89

LocasSedimentaria s

Farga

Sana

> Fedianamente

>meteorizada

+ltamente

>Q5A

>97A>Q7A

79A>97A

77A>7CA

8ruebaslentas yr#pidas

consolidadas.


41/89

meteorizada. > > 7@A>97A 6PA>7QA

+rcilla(londres

>Feteorizada

>*o meteorizada

>6CA>77A

>79A>95A

6QA

6@A

Faterialesrellenodegrietas

Suelos yFinerales

+rena

+rcilla negra >> &surada.

+rcilla negra no&surada.

>>

>65.@A

>6Q.@A

8ruebasr#pidasconsolidadas.

%uarzosa > > > 95A>9@A >

%aolinita > > >

67A > lita > >

> J.@A >

Fontmorilinita

> > > QA>66A >

Fuscovita > > >

6GA>7QA > Ficahidratada

> > > 6JA>7JA >


42/89

ETODO DE CALCUO 'ARA LA ESTABILIDAD DETALUDES

Clculo de estabilidad Condicin no drenadaMtodo Sueco (Fellenius, Bjerrum, etc.)

Suelo uniforme:

F.S. M

resiste

nte

Mmotor

u.R.l

W.d

Determinar el centro

para el menor F.S.

Si se tiene estratificacin:

M R.Su .l

Fuerzas Motoras

F.S. resistente

Mmotor

i i RW

i.d

id

H

!

Su

Fuerzas Resistentes

S

"


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baco de Talor !ara suelo "omo#neo saturado

mc

(F.S.).H.

#oeficiente de esta$ilidad de Talor

#uando se %uiere utilizar este m&todo en s u e lo s co'esi(osfriccionales

s a t u r a d o s * Ta+lor plantea un ,rfico a partir del coeficiente de esta$ilidad

+ de la utilizacin de los c-rculos de friccin. Soluciones !re$in%ormtica.

Parasuelo'omo,&neoeistentres(aria$les: m* +

Se plantea un determinado F.S. ,lo$al* el cual de$e ser el mismo %ue el F.S.

tomado para c + para . /a solucin se alcanzar cuando se ten,a el mismo

coeficiente de se,uridad para los parmetros %ue para el con0unto.


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Mtodo del c&rculo de %riccin

r "r1R.sen

R

R

/21R. /3/2 !

#/

# F !

F

Clculo de estabilidad Suelos co"esi'o %riccionalesen condicin de drenaje $ Mtodo de las do'elas sim!li%icado

Doela (i)

"

R

4i5

H

4i65

!i

li

Se,7n Mo'r#oulom$:

i

2ic 2. tan

F.S.

Mresistente

. li

c.L tan 2 . li

!i.cosi

Mmotor

Wi.

sen

Wi.

sen

!i.sen

i

i

i

i!


45/89

Clculo de estabilidad Suelos %riccionales encondicin de drenaje

(ranular seco: Superficie de falla plana +paralela al

talud. Masa %ue desliza es de pe%ue8o espesor.

Si se moiliza roda la resistencia al corte* el talud ser

)*uilibrio de %uer+asa

esta$le si i1 . Donde i es el ngulo de reposo.i

!d

Talud #ranular sumer#ido: 9o eiste flu0o de a,ua en Tel interior.

9

4l talud es esta$le para i .

)n #eneral: 4l n,ulo de friccin para el cual comienzael deslizamiento est relacionado con el

m

(dependiendo de su e inicial). Si el material %uedasuelto*

Talud sumer#ido

a

1u. F .S. tan( )

i d!

a.d.tan(i)

;

T

)l %lujo de a#ua reduce la estabilidad del talud. 92

eri%icacin de la estabilidad !ara distintos estados

Si el suelo se encuentra saturado se puede optar entre clculos entensiones efectias + en tensiones totales.

Se de$en tener presentes distintos clculos de esta$ilidad se,7n las

distintas etapas: %inal de la construccin* lar#o !la+o con %lujo enr#imen establecido (redes de flu0o)* 'aciado r!ido (eleadaspresiones neutras).

Si se car,a la masa de suelo* suele ser cr-tica la condicin al final de la

construccin. /a esta$ilidad a lar,o plazo es cr-tica en masas de suelo

en descar,a. Para determinar cual situacin es la cr-tica* se de$e estudiar

la forma de ariacin de las presiones neutras con el tiempo.


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)leccin del mtodo de clculo

Caso Mtodo -bser'aciones

Final de la construccin

con suelo saturado=

periodo de construccin

corto respecto al de

consolidacin

#lculo con Su ( 1>)

Resistencia no drenada

4l m&todo c* permite

compro$aciones mediante

las presiones neutras

reales

4sta$ilidad a lar,oplazo

M&todo c* conpresiones

neutras deducidas de las

condiciones de e%uili$rio

del a,ua fretica

4sta$ilidad en fases

intermedias

M&todo c* conpresiones

neutras estimadas

/as presiones neutras

reales de$en determinarse

en sitio

DISEFO DE TALUDES4 TERRA'LENES O UROSSOBRE SUELOS CON ADECUADA CA'ACIDAD DE

CARGA/n este inciso se describen, a grandes rasgos, los puntos crticos en eldise;o de un terrapln, talud o muro.

8rimeramente se sugiere abandonar el concepto de que el uso desuelos 1baratos2, tipo tepetate es lo m#s econ!mico para las obras./ste tipo de suelos 1baratos2, debido a sus propiedades mec#nicasmediocres genera empu$es m#s altos hacia las estructuras de retenci!ny, sobretodo, acumula agua, la cual genera empu$es hidrost#ticos queson altsimos, ya que equivalen a m#s del doble de los que generan los

empu$es de tierras y las sobrecargas. /stos empu$es hidrost#ticosresultan ser los causantes del C7B de las fallas de muros, terraplenes ytaludes.

Se recomienda, en cualquier muro, utilizar arenas (gruesas, no &naso gravas, S* 3*0S.

La principal recomendacin es el disear muros, taludes y/oterraplenes, con drenaje libre, es decir, construidos con materialgranular, sobre suelos con adecuada capacidad de carga,incompresibles.


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/n segundo lugar se recomienda una longitud de refuerzo, del refuerzoprimario, igual a la altura del muro, terrapln o talud por reforzar.


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"a separaci!n del refuerzo primario puede variar, dependiendo de suresistencia, aunque se sugiere no hacerla mayor a 5.@5 m, paraconseguir, de esta manera, una excelente interacci!n entre suelo yrefuerzo.

/l refuerzo secundario podr# ser una georred biaxial o un geotextil,especialmente cuando estos se usen, adem#s, para formar el1encapsulado o arrope2 del suelo que se est# conformando en forma deterrapln, talud o muro.

?n 'ltimo punto de m#xima importancia es el drena$e y subdrena$e de laestructura: canalizar el agua super&cial, que no se acumule en elrespaldo o en la estructura misma, para evitar la creaci!n de presioneshidrost#ticas. /ste puede lograrse por cunetas, contracunetas, drenesde chimenea, drenes de penetraci!n, plantillas drenantes, etc.

'RINCI'ALES SU'OSICIONESE'RICAS

"as suposiciones b#sicas que se deben de utilizar para el dise;oemprico son las siguientes:6. "os suelos de cimentaci!n por deba$o del pi del talud son

estables e indeformables, y cualquier inestabilidad potencial deber#quedar limitada por el tipo de suelo del relleno, un suelo friccionante,por arriba del nivel de desplante, que evite la generaci!n depresiones de poro.

7. /l nivel de aguas fre#ticas deber# estar por

deba$o del pi del talud.9. "as propiedades del suelo quedar#n determinadas a travs de supeso volumtrico , y su

#ngulo de fricci!n reducido T (grados. /l #ngulo de un suelofriccionante es de 95o.

Q. *o se presentar#n cargas adicionales en eltalud, debidas a sismo.@. /l refuerzo primario se lograr# a base de alg'ngeosinttico: geotextil o georred.J. "a longitud del refuerzo ser# igual a la altura del terrapln,talud o muro por reforzar.

G. )odos los refuerzos son de lamisma longitudP. /n el caso de muros, la excentricidad de la base debe caer en eltercio medio del ancho ".C. /l n'mero de capas de refuerzo mnimas *min se puede

calcular como sigue: * (8")+" 4

(U N I7 (")+",

mi


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onde el trmino ")++" representa la carga de diseo a largo plazo(esfuerzo de traba$o permisible en los geosintticos.

65. /l factor de seguridad mnimo 3S para taludes con suelo reforzadoes de 6.@, en an#lisis est#ticos y 6.6 en an#lisis ssmicos.

AN)LISIS DE ESTABILIDAD 'ARA TALUDES TERRA'LENESSOBRE SUELOS CON ADECUADA CA'ACIDAD DE CARGA

Si se desea hacer un calculo adecuado, llevado a cabo por un ingenierogeotecnista, deber# procederse primeramente a una exploraci!n,muestreo y an#lisis del suelo, para luego continuar con el an#lisis, quepodr# ser por cualquiera de los mtodos que siguen o analizarlo por unode ellos y revisarlo por medio del otro:


50/89

6. an#lisis de %u;a,7. an#lisis de falla circular (=ishop modi&cado.

/stos dos mtodos, a detalle, pueden consultarse en el Fanual deise;o


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del talud es adecuado, durante la construcci!n e inmediatamentedespus de la construcci!n.

?n segundo bene&cio del refuerzo es el facilitar la colocaci!n delas primeras capas del material ptreo, que de otra manera no podracolocarse, ya que se hundira el equipo de construcci!n.


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&a$tor deSe+ur"dad

/l factor de seguridad mnimo contra la falla por capacidad de carga deun terrapln, talud o muro sobre un suelo blando, a corto plazo, debe

ser mayor que uno (3S 6. 8ara estratos potentes, el colocarle unacapa de refuerzo no aumentar# el factor de seguridad m#s all# delcalculado para un talud sin refuerzo.

8ara el caso en donde se encuentren factores de seguridad menores queuno, ser# necesario llevar un procedimiento de construcci!n muycuidadoso, e$ecutarlo por pasos, con bermas laterales, particularmenteen el caso de turbas o rellenos suaves.

0tras estrategias podran ser la preconsolidaci!n, con o sin drenesverticales, la remoci!n de esos suelos blandos y su sustituci!n o bien la

compactaci!n in situ, pudieran ser adecuadas, sin embargo, losbene&cios del uso de los refuerzos podra venir en el permitir lacirculaci!n sin problemas de la maquinaria de construcci!n, paralevantar o construir el terrapln, empu$ando las capas de suelo sobrede la capa o capas de refuerzo. "a prdida de material, porincrustaci!n, al comenzar un relleno sobre suelos blandos es muy alta, yel refuerzo permite dichos ahorros, adem#s de permitir el iniciaradecuadamente el relleno.

)ambin deber# de notarse que la compresi!n y la consolidaci!n delos suelos blandos, una vez que el terrapln haya sido construido,

aumentar# el factor de seguridad contra la falla por capacidad de cargaal paso del tiempo, por lo cual, la parte m#s crtica en la construcci!n deun terrapln sobre suelos blandos, ser# el final de la fase deconstrucci!n.

Esta,"l"dad+lo,al

"a estabilidad global involucra a las fallas superficiales que se extiendena travs de todo el cuerpo del terrapln, del talud o del muro y pordeba$o del suelo de desplante. ebe siempre de realizarse un an#lisis

de estabilidad global, de rutina, para todo tipo de terraplenes, taludes omuros, reforzados y no reforzados.

Si ocurre una alla por estabilidad global en un terrapln, taludo muro reorzado, deber! suponerse "ue una alla por sobreesuerzodel material de reuerzo o una alla por ad#erencia contribuyeron alcolapso del terrapln.

@.7.6 +n#lisis de fallacircular


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/l an#lisis de la estabilidad global se facilita si se supone una superficiede falla circular. "a metodologa de este tipo de an#lisis de terraplenessobre suelos blandos es idntica a la de =ishop modificada, la diferenciaradica en c!mo usar dicho mtodo.

/n el an#lisis de estabilidad de un terrapln, talud o muro sobre suelosblandos hay cuando menos dos tipos de suelos diferentes. "a fuerza )que proporciona el refuerzo, en el punto de intersecci!n de la superficiede la falla circular y el refuerzo, proporciona un momento estabilizadoradicional. "a orientaci!n que se le de al vector en el c#lculo de laestabilidad puede variar entre 5 .


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+qu, el #ngulo es la orientaci!n de la tangente del crculo en laintersecci!n con la capa de refuerzo. "a gua de la 3IW+ recomiendalos siguientes valores para :

4 5 , para suelos fr#giles, suelos muy sensitivos a deformaciones, por

e$emplo, algunos suelos marinos.4 7 para = 5.Q y para suelos de moderado a alta

compresibilidad, por e$emplo, arcillas suaves y turbas.4 para = 5.Q y para suelos altamente compresibles, por

e$emplo, arcillas suaves y turbas y para refuerzos de altaelongaci!n, tipo geotextiles no te$idos, con elongaciones

d 65B y mayores deformaciones tolerables.

Red de iteracin paralocalizar el crculocrtico de rotacin dvela

refuerzo

B

refuerzoR

T

la

Suelo (s) de D

cimentacin

. $n!lisis de deslizamiento circular para terraplenes sobre suelossua%es, con propiedades deresistencia constante.

eben de analizarse un gran n'mero de crculos de falla potenciales, demanera rutinaria, para determinar el crculo crtico y la magnitud delfactor de seguridad mnimo que corresponda a ese terrapln.

"a mayora de los programas comerciales hacen este traba$o, con y sin

refuerzo, buscando siempre el crculo crtico y el factor de seguridadmnimo consideran una geometra simple, una carga uniformementerepartida, un suelo de cimentaci!n homogneo, un cierto tipo dematerial de relleno del cuerpo del terrapln y no consideran lapresencia del agua fre#tica.

"a 3IW+ recomienda los siguientes factores de seguridad mnimos parala estabilidad de los terraplenes, usando el mtodo circular:

+l &nal de la construcci!n:3S 4 6.9


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+ largo plazo:3S 4 6.@


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Sin embargo, la selecci!n del factor de seguridad debe basarse en lasrecomendaciones del ingeniero geotecnista responsable del dise;o yque, adem#s, debe de conocer perfectamente las condiciones del sitio,las cargas, los mtodos constructivos y la funci!n que desempe;ar# elterrapln.

Desl"/am"ento lateral delterra!lHn

Se puede presentar una inestabilidad horizontaldel terrapln si:

6. desliza sobre del refuerzo o7. falla el refuerzo por un sobre esfuerzo y el relleno desliza a

lo largo del suelo de desplante.

8ara evitar estas fallas, la resistencia L debe de ser mayor que elempu$e activo 8

a

(3ig. @.7. +qu L es la menor de las resistenciasdebidas a:

6. el deslizamiento del geosinttico y,7. la adherencia de la cimentaci!n y la carga de tensi!n en elrefuerzo.

b

H 2refuerzoPa

!a H

2c" #

Rsuelo de cimentacin $u

R resistencia al deslizamiento debidas a (i) deslizamiento sobre el%eosint&tico' o (ii) aderencia de la cimentacin la car%a de tensin al

refuerzo*

$n!lisis de estabilidad para taludes reorzados desplantados sobresuelos de cimentacin sua%es &seg'n

(onaparte y)#ristop#er, *+-.


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8ara prevenir una falla lateral, el refuerzo de dise;o deber# traba$ar sinuna carga excesiva, que lleve a grandes deformaciones en la base delterrapln entonces, el m!dulo de rigidez del geosinttico que seutilice como refuerzo es muy importante.


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Asentam"entos delterra!lHn

ebe de esperarse siempre, sin importar el refuerzo, que un terraplndesplantado sobre suelos compresibles tenga asentamientos. Si los

suelos de desplante son arcillas o limos suaves, saturados,compresibles, sus asentamientos estar#n ligados al tiempo, a laconsolidaci!n, primaria y secundaria. Se supondr# que losasentamientos el#sticos sean inmediatos y ocurran siempre durante laetapa de construcci!n se calculan con la teora de elasticidad lineal.

/l uso de un geosinttico de refuerzo no tendr# ningunainfluencia sobre la magnitud de los asentamientos por consolidaci!nque genere un terrapln este se hundir# de la misma manera,exactamente lo mismo, con y sin el refuerzo, pues la magnitud de losasentamientos depende solamente del suelo de desplante.

*ormalmente se aconse$a utilizar un geotextil de alta resistencia comoseparador entre el suelo de desplante y el cuerpo del terrapln, lo quele permite tomar deformaciones locales y roderas, que se formandebidas al mismo procedimiento constructivo y que pueden reducirse./n algunos casos, la funci!n m#s importante del geosinttico en unterrapln es el permitir la colocaci!n de los primeros metros delmaterial de relleno sobre del un suelo de desplante compresible, suave,deformable.

"os c#lculos de los asentamientos, inmediatos, mediatos y a largo plazo,

para terraplenes reforzados se realizan con las mismas teoras quegeneralmente se usan para un terrapln sin refuerzo.

Sele$$"*n de res"sten$"as de d"seo!erm"s",les4 a lar+o !la/o

/l efecto de refuerzo de las capas de geosintticos en un terraplnsobre suelos blandos se requiere solo hasta que los suelos sobre loscuales se desplant!, se consoliden y ganen resistencia. "uego de ello, laresistencia a largo plazo se vuelve mayor en un talud sobre suelossuaves que en cualquier otra aplicaci!n en la cual se espera que el

efecto del creep persista durante toda su vida 'til.

Cons"dera$"onesad"$"onales

Si se utilizara como refuerzo una georred, se deber# siempre colocar ungeotextil no te$ido deba$o de ella. /l geotextil traba$ar# como &ltro yseparador, minimizando la mezcla y 1contaminaci!n2 del materialnatural con el material de banco que se use en la formaci!n del cuerpodel terrapln.


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Otrasa!l"$a$"ones

Terra!lenes so,re3a$@os

"os geosintticos de refuerzo se usan tambin para 1puentear2vacos o huecos al rellenar sobre de materiales heterogneos, como esel caso de pedraplenes o donde se usen materiales producto de cortecolocados directamente en el cuerpo de un terrapln o bien sobre sitiosrellenados con 1casca$o2 o desperdicios de la construcci!n y demolici!n.


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/stos terraplenes siempre dar#n origen a deformaciones,principalmente con el agua de lluvia, al arrastrar suelos &nos hacia losvacos que de$an los gruesos.

0tro caso es el de los rellenos sanitarios, en donde, al paso del

tiempo, al formarse la composta, al descomponerse los s!lidos, segeneran vacos. +qu los geosintticos de refuerzo tienen un papelimportante al puentear la carga sobre de tales oquedades.

/stos c#lculos no se presentan aqu, pero pueden buscarse en algunasreferencias como


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%uando se anticipe una precarga, el ingeniero de dise;o deber# deefectuar an#lisis de laboratorio para determinar los nuevos pesosvolumtricos del suelo de desplante, as como las presiones depreconsolidaci!n, relaciones de compresi!n y recompresi!n,coeficientes de cambios volumtricos y coe&cientes de consolidaci!n,primaria y secundaria los que apliquen.

Se podra utilizar la teora de la consolidaci!n para determinar eltiempo en que se alcance el asentamiento del terrapln. "os detallespueden obtenerse directamente de cualquier libro de Fec#nica deSuelos, en el inciso correspondiente a %onsolidaci!n.


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"a presencia, probabilidad y magnitud de la actividad ssmica en el sitiodonde se construir# el terrapln, muro o talud, deber# de ser evaluada.%omo un mnimo, el dise;o por sismo deber# de considerar lasaceleraciones horizontal y vertical.

'ro!"edades del re#uer/ode d"seo

8ara un adecuado dise;o, al momento de seleccionar el refuerzo,debera uno de formularse las siguientes preguntas:

XYu resistencia debentenerZ.X%u#nta deformaci!n se deber# de aceptar para queempiecen a traba$arZ.X8odr# el suelo circundante desarrollar

tal resistenciaZ.XIabr# alg'n factor ambiental que afectela resistenciaZ.

/stas cuatro preguntas se contestan al incorporar en el dise;o laresistencia a largo plazo ")+", el coe&ciente de interacci!n %i y laresistencia a la adherencia %g. /stos par#metros los de&nen lasdistintas compa;as que producen y comercializan los geosintticos ydebe consultarse la ficha individual de cada producto, como se hace conel acero, o los cementos, al momento de dise;ar.

/n el +nexo + se presentan, a manera ilustrativa, algunas georredes quese comercializan en nuestro pas.

%arga de dise;o permisible, alargo plazo

"a resistencia a largo plazo ")+" de un refuerzo, es equivalente a sucarga de traba$o, sin embargo, la deformaci!n lmite de servicio(permisible en dicho refuerzo, el cual generalmente es proporcional ala deformaci!n del suelo en una estructura trrea (talud, terrapln,muro, etc., es la que determina el ")+". /l comportamiento ante el

creep es la primera propiedad mec#nica para establecer la deformaci!nlmite de servicio de dicho refuerzo. "os efectos ambientales tienen unain-uencia muy secundaria en el ")+", para la mayora de losproyectos.

/l ")+" para los geosintticos, se calcula

como sigue: ")+" 4 ?S x %3 x 3 x

S3 (G.6


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donde:

?S 4 Lesistencia a la tensi!n 'ltima(inciso G.6.6 %3 4 3actor de reducci!n porcreep (inciso G.6.7 3 43actor de reducci!n por durabilidad (incisoG.6.9 S3 4 3actor de reducci!n por da;oin situ (inciso G.6.Q

/n el +nexo + se presentan, a manera ilustrativa, algunos valores de")+" de algunos productos que comercializa una de las tantascompa;as de geosintticos.


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Res"sten$"a a la tens"*nlt"ma (US

"a resistencia a la tensi!n 'ltima y el comportamiento carga Edeformaci!n del refuerzo, se determinan a travs de la denominada

prueba ancha (+S)F Q@C@, la cual no se ve afectada por el efecto desus fronteras u orillas, como pasa con una muestra m#s delgada,aunque, como todos los polmeros, esta resistencia vara por efectos dela temperatura y velocidad de carga.

&a$tor de redu$$"*n !or $ree! de#orma$"*n l@m"tede ser3"$"o (CR&

8ara taludes y terraplenes de suelo reforzado, la deformaci!n lmite deservicio (recomendada, vara entre 7B y @B, aunque se pueden tolerarvalores hasta del 65B.

&a$tor de redu$$"*n !ordura,"l"dad (D&

8ara establecer un adecuado factor de reducci!n por durabilidad, la/nvironmental 8rotection +gency, /8+, estableci! el protocolo /8+ C5C5que los geosintticos de refuerzo debieran cumplir con ser expuestosal medio ambiente, a ataques microbiol!gicos, a los rayosultravioleta, a hidr!lisis y a una gran cantidad de pruebas consoluciones qumicas, sometidas a altas temperaturas. "os polisteres dealto peso molecular lograron conservar hasta el C5B o m#s de su

resistencia original, por lo cual se les permite usar un factor dereducci!n por durabilidad 3 4 5.C. 8ara redes de polipropileno, deber#de utilizarse un mayor factor de reducci!n 3.

&a$tor de redu$$"*n !or daos en els"t"o (SD&

/ste factor vara de acuerdo con el tipo de polmero (polister,polipropileno, polietileno, etc. del que est fabricado el refuerzo, ascomo del recubrimiento que presente (pvc u otro. "a abrasi!n es elagente m#s destructivo que se encuentra en las obras y vara de

acuerdo al tipo de suelos que se mane$en: en los suelos friccionantes lareducci!n de la resistencia por da;os del geosinttico de refuerzopuede ser hasta un P5B, mientras que en suelos cohesivos puede serhasta C5B del original. /ste factor ya ha sido aplicado por cadafabricante a su valor de ")+" que presenta en cada uno de susproductos, en sus &chas tcnicas.

Coe0$"ente de "ntera$$"*n del es#uer/o$ortante (C"

/l coe&ciente de interacci!n por resistencia al esfuerzo cortante %i

de&ne la proporci!n de la capacidad disponible de esfuerzo cortante delsuelo que puede actuar al momento que el geosinttico le haga la


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transferencia de cargas. /ste par#metro es crtico al determinar laresistencia a la extracci!n o pullout )ad de un refuerzo a lo largo de unalongitud de ancla$e la. "os valores de %i est#n dados por cada fabricante,en su &cha de datos tcnicos.


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&ACTORES KUE 'RODUCEN &ALLAS DE ESTABILIDAD DESLIAIENTO

"os deslizamientos en taludes ocurren de muchas maneras y existecierto grado de incertidumbre en su predicci!n. Sin embargo, conocer

los deslizamientos que han ocurrido en el #rea de inters, constituye unbuen punto para la detenci!n y evaluaci!n de potencialesdeslizamientos futuros.

)ambin resulta muy difcil establecer las causas de los deslizamientospero se mencionan algunos de los procesos constructivos quecom'nmente causan mas problemas:

6. Fodi&caci!n de las condiciones naturales del -u$o interno del aguaal colocar rellenos o hacer excavaciones.

7. Sobrecarga de estratos dbiles por relleno, aveces de desperdicios.

9. Sobrecarga de terrenos con planos de estratificaci!ndesfavorable por relleno.

Q. Lemoci!n por corte, de alg'n estrato delgado de material permeableque funciona como un manto natural drenante de estratos de arcillassuaves.

@. +umento de presiones de &ltraci!n u orientaci!n desfavorable de

fuerzas de &ltraci!n al producir cambios en la direcci!n del -u$o internodel agua por haber practicado corte o construido relleno.

J. /xplosi!n al aire y al agua, por corte dearcillas duras fisuradas.

G. Lemoci!n de capas superficiales de suelo por corte lo que puedecausar el deslizamiento de capas del mismo estrato ladera arriba sobremantos subyacentes del suelo mas duro o roca.

P. ncremento de carga hidrost#tica o niveles piozometricos ba$o la

superficie de un corte al cubrir la capa del mismo con una capaimpermeable.

/n general las causas de los deslizamientos pueden ser externas ointernas las externas producen aumentos en los esfuerzos cortantesactuantes sin modi&car la resistencia al esfuerzo cortante del material./l aumento en la altura del talud o al hacerlo mas escarpado soncausas de este tipo tambin lo son la colocaci!n de cualquier tipo desobrecarga en la corona del talud o la ocurrencia de sismos."as internas son las que ocurren sin cambio en las condiciones

exteriores del talud. eben ligarse siempre a una disminuci!n de la


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resistencia al esfuerzo cortante del suelo constitutivo. /l aumento depresi!n de poro o la disipaci!n de la cohesi!n son causa de esta clase.


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'r"n$"!ales !armetros ue a#e$tan el #en*meno de eros"*n4 !or$cciones,directa o

Par!metrosin#erentes a

Par!metros in#erentes al terreno oa la geometra del

mpacto de lasgotas.

ntensidad delalluvia (hasta unlimite.Delocidad delviento durante

0rientaci!n del talud respecto a losvientos.

/scurrimiento

superficial.

n&ltraci!n.

ntensidad de

lalluvia y suduraci!n.

nclinaci!n del talud.

[rea en la super&cie expuesta deltalud. *umero de surcos ytorrentes que se formen.%oe&ciente de escurrimiento.Delocidad del agua.%oncentraci!n de arrastre des!lidos.

nclinaci!n deltalud. 8orosidad,

Iumedecimientoysecado.

+lternanciadeestaciones:seca ylluviosa.ntensidad de

%ondiciones para la filtraci!n(protecci!n,permeabilidad, inclinaci!n y parala evaporaci!n (orientaci!n al sol,protecciones, etc..


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ETODOS ECANICOS 'ARA CORREGIR &ALLAS EN TALUDES

)odos los mtodos correctivos siguen una o m#s de las siguientes lneasde acci!n:

6. /vitar las zonasde falla.7. reducir las fuerzasmotoras.9. +umentar las fuerzasresistentes.

/vitar la zona de falla suele estar ligado a cambios en el alineamientode la va, sea el horizontal o el vertical a la remoci!n total de losmateriales estables o a la construcci!n de estructuras que se apoyenen zonas &rmes, tales como puentes o viaductos.

"a reducci!n de las fuerzas motoras se puede lograr, engeneral, por dos mtodos: remoci!n de material en la parteapropiada de la falla y subdrena$e, para disminuir el efecto deempu$es hidrost#ticos y el peso de las masas de tierra, que es menorcuando pierde agua.

8or lo com'n, la lnea de acci!n que ofrece mas variantes es la quepersigue aumentar las fuerzas siguientes: algunas de estas son:el subdrena$e, que aumenta la resistencia al esfuerzo cortantedel suelo, la eliminaci!n de estratos dbiles u otras zonas falla

potencial, la construcci!n de estructuras de retenci!n u otrasrestricciones y el uso de tratamientos, generalmente qumicos, paraelevar la resistencia de los suelos al deslizamiento.

"os principales mtodos para la correcci!nde fallas son:

A% Htodos deelus"*n

ndiscutiblemente constituyen los medios m#s seguros para eliminar

los problemas derivados de deslizamientos y fallas, pero no siemprese puede utilizar. /n otras ocasiones solo se podr# emplearparcialmente, en el sentido de que no se podr# evitar por completouna zona inestable, pero que un ligero cambio de alineamiento hagaposible eludir su peor parte o mucha de la longitud de la va dentrode la zona en estos casos este tipo de soluciones pueden ser todavam#s valiosos.

?no de los problemas que me$or responden a la aplicaci!n de estosmtodos es el cruzamiento de formaciones inclinadas de suelo oroca, con echado desfavorable a la va en estos casos, cambios

peque;os del alineamiento horizontal pueden llevar a zonas de


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menos peligro o inocuas y la elevaci!n de la rasante puede reducirmucho los problemas.

/n donde no sea posible evitar una zona de deslizamiento potencial oen la que haya ocurrido un deslizamiento, es a veces una buenasoluci!n evitar el problema por la construcci!n de un viaducto que secimiente en las zonas &rmes a ambos lados de la problem#tica.

B% Htodos dee5$a3a$"*n

/ste va desde excavaciones menores hechas solo en la cabeza de lafalla, hasta la remoci!n total del material inestable.


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"a remoci!n de material en la cabeza de la falla o en todo elcuerpo de la misma, hasta llegar a la remoci!n total, es un mtodoque en la practica solo se puede emplear en fallas ya manifestadas,rara vez se puede conocer con tanto detalle las futuras fallas en unazona de inestabilidad potencial como para que resulte prudente

proceder a remover materiales en gran escala. "as excavacionesen la cabeza buscan reducir las fuerzas motoras y balancear lafalla, las remociones totales eliminan la causa de raz.

"a remoci!n de material suele dar lugar a soluciones bastantespermanentes, cuando se cuidan en forma conveniente los aspectos dedrena$e en la excavaci!n que se efect'e. Son mtodos me$ores paraprevenir que para corregir, pues los costos unitarios de losmovimientos de tierra relativamente grandes que implican sonmenores en construcciones nuevas que en traba$os de reparaci!n.

%uando una remoci!n se hace bien debe me$orar las condiciones dedrena$e en la zona. /l mtodo se puede utilizar pr#cticamente entodo tipo de deslizamiento, pero es e&ciente sobre todo en los detipo rotacional. e$ando a un lado consideraciones de costo, quepuede ser alto en fallas grandes, su principal desventa$a estriba enque el material que se excava se ha de desperdiciar y esto pudieraser difcil y peligroso en algunos casos, aparte de la repercusi!n quetales maniobras tendr#n en el costo de la soluci!n. )ambincontribuye a incrementar este 'ltimo el hecho de que la excavaci!ntenga que empezar en la parte m#s alta y progresar ladera aba$o.%onviene mencionar como otro posible inconveniente, el que muchas

veces al remover el material y disminuir las fuerzas motoras tambinpuede causar disminuciones en las fuerzas resistentes esto puedeser cierto sobre todo cuando se trata con suelos friccionantes, en quela resistencia al corte depende de la presi!n normal.

?na soluci!n mixta, que combina la remoci!n de material yrelocalizaci!n es el abatimiento de la rasante de un camino paradisminuir pesos del terrapln sobre zonas de suelos dbiles o consuperficies de falla previamente formadas.

C% A,at"m"ento de

taludes/ste es uno de los mtodos mas socorridos para el me$oramiento delas condiciones de la estabilidad de los taludes. /s un mtodocorrectivo ligado a deslizamientos en el cuerpo del talud. e hechoeste es el primer punto a tomar en cuenta respecto a esta soluci!n aligual que todas las dem#s, no es de alcance universal, y sue&ciencia no es siempre la misma, sino que puede variarextraordinariamente de unos casos a otros.

?n segundo punto que se debe comentar desde un principio es que

cuando se considere un abatimiento de talud en un proyecto o en


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una falla que se presente en el campo, se debe tener muy presenteque el talud abatido es diferente del original, con todo lo que elloimplica. 8or e$emplo, si al talud original se lo haba determinado uncrculo crtico por los procedimientos estudiados, el talud abatidotendr# otro crculo crtico y en consecuencia, el factor de seguridad,ligado a su crculo critico.


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/n el caso de suelos puramente friccionantes, la estabilidad delcuerpo del talud depende solo del #ngulo de inclinaci!n, en tantoque, en suelos puramente cohesivos y homogneos con terreno decimentaci!n, la estabilidad depende mas bien de la altura del talud( de hecho, para inclinaciones menores de @9A y falla de base, la

estabilidad es independiente del #ngulo de inclinaci!n del talud, ypara inclinaciones de los @9A hasta los C5A, las condiciones deestabilidad si varia con la inclinaci!n del talud, pero relativamentepoco . *aturalmente que la gran mayora de los taludes de las vasterrestres se hacen en suelos cuya resistencia se considera unacomponente friccionante y otra de cohesi!n, pero las tendenciasextremas anteriores pueden seguir sirviendo como norma decriterio. /n suelos en que la componente friccionante tenga masimportancia relativa que la cohesiva, ser# de esperar que laestabilidad este mas bien ligada a la inclinaci!n del talud, en tantoque en suelos de naturaleza mas cohesiva, sera la altura del talud,

mas que su inclinaci!n, la que de&na las condiciones del mismo."o anterior debe tomarse en cuenta a la hora de escoger entre lasdiversas soluciones de correcci!n de fallas de taludes en quepueda pensarse. /n suelos en que sea mas importante lacomponente friccionante de la resistencia, abatir los taludes tendra aser mas e&ciente en suelos cohesivos, quiz#s resulte me$or otrosmtodos, y que equivalen en cierto sentido, a traba$ar con taludesde menor altura.

D% Em!leo de ,ermas

es$alonam"entosSe denomina bermas a masas generalmente del mismo material delpropio talud o de uno similar que se adosan al mismo, para darleestabilidad.

/l uso de bermas tiende a incrementar la estabilidad del talud porrazones un tanto similares a las expresadas para el abatimiento detaludes de hecho en muchos casos, la construcci!n de bermasequivale mec#nicamente a un abatimiento del talud. +s, caben elempleo de bermas muchos de los conocimientos hechos para el

abatimiento en taludes. ?n talud con bermas tambin es diferentedel original y tendr# otro crculo crtico, que se deber# determinaranalizando la nueva secci!n.

"a berma tiende a hacer que la superficie de falla, se desarrolle enmayor longitud y mas profunda, lo que produce efectos yadiscutidos para el abatimiento. +dem#s, el peso del material que secoloque podr# aumentar la resistencia al esfuerzo cortante delterreno de cimentaci!n en su parte friccionante. /n suelos cohesivosseguramente el efecto mas interesante de la berma es descomponerel talud en dos, cada uno de menor altura, lo que repercute mucho en

la estabilidad general.


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*o se puede dar una regla que permita &$ar a priori las dimensionesm#s convenientes para una berma en un caso dado. Su secci!nid!nea habr# de calcularse por aproximaciones sucesivas,habindose &$ado previamente el proyectista un factor de

seguridad deseable para le talud en cuesti!n. ?na buena base parael inicio de los tanteos suele ser darle a la berma la mitad de la alturadel terrapln que estabilizara y un ancho del orden del de la coronade dicho terrapln.


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/n accesos a puentes y pasos a desnivel se usan a veces bermasfrontales, desarrolladas seg'n el e$e de la va

/l escalonamiento constituye una soluci!n similar a las bermas./l escalonamiento en suelos arcillosos lo que se busca es

transformar el talud en una combinaci!n de varios otros de alturamenor, pues en este tipo de suelos, este es el factor determinante enla estabilidad. 8or ello los escalones deber#n tener huellasuficientemente ancha para que puedan funcionar pr#cticamentecomo dos taludes independientes. /n el caso de taludes con sueloscon cohesi!n y fricci!n, el escalonamiento se hace sobre todo paraprovocar un abatimiento del talud recoger cados y colectar aguasson funciones secundarias, pero a veces muy importantes, que seasignan tambin a los escalonamientos.

/l escalonamiento queda de&nido por el ancho de los escalones, la

distancia vertical entre ellos y por el #ngulo de los taludesintermedios.

/l que los taludes de los respectivos escalones sean paralelos o seconstruyan con inclinaci!n variable depender# mucho de la condici!ndel material constitutivo del corte. /scalones de inclinaci!n variableson convenientes cuando el material tiene una capa superioralterada, pero su condici!n me$ora claramente con la profundidad.

/s importante la funci!n que pueden cumplir los escalones paraproteger el corte contra la erosi!n del agua superficial, pues reducen

la velocidad ladera aba$o y el gasto de escurrimiento. 8ara ello espreciso que los escalones estn adecuadamente conformados lamayor parte de las veces basta con que el escal!n tenga una ligerainclinaci!n hacia el corte, pero en terrenos muy erosionables pudierallegar a convenir que se invirtiera su inclinaci!n, hacindola hacia laparte interna, que garantice la r#pida eliminaci!n de las aguas. Si laposible in&ltraci!n del agua de lluvia fuera muy de temer, se podrallegar a la precauci!n extrema de impermeabilizar toda la huella delos escalones.

/l escalonamiento cumple con la fusi!n de detener peque;os

derrumbes y cados que puedan llegar a presentarse en los diversostaludes. /n ocasiones esta condici!n, adem#s del costo, gobiernasu ancho. )ampoco existen reglas &$as para proyectar elescalonamiento de un corte y este deber# ser propuesto para cadacaso particular. /n le caso de suelos con cohesi!n y fricci!n, elper&l del escalonamiento debe ser tal que se llegue a unainclinaci!n razonable para todo el corte considerando un taludsimple que promedie a todos los escalones. "a altura y el anchode los escalones, aparte de la condici!n anterior y del costo,muchas veces se deben &$ar por las consideraciones ya mencionadasde prevenci!n contra la erosi!n superficial del agua y la detenci!n de


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derrumbes. /s com'n que la huella de los escalones disminuya haciaarriba, lo mismo que el peralte.

E% Em!leo de mater"alesl"+eros

/sta soluci!n es aplicable 'nicamente en terraplenes porrazones obvias, y solo ser# e&ciente sobre suelos puramentecohesivos, tales como arcillas blandas o turbas, pues en terrenos decimentaci!n friccionantes la venta$a del poco peso se neutralizamucho por la poca presi!n normal que se produce, lo que a su vez dalugar a que el terreno responda con ba$a resistencia.

7/26/2019 Estabilidad de Talu

Estabilidad de Taludes.desbloqueado

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