B Estabilidad de Taludes DMS 2012 0
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ESTABILIDAD DE TALUDES
Ing. José Luis Carrasco
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Introducción – conceptos generales
Tipos de deslizamientos
Factores condicionantes y desencadenantes
Métodos de cálculo de la estabilidad
Medidas de estabilización
Empleo de programas:
(Slide, RocPlane y Swedge)
ESTABILIDAD DE TALUDES - CONTENIDO
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1. INTRODUCCIÓN
En cualquier obra como: carreteras, ferrocarriles, canales, explotaciones mineras y en general cualquier construcción que requiera una superficie plana en una zona de pendiente o alcanzar una profundidad determinada por debajo de la superficie, precisan de excavaciones que dan lugar a la conformación de taludes que deben ser proyectados de tal forma que sean estables y seguros.
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1. INTRODUCCIÓN – TIPOS DE TALUDES
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1. INTRODUCCIÓN
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1. INTRODUCCIÓN – CONCEPTOS GENERALES
El diseño de taludes debe tomar en cuenta el nivel de riesgo que implique pérdida de vidas humanas y pérdidas económicas. (Relacionado con un factor de seguridad mínimo).
Los problemas de estabilidad de taludes no pueden ser resueltos con soluciones tabuladas, ya que no hay deslizamiento iguales. Una inestabilidad suele tener origen en la convergencia de múltiples condicionantes de carácter local.
Gran porcentaje de pérdidas por deslizamientos son evitables si el problema se identifica con anterioridad y se toman medidas de prevención y/o control (monitoreo).
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ESTABILIDAD DE TALUDES - CONTENIDO
Introducción – conceptos generales
Tipos de deslizamientos
Factores condicionantes y desencadenantes
Métodos de análisis de estabilidad
Medidas de estabilización
Empleo de programas:
(Slide, RocPlane y Swedge)
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2. TIPOS DE DESLIZAMIENTOS - ROTACIONAL
Esquema de un deslizamiento rotacional típico (Fuente: Varnes 1978)
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2. TIPOS DE DESLIZAMIENTO - ROTACIONAL
Movimiento rotacional simple
Movimiento rotacional sucesivo
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2. DESLIZAMIENTOS ANTIGUOS – Pueden ser activados
Carretera Huanuni Llallagua, Potosí - (Bolivia, 2007). Antiguas escarpas de falla en suelo
Fuente: J.L.Carrasco
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2. Tipos de deslizamientos – Rotacionales
Las Bambas - Alternativa de acceso a mineraducto - Apurímac, Perú 2010
Fuente: J.L.Carrasco
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2. Tipos de deslizamientos – Rotacional múltiple
Fuente: Varnes 1978
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2. Tipos de deslizamientos - Traslacional
Carretera Cajamarca - San Pablo (2010)
Fuente: J.L.Carrasco
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2. Tipos de deslizamientos - Falla plana en macizos rocosos
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2. Tipos de deslizamientos - Falla plana
Carretera Chiclayo – Jaen km173, Lambayeque Perú, 2011
Fuente: J.L.Carrasco
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2. Tipos de deslizamientos - Falla en cuña en macizos rocosos
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2. Tipos de deslizamientos - Falla en cuña en macizos rocosos
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2. Tipos de deslizamientos - Desprendimientos
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ESTABILIDAD DE TALUDES - CONTENIDO
Introducción – conceptos generales
Tipos de deslizamientos
Factores condicionantes y desencadenantes
Métodos de cálculo de la estabilidad
Medidas de estabilización
Empleo de programas:
(Slide, RocPlane y Swedge)
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3. Factores condicionantes y desencadenantes
Fuente: Gonzales de Vallejo
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3. Factores condicionantes y desencadenantes
Causas de desestabilización en taludes naturales
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3. Factores condicionantes y desencadenantes
Factores antrópicos
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ESTABILIDAD DE TALUDES - CONTENIDO
Introducción – conceptos generales
Tipos de deslizamientos
Factores condicionantes y desencadenantes
Métodos de cálculo de la estabilidad
Medidas de estabilización
Empleo de programas:
(Slide, RocPlane y Swedge)
![Page 24: B Estabilidad de Taludes DMS 2012 0](https://reader033.fdocumento.com/reader033/viewer/2022052301/557211c4497959fc0b8f7701/html5/thumbnails/24.jpg)
4. MÉTODOS DE ANÁLISIS DE ESTABILIDAD DE TALUDES
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4. MÉTODOS DE ANÁLISIS DE ESTABILIDAD DE TALUDES
Factor de seguridad
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4. MÉTODOS DE ANÁLISIS DE ESTABILIDAD DE TALUDES – POR EQUILIBRIO LÍMITE
Fuente: H. Gavilanes
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4. MÉTODOS DE ANÁLISIS DE ESTABILIDAD DE TALUDES – POR EQUILIBRIO LÍMITE
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4. MÉTODOS DE ANÁLISIS DE ESTABILIDAD DE TALUDES – POR EQUILIBRIO LÍMITE
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4.2 ANÁLISIS DE ESTABILIDAD EN TALUDES – TALUD INFINITO
FS En arenas
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4.2 ANÁLISIS DE ESTABILIDAD EN TALUDES – TALUD INFINITO
FS En arenas
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4.3 ANÁLISIS DE ESTABILIDAD EN TALUDES – MÉTODO DE LAS DOVELAS
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4.3 ANÁLISIS DE ESTABILIDAD EN TALUDES – MÉTODO DE LAS DOVELAS
Método de Fellenius
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4.3 ANÁLISIS DE ESTABILIDAD EN TALUDES – MÉTODO DE LAS DOVELAS
Método de Bishop simplificado
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4.3 ANÁLISIS DE ESTABILIDAD EN TALUDES – MÉTODO DE LAS DOVELAS
Método de Jambu
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4.4 ANÁLISIS DE ESTABILIDAD DE CUERPO RIGIDO – FALLA PLANA
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4.4 ANÁLISIS DE ESTABILIDAD DE CUERPO RIGIDO – FALLA PLANA
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4.4 ANÁLISIS DE ESTABILIDAD DE CUERPO RIGIDO – FALLA PLANA
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4.5 ANÁLISIS DE ESTABILIDAD DE CUERPO RIGIDO – FALLA EN CUÑA
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4.5 ANÁLISIS DE ESTABILIDAD DE CUERPO RIGIDO – FALLA EN CUÑA
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4.5 ANÁLISIS DE ESTABILIDAD DE CUERPO RIGIDO – FALLA EN CUÑA
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4.5 ANÁLISIS DE ESTABILIDAD DE CUERPO RIGIDO – FALLA POR VOLTEO
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ESTABILIDAD DE TALUDES - CONTENIDO
Introducción – conceptos generales
Tipos de deslizamientos
Factores condicionantes y desencadenantes
Métodos de cálculo de la estabilidad
Medidas de estabilización
Empleo de programas:
(Slide, RocPlane y Swedge)
![Page 43: B Estabilidad de Taludes DMS 2012 0](https://reader033.fdocumento.com/reader033/viewer/2022052301/557211c4497959fc0b8f7701/html5/thumbnails/43.jpg)
5. MEDIDAS DE ESTABILIZACIÓN
• Suavización (geometría) : Disminución de altura, terraceo, inclinación, material (topo, base )
• Densificación del material ( g , c’ , f’ ): Compactación
• Impermeabilización: Uso de geomembrabas en presas u otros
• Drenaje: Superficial y subsuperficial
• Estructuras de contención: Muros de gravedad, armados, gaviones, muros
mecánicamente estabilizados
• Elementos de sostenimiento: Pantallas, soil nailing, anclajes activos, pasivos.
Soluciones
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5. MEDIDAS DE ESTABILIZACIÓN Soluciones
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5. MEDIDAS DE ESTABILIZACIÓN - Suavización (geometría) :
Disminución de altura, terraceo, inclinación, material (topo, base )
60o
40o
FS = 1,00 FS = 1,31
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5. MEDIDAS DE ESTABILIZACIÓN - Taludes mineros
Usualmente: • Ángulo de talud de bancos, varia entre 63° a 75° • Ángulo inter rampa, variable entre 45° a 65°
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Suavización de Taludes
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5. MEDIDAS DE ESTABILIZACIÓN:
Protección de taludes contra erosión
![Page 49: B Estabilidad de Taludes DMS 2012 0](https://reader033.fdocumento.com/reader033/viewer/2022052301/557211c4497959fc0b8f7701/html5/thumbnails/49.jpg)
• Evitar la filtración del agua
Impermeabilización
de taludes
Recubrimiento con geomembrana
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Drenaje
Rio de Janeiro - Brasil
Fuente: A. Sayao
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Muro de concreto en ‘L’
dreno de piedras
drenaje
geotextil
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Brasil
Drenaje ?
Fuente: A. Sayao
MEDIDAS DE ESTABILIZACIÓN - PATOLOGIAS EN TALUDES CON SOSTENIMIENTO
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Muro con drenes (barbacanas)
Dren
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5. Medidas de estabilización – Pernos, drenes “lloraderos” y Shocrete
Estabilización de talud -Carretera Cotapata - Santa Bárbara, Los Yungas La Paz Bolivia, 2008)
Fuente: J.L.Carrasco
![Page 55: B Estabilidad de Taludes DMS 2012 0](https://reader033.fdocumento.com/reader033/viewer/2022052301/557211c4497959fc0b8f7701/html5/thumbnails/55.jpg)
Muro de Piedras muro
geotextil
dren de piedras
dren
Mampostería de piedra
5. Alternativas de solución - Pedraplenes en talud de corte
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5. Alternativas de solución (Pedraplenes en talud de corte)
Carretera Interoceánica sur – Tramo II (Urcos - Puente Inambari, 2009)
Fuente: J.L.Carrasco
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Contención con muros de gaviones
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Muros de Suelo Reforzado
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Muro de Suelo Reforzado
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5. Alternativas de solución (Muros mecánicamente estabilizado)
Carretera Interoceánica sur – Tramo II entre Urcos y Puente Inambari, 2009)
Fuente: J.L.Carrasco
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2. Alternativas de solución (Muro mecánicamente estabilizado)
Carretera Interoceánica Sur – Tramo II entre Urcos y Puente Inambari, 2009)
Fuente: J.L.Carrasco
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Soluciones no convencionales - Muro de Bambú
Fuente: A. Sayao Fuente: A. Sayao
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Soluciones no convencionales - Muro de de Llantas
Fuente: A. Sayao
![Page 64: B Estabilidad de Taludes DMS 2012 0](https://reader033.fdocumento.com/reader033/viewer/2022052301/557211c4497959fc0b8f7701/html5/thumbnails/64.jpg)
Descarte de llantas
Producción anual:
33 millones Brasil
800 millones mundo
Fuente: A. Sayao
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Riesgo ambiental
Ontario (1991)
California (1999)
Fuente: A. Sayao
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Llantas amarradas con cuerda
Fuente: A. Sayao
![Page 67: B Estabilidad de Taludes DMS 2012 0](https://reader033.fdocumento.com/reader033/viewer/2022052301/557211c4497959fc0b8f7701/html5/thumbnails/67.jpg)
Durante la construcción
Fuente: A. Sayao
![Page 68: B Estabilidad de Taludes DMS 2012 0](https://reader033.fdocumento.com/reader033/viewer/2022052301/557211c4497959fc0b8f7701/html5/thumbnails/68.jpg)
Muro
Final de construcción
Fuente: A. Sayao
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4. ALTERNATIVAS DE SOLUCIÓN – ANCLAJES ACTIVOS
Sostenimiento de talud con anclajes activos en la presa Limón (Proyecto Trasvase Olmos, Cajamarca 2011)
Fuente: J.L.Carrasco
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Pantallas con Anclajes
Fuente: A. Sayao
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5. Alternativas de estabilización – Pernos pasivos
Anclajes pasivos (pernos) en taludes sobre macizos rocosos (Carretera Cotapata Santa Bárbara, Los Yungas La Paz Bolivia, 2008)
Fuente: J.L.Carrasco
![Page 72: B Estabilidad de Taludes DMS 2012 0](https://reader033.fdocumento.com/reader033/viewer/2022052301/557211c4497959fc0b8f7701/html5/thumbnails/72.jpg)
5. Alternativas de estabilización - Anclajes activos
Anclajes activos en el portal de entrada de túnel (Carretera Cotapata Santa Bárbara, Los Yungas La Paz Bolivia, 2008)
Fuente: J.L.Carrasco
![Page 73: B Estabilidad de Taludes DMS 2012 0](https://reader033.fdocumento.com/reader033/viewer/2022052301/557211c4497959fc0b8f7701/html5/thumbnails/73.jpg)
Taludes con sostenimiento - Anclajes activos
Anclajes activos en sector crítico. Carretera Cotapata - Santa Bárbara, Los Yungas La Paz Bolivia, 2008)
Fuente: J.L.Carrasco
![Page 74: B Estabilidad de Taludes DMS 2012 0](https://reader033.fdocumento.com/reader033/viewer/2022052301/557211c4497959fc0b8f7701/html5/thumbnails/74.jpg)
1. Excavación
Secuencia de ejecución
5. Alternativas de estabilización – Soil Nailing
Brasil Fuente: A. Sayao
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2. Perforación
Usual:
f = 75 a 100 mm
Secuencia de ejecución
Fuente: A. Sayao
![Page 76: B Estabilidad de Taludes DMS 2012 0](https://reader033.fdocumento.com/reader033/viewer/2022052301/557211c4497959fc0b8f7701/html5/thumbnails/76.jpg)
Fuente: A. Sayao
![Page 77: B Estabilidad de Taludes DMS 2012 0](https://reader033.fdocumento.com/reader033/viewer/2022052301/557211c4497959fc0b8f7701/html5/thumbnails/77.jpg)
3. Instalación
Secuencia de ejecución
Fuente: A. Sayao
![Page 78: B Estabilidad de Taludes DMS 2012 0](https://reader033.fdocumento.com/reader033/viewer/2022052301/557211c4497959fc0b8f7701/html5/thumbnails/78.jpg)
4. Inyección
Secuencia de ejecución
Fuente: A. Sayao
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5. Fijación de la tela
Secuencia de ejecución
Fuente: A. Sayao
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6. Fijación de la Cabeza
Secuencia de ejecución
Fuente: A. Sayao
![Page 81: B Estabilidad de Taludes DMS 2012 0](https://reader033.fdocumento.com/reader033/viewer/2022052301/557211c4497959fc0b8f7701/html5/thumbnails/81.jpg)
Cabeza de la Clave
25 75 50
Steel meshes
Steel bar
Grout
mm
Shotcrete
(Ortigão & Sayão 2004)
Barras f > 22mm
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7. Concreto
Secuencia de ejecución
e = 7 a 15cm
Fuente: A. Sayao
![Page 83: B Estabilidad de Taludes DMS 2012 0](https://reader033.fdocumento.com/reader033/viewer/2022052301/557211c4497959fc0b8f7701/html5/thumbnails/83.jpg)
Drenaje
Fuente: A. Sayao
![Page 84: B Estabilidad de Taludes DMS 2012 0](https://reader033.fdocumento.com/reader033/viewer/2022052301/557211c4497959fc0b8f7701/html5/thumbnails/84.jpg)
8. Excavación
Secuencia de ejecución
Fuente: A. Sayao
![Page 85: B Estabilidad de Taludes DMS 2012 0](https://reader033.fdocumento.com/reader033/viewer/2022052301/557211c4497959fc0b8f7701/html5/thumbnails/85.jpg)
Final de
Ejecución
Fuente: A. Sayao
![Page 86: B Estabilidad de Taludes DMS 2012 0](https://reader033.fdocumento.com/reader033/viewer/2022052301/557211c4497959fc0b8f7701/html5/thumbnails/86.jpg)
5. Alternativas de estabilización – Enmallado
Fuente: A. Sayao
![Page 87: B Estabilidad de Taludes DMS 2012 0](https://reader033.fdocumento.com/reader033/viewer/2022052301/557211c4497959fc0b8f7701/html5/thumbnails/87.jpg)
Túnel Falso
Solución: Convivir con el deslizamiento Fuente: A. Sayao
5. Alternativas de solución
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ESTABILIDAD DE TALUDES - CONTENIDO
Introducción – conceptos generales
Tipos de deslizamientos
Factores condicionantes y desencadenantes
Métodos de cálculo de la estabilidad
Medidas de estabilización
Empleo de programas:
(Slide, RocPlane y Swedge)
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33°
34°
Wsenα
Wcosα
α
α W A
U
Rc
Rφ
Siendo:
Rc = Fuerzas cohesivas= cA Rφ = Fuerzas friccionantes= Wcosα tgφ S = Fuerzas que tienden al deslizamiento= Wsenα A = Area del plano de rotura
Caso de existir presión de agua sobre la superficie, U= Fuerza total debida al agua sobre la superficie A: Rφ = (Wcosα – U) tgφ
FUENTE: Luis Gonzales de Vallejo
EQUILIBRIO LÍMITE
POR: Ing. Dionicio Milla S.
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TALUD INFINITO
Si no hay cohesión (caso más simple), el coeficiente de seguridad viene dado por:
F = τ / S = σn tgφ´ / S = Tgφ´ /tgα
Siendo: σn = Wsenα / l = γHcos2 α S = Wsenα / l = γHsenα cosα
Donde: l es la longitud de la base de la rebanada, φ´es el rozamiento efectivo, y γ es el peso específico aparente del terreno.
FUENTE: Luis Gonzales de Vallejo POR: Ing. Dionicio Milla S.