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ESTABILIZACION TALUD “EL CUNE” DE LA CARRETERA HONDA-VILLETA –

TOBIAGRANDE – SANTAFE DE BOGOTA, RUTA 50, TRAMO 5008.

CAMILO ANDRES ARANGUREN CASALLAS

WILLIAM GERARDO BARAHONA SANDOVAL

FELIPE ARMANDO GONZALEZ ALVAREZ

UNIVERSIDAD SANTO TOMAS SECCIONAL TUNJA

FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL

TALUDES

TUNJA

2015

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ESTABILIZACION TALUD “EL CUNE” DE LA CARRETERA HONDA-VILLETA –

TOBIAGRANDE – SANTAFE DE BOGOTA, RUTA 50, TRAMO 5008.

CAMILO ANDRES ARANGUREN CASALLAS

WILLIAM GERARDO BARAHONA SANDOVAL

FELIPE ARMANDO GONZALEZ ALVAREZ

PRESENTADO A

ING. MSC.DANIEL MORENO

UNIVERSIDAD SANTO TOMAS SECCIONAL TUNJA

FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL

TALUDES

TUNJA

2015

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TABLA DE CONTENIDO

1. LOCALIZACIÓN. ..................................................................................................................... 5

2. METODOLOGIA DE ESTABILIZACION ............................................................................ 6

2.1. diagnostico inicial ........................................................................................................................... 7

2.2. Modelo de estabilizacion ................................................................................................................ 9

3. ANALISIS DE RESULTADOS ............................................................................................ 13

4. CONCLUSIONES .................................................................................................................. 14

5. RECOMENDACIONES ........................................................................................................ 14

6. REFERENCIA BIBLIOGRAFICAS .................................................................................... 15

7. ANEXOS ................................................................................................................................ 15

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TABLA DE ILUSTRACIONES

1. Localización en planta, deslizamiento el cune. Tomado de “ESTUDIO DE DIAGNOSTICO DE LA

EMERGENCIA ENTRE EL PR 64 + 000 Y EL PR 65 + 850 “EL CUNE” DE LA CARRETERA HONDA – VILLETA

– TOBIAGRANDE – SANTAFE DE BOGOTA, RUTA 50, TRAMO 5008” ....................................................... 5

2. Ficha Técnica de cables que componen los torones de los anclajes. ......................................................... 6

3. Propiedades del suelo Coluvión suelo inicial P 540. .................................................................................. 7

4 Suelo K8 trincheras meteorizadas suelo inicial P 540. ............................................................................... 8

5. Modelamiento Condiciones iniciales condición estática P540. ................................................................. 8

6.Modelamiento Condiciones iniciales condición seudoestatica P540. ........................................................ 9

7.Modelo terrazas y nivel freático abatido P540. ....................................................................................... 10

8. Obras de estabilización condición estática P540. .................................................................................... 12

9.Obras de estabilización condición seudoestatica P540. ........................................................................... 12

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1. LOCALIZACIÓN.

Tal como se puede evidenciar el deslizamiento se encuentra ubicado entre el PR 64

+000 y el PR 65+850 “El Cune” sobre la carretera Honda – Villeta – Tobiagrande –

Santafé de Bogotá, ruta 50, tramo 5008”, el cual cubrió en su totalidad la carretera

lo que provoco daños en la estructura de pavimento.

1. Localización en planta, deslizamiento el cune. Tomado de “ESTUDIO DE DIAGNOSTICO DE LA EMERGENCIA ENTRE EL PR 64 + 000 Y EL PR 65 + 850 “EL CUNE” DE LA CARRETERA HONDA – VILLETA –

TOBIAGRANDE – SANTAFE DE BOGOTA, RUTA 50, TRAMO 5008”

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2. METODOLOGIA DE ESTABILIZACION

Teniendo en cuenta la velocidad del deslizamiento y la dificultad que se ha tenido

en las obras realizadas, se ha propuesto una estabilización mixta compuesta por:

terrazas, pantalla secante de pilotes y anclajes.

En cuanto a las terrazas se propuso que conserven una inclinación de 30° con una

altura vertical de 9 metros y bermas entre 5 y 10 metros.

Para la pantalla de pilotes se adoptaron diámetros de 0.8 metros a una profundidad

de 10 metros, sobresaliendo 6 metros sobre la rasante de la vía y trabajando por

punta en el estrato rocoso de mejores condiciones de resistencia al corte.

Los anclajes serán activos y están compuestos por 5 cables de 15.24 mm de

diámetro a una inclinación de 15° y con resistencia a la rotura de 26,7 toneladas por

cable.

2. Ficha Técnica de cables que componen los torones de los anclajes.

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2.1. DIAGNOSTICO INICIAL

Una vez estudiada la información existente tanto topográfica como geotécnica, se

definieron los perfiles a caracterizar y que se denominaron P440 y P540.

Estos perfiles son los que tienen mayor información para la evaluación cuantitativa

del factor de seguridad.

Las selecciones de las propiedades mecánicas del suelo tuvieron como criterio las

condiciones más desfavorables, con el objeto de calcular la condición más crítica

del deslizamiento. A continuación, se presentarán los datos escogidos en cada perfil

de suelo.

3. Propiedades del suelo Coluvión suelo inicial P 540.

8

4 Suelo K8 trincheras meteorizadas suelo inicial P 540.

Con estas condiciones del suelo adoptadas se procedió a modelar el talud para

obtener el factor de seguridad (FS) en el programa Geoestudio 2007 Slope/W,

obteniendo el siguiente resultado.

5. Modelamiento Condiciones iniciales condición estática P540.

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Se corrió el mismo perfil pero contemplando la dinámica del movimiento por efectos

sísmicos tomando como criterio los coeficientes de aceleración 0.15 del sitio se

calcularon los coeficientes verticales y horizontales del sismo.

6.Modelamiento Condiciones iniciales condición seudoestatica P540.

La información aquí mostrada corresponde al perfil 540 el cual arrojo el FS más

bajo.

2.2. MODELO DE ESTABILIZACION

Para la estabilización del deslizamiento del Cune se propuso construir terrazas con

un ángulo de 30° y alturas de 6 metros, con las terrazas construidas se removió un

área de 1859,8301 m^2 (Ver Anexo 01 Perfil Corte Talud Existente, Anexo 02

Planta terrazas) las cuales son técnicamente factibles para el proceso constructivo,

así mismo se abatió el nivel freático con la construcción de drenes de penetración

con una inclinación de 15 grados y una recolección en un canal. Para construir las

terrazas se recomienda una excavadora hidráulica CAT 330C L u otra maquinaria

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que cumpla con las mismas condiciones geométricas en cuanto a capacidad de

altura de corte.

7.Modelo terrazas y nivel freático abatido P540.

El modelo modificado con la inclusión de las terrazas y el abatimiento del nivel

freático, presento una elevación del FS de 0.502 a 0.680, teniendo como criterio

remover la menor cantidad de masa del talud.

2.2.1. Diseño pantalla de pilotes

Para el diseño de los pilotes se comprobó que este no se viera sometido a esfuerzos

superiores a los admisibles, se utilizó la metodología elástica1. En cuanto a la

distribución de presión se simplifico el modelo a un tablestacado ya que los pilotes

conforman una pantalla secante (Anexo 02 Calculo y Distribución de presiones) se

tuvo en cuenta que los estratos actuantes sobre el elemento son arcillas, teniendo

en cuenta esto el pilote esta sometido un momento máximo de 54.03 ton.m y de

acuerdo a la capacidad del mismo el máximo esfuerzo cortante que producirá este

1 Braja M Das, Cimentaciones con pilotes.

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momento es de 15.47 Ton o 15.65 KN que es un valor menor a la capacidad por

cortante del concreto que para el tipo de pilote a utilizar es de 500KN.

Estos pilotes estarán espaciados cada 0.63 metros y estarán ubicados a lo largo de

la vía tienen una distancia total de 10.0 metros y deberán construirse con un

concreto de 28 Mpa. Se anexará la hoja de cálculo para este elemento al final del

trabajo (Anexo 03 Cargas Laterales).

2.2.2. Diseño anclajes

Los anclajes fueron diseñados partiendo de la última capacidad de carga de cada

cable, para la estabilización se utilizaron 5 cables de 15.24 mm de diámetro para

una perforación de 4”, esto con el objeto de que cumpla el recubrimiento mínimo el

encauchetado; la metodología es la del método elástico del material ya que al

introducir un FS al mismo lo obligamos a trabajar con una menor capacidad de carga

que la de rotura.

Para el cálculo de la fuerza de adherencia o de arrancamiento se calculó con el

anclaje en suelos arcillosos, con una longitud mínima de 3.0 metros y con el

diámetro del bulón de 4” (igual que la perforación).

Después de realizar el diseño de todos los elementos propuestas para la

estabilización del deslizamiento y analizar las condiciones más desfavorables del

terreno se propuso a modelar el deslizamiento con las obras realizadas. Con estas

obras se obtuvo un factor de seguridad 1.802 para condiciones estáticas y un factor

de seguridad de 1.265 para condiciones seudoestaticas.

El resultado contemplado anteriormente es el producto de varias alternativas,

concluyendo que se anclajes en las partes bajas del talud con la pantalla secante

de pilotes colindante a la carretera.

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8. Obras de estabilización condición estática P540.

9.Obras de estabilización condición seudoestatica P540.

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3. ANALISIS DE RESULTADOS

Este proyecto de estabilización de taludes corresponde a la culminación de los

contenidos vistos durante el semestre, mediante la utilización y aplicación de cada

uno de estos temas, de esta manera obtener los criterios para el desarrollo de

estabilizaciones.

Teniendo en cuenta toda la información recolectada referente a la falla el “Cune”,

geología, topografía, movimiento de masas se procedió a plantear y crear una

solución de estabilización a esta superficie.

Según la información encontrada este talud es uno de los problemas más grandes

que tiene el Instituto Nacional de Vías “Invias” en cuanto a la estabilización de

terrenos y la protección de la malla vial del país; en esta falla se han realizado

diversos tratamientos que no han podido dar solución a la estabilidad de esta zona,

lo que se ha convertido en una perdida gigantesca de dinero y algo difícil de

solucionar.

El tratamiento que se pretende dar a este talud, está basado en la omisión de errores

que se han presentado en las posibles soluciones anteriores, haciendo que de esta

forma sea algo probable su funcionamiento en la puesta en realidad.

La solución presentada consistió en elaborar una serie de terrazas (6 en total)

haciendo un retiro de material, y a la vez creando un sostenimiento en la parte del

talud en la parte inferior. Esta solución va acompañada de unos anclajes en la cara

de cada una de las primeras terrazas, lo cual al realizar las diferentes pruebas

realizadas en el progrma Geoslope, arojan un factor de seguridad para el caso

Estático de 1.806 y en el caso Seudoestático 1.265; cuyos resultados nos dan a ver

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que estos dos planteamientos son una de las tantas formas que quizás puedan

existir para estabilizar este talud, recordando que para que un talud en el caso

Estático el factor de seguridad debe ser mayor a 1.50 y en el caso Seudo-estático

será mayor a 1.05.

Las terrazas que se usaron en este procedimiento tienen una pendiente de 30

grados y una relación de longitudes de 1m (horizontal) por 3.5m (vertical), donde

en la cara de estos va estar anclajes activos compuestos por 5 cables de 15.24 mm

de diámetro, y en la pata del talud un muro en pilotes de 0.8 m de diámetro de

sección circular y con una longitud total de 10.0 m cabe resaltar que esta

profundidad puede variar debido a la geomorfología del talud en el sentido

transversal y que debe verificarse una vez se ejecuten los trabajos.

4. CONCLUSIONES

Para la estabilización de un talud de tal magnitud no es suficiente con una sola

técnica de estabilización sino que debe ir acompañada de distintas propuestas o

hipótesis que se fundamenten en factibilidad constructiva.

Se considera que la solución propuesta para la estabilidad de talud es la de menor

riesgo en la construcción y garantizara no solo un adecuado funcionamiento

mecánico sino que al garantizar la menor remoción de tierra evita la aceleración del

movimiento.

5. RECOMENDACIONES

En cuanto a la parte constructiva y de acuerdo a los antecedentes e inconvenientes

que han tenido algunas de las obras ya realizadas se sugiere que el movimiento de

tierras sea en lo posible en periodo seco disponiendo de la maquinaria suficiente

para los cortes necesarios, así mismo se deben ir realizando las obras de drenaje

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paralelas a la conformación de las terrazas replanteando un canal provisional de

tierra para la evacuación de estas aguas.

Se sugiere se adelanten terraceos en las partes altas y se retire material sobrante

sobre la vía hasta una cota por encima de los 6.0 metros y así proceder con la

construcción de los pilotes.

Se deberá hacer una revegetación de los taludes conformados por los cortes con

metodología de hidrosiembra o reforzar con geo textil y concreto lanzado para la

preservación del talud.

Así mismo se sugiere realizar una microzonificación sísmica del lugar ya que al

parecer la actividad de las fallas ha ocasionado la continua velocidad del

desplazamiento, si el estudio se realiza post a las obras propuestas se deberá

adaptar otro tipo de elementos.

6. REFERENCIA BIBLIOGRAFICAS

M. DAS BRAJA. “Principios de Ingeniería de Cimentaciones”. Editorial International

Thomson. 2001.

OQUENDO VARGAS DIANA CAROLINA – QUINTERO VELASCO ASTRID

ALIETA. “Elaboración de un manual con ejercicios para la estabilización de Taludes

utilizando estructuras de Contención”. Universidad Industrial de Santander.2008.

INVIAS. “Estudio de diagnóstico de la emergencia entre el PR 64 + 000 y el PR 65

+ 850 el Cune de la Carretera Honda-Villeta-Tobiagrande-Santafe de Bogotá, Ruta

50, Tramo 5008”.2002.

7. ANEXOS

Cd Anexos 03 y 04.

L1 VARIABLE D2

L2 VARIABLE

A

B

o

g

o

tá

T1

T2

T3

T4T5

T6