Presentación de PowerPoint - Dr. Ing. Jorge Elias Alva Hurtado

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍAFACULTAD DE INGENIERÍA CIVILSECCIÓN DE POST GRADOSOLUCIONES GEOTÉCNICAS EN ESTABILIDADDE TALUDES DE CARRETERASEL SALVADOR, 27 DE ENERO DEL 2006Dr. Ing. Jorge E. Alva HurtadoHIDROENERGIACONSULTORES EN INGENIERIA S.R.L.

CONTENIDO• INTRODUCCIÓN• SOLUCIONES GEOTÉCNICAS DE TALUDES EN SUELOS• SOLUCIONES GEOTÉCNICAS DE TALUDES EN ROCAS• PROTECCIÓN CONTRA CAÍDAS DE ROCA• ESTABILIZACIÓN DE TALUDES CURVAS DE LA LEONA

INTRODUCCIÓNEn el planeamiento de medidas efectivas de estabilización de taludes esimportante entender las causas de la inestabilidad. Las causas máscomunes son: talud muy empinado por corte o relleno, exceso depresión de poros causado por niveles freáticos altos o interrupción de latrayectoria de drenaje, socavación debido a la erosión de aguasuperficial y pérdida de resistencia con el tiempo debido a procesos dereptación e intemperismo.Un estudio geológico-geotécnico concienzudo y un programa detalladode exploración del subsuelo son necesarios para determinar la causadel deslizamiento y planificar las medidas correctivas. La superficie defalla puede determinarse con sondajes e inclinómetros más allá de lalínea de falla.

MÉTODOS DE ESTABILIZACIÓN N DE TALUDESY DESLIZAMIENTOS• Excavación• Drenaje• Contrafuerte de Tierra o Roca (Bermas de Relleno)• Estructuras de Retención• Técnicas Especiales

MÉTODOS DE ESTABILIZACIÓN N DE TALUDES Y DESLIZAMIENTOS( Turnbull y Hvorslev, 1968)ESQUEMAMÉTODO APLICABLECOMENTARIOSII DRENAJE1. Drenes horizontales depequeño diámetro.1. Más efectivo si llega al acuíferonatural. Los drenes son usualmente de flujolibre.2. Zanjas de subdrenaje profundasy contínuas. Generalmente a unaprofundidad de 5 a 15 pies.2. El fondo de las zanjas debe tenerpendiente para drenar y ser conectado contubería de salida. Debe colocarse tuberíaperforada en el fondo de las zanjas. Laparte superior deberá impermeabilizarse.3. Pozos verticales perforados,generalmente de 18 a 36 pulgadas dediámetro.3. Puede ser bombeado o conectado conuna salida de gravedad. Varios pozos enfila unidos al fondo pueden formar unagalería de drenaje.4. Mejora en el drenaje superficial a lolargo de la parte superior con cunetasabiertas o canales pavimentados.Sembrar plantas en el talud con raícesprofundas y resistentes a la erosión.4. Buena práctica para la mayoría de lostaludes. Dirigir la descarga fuera de lamasa deslizante.

MÉTODOS DE ESTABILIZACIÓN N DE TALUDES Y DESLIZAMIENTOS( Turnbull y Hvorslev, 1968)ESQUEMAIII CONTRAFUERTE DETIERRA O ROCA(O BERMAS DE RELLENO)MÉTODO APLICABLECOMENTARIOS1. Excavación de la masa deslizada yreemplazo con relleno compactado ocontrafuerte de roca triturada. El pie delcontrafuertedebe reposar en suelo firme orocapor debajo del plano de deslizamiento. Seutiliza manto de drenaje con salida de flujo porgravedad detrás del talud del contrafuerte.1. Se requiere acceso para el equipo deconstrucción y área de almacenaje. El sueloexcavado puede utilizarse como relleno. Sepuede requerir calzaduras de estructurasexistentes.Si la estabilidad es crítica durantela construcción,se puede realizar en seccionescortas.2. Utilización decompactadoo roca enDebe proporcionarseberma.bermas de rellenoel pie y más alládel pie.drenaje detrás de la2. Se requiere suficiente ancho y espesorde las bermas de modo que la falla no ocurrapor debajo o a través de las bermas.

MÉTODOS DE ESTABILIZACIÓN N DE TALUDES Y DESLIZAMIENTOS( Turnbull y Hvorslev, 1968)ESQUEMAIV ESTRUCTURAS DERETENCIÓNMÉTODO APLICABLECOMENTARIOS1. Muro decontención del tipo entramadoo cantiliver.1. Usualmente costoso. Loscantiliver pueden ser anclados.muros2. Pilotes verticales vaciados en sitio,conla base cimentada por debajo del planode falla.Generalmente de diámetro de 18-36 pulgadas yespaciamiento de 4-8 pies.3. Pilotes verticales vaciados en sitioanclados o batería de pilotes o bloques decimentación.La base de los pilotes por debajodel plano de falla. Generalmente de diámetrode 12-30 pulgadas y espaciamiento de 4-8 pies.2. El espaciamiento deberá ser tal que elsuelo arquee entre pilotes. Puede utilizarseuna viga superficial para amarrar los pilotes.Pilotes de gran diámetro (6 pies) han sidoutilizados en deslizamientos profundos.3. El espaciamiento lo suficientementecerca para que el suelo arquee entre pilotes.Los pilotes pueden ser amarrados con vigasuperficial.4. Pernos de anclaje en roca y suelo.4. Pueden ser usadosen taludes altos yen áreas muy limitadas. Debe ser usado undiseño conservador, especialmente ensoportes permanentes.

MÉTODOS DE ESTABILIZACIÓN N DE TALUDES Y DESLIZAMIENTOS( Turnbull y Hvorslev, 1968)ESQUEMAMÉTODO APLICABLECOMENTARIOSV TÉCNICAS ESPECIALES1. Grouting2. Inyección Química3. Electroomosis (en suelos finos)1 y 2. Usados satisfactoriamente en varioscasos. En otros casos no fue satisfactorio. Lateoría no está completamente desarrollada.3. Generalmente costoso.4. Congelamiento5. Calentamiento4 y 5. Métodos especialesespecíficamente evaluadosPuede ser costoso.queendeben sercada caso.Todas estas técnicas deben ser evaluadascuidadosamente para determinar el costoy efectividad.

SOLUCIONES GEOTÉCNICASDE TALUDES EN SUELOS

ESTABILIZACIÓN N DE TALUDES MEDIANTE BANQUETAS

a) Revestimiento Vertical con Geotextil e) Revestimiento Inclinado con Geotextilb) Revestimiento con ElementoVertical de Concreto Prefabricadof) Revestimiento Inclinado deConcreto Lanzado o Estructuralc) Revestimiento Vertical vaciadoIn-Situ en Concreto/Albañileriag) Revestimiento de Suelo Inclinado yVegetaciónd) Revestimiento Verticalde Albañileriah) Gavión con Geotextil(TRB, 1996)MUROS Y TALUDES REFORZADOS CONGEOSINTÉTICOSTICOS

EJEMPLO DE TIERRA REFORZADA

SOIL NAILING

MUROS DE GAVIONES

RECUBRIMIENTO CON CONCRETO LANZADO

REVESTIMIENTO CON VEGETACIÓN N PARA EL CONTROL DE LA EROSIÓN

PROTECCIÓN N CON BIOMANTA EN CARRETERA OXAPAMPA - PAMPA SECA

DETALLE DE BIOMANTA- CARRETERA OXAPAMPA – PAMPA SECA

CARRETERA TARAPOTO - JUANJUÍ

CARRETERA TARAPOTO - JUANJUÍ

Sistemas Estabilizados ExternamenteMuro enVoladizoCuña Potencial de FallaElementos deGravedad(CribasTrabadas)Muro In-SituPuntalPuntalInclinadoMuroIn-SituTirantesAnclajesa) Voladizo b) Elemento de Gravedad c) Entibadod) TiranteSistemas Estabilizados InternamentePaneles deRevestimientoRevestimientoSuperficie Potencialde FallaBarras Inyectadase) Suelo Reforzado f) Suelo Clavado(TRB, 1996)EJEMPLOS DE SISTEMAS DE CONTENCIÓN N EXTERNOS E INTERNOS

MUROS ENTRAMADOS – MINA COBRIZA

EJEMPLO DE MURO RÍGIDOR

EJEMPLO DE MURO FLEXIBLE

MURO DE SUELO REFORZADO - EL PINAR ANTAMINA

MURO DE SUELO REFORZADO - EL PINAR ANTAMINA

TALUD CARRETERA YANACOCHA - ANTES

SISTEMA TERRAMESHCARRETERA YANACOCHA

SISTEMA TERRAMESH - CARRETERA YANACOCHA

SISTEMA TERRAMESH - CARRETERA YANACOCHA

SISTEMA TERRAMESH - CARRETERA YANACOCHA

SISTEMA TERRAMESH - CARRETERA CHALHUANCA ABANCAY

SISTEMA TERRAMESH - CARRETERA CHALHUANCA ABANCAY

MURO DE CONTENCIÓN N (GEOCELDAS) - CERRO DE ARENA

EFECTOS DEL SISMO DE ATICO DEL 23 DE JUNIO, 2001

a) Zanja de Drenajeb) Dren Interceptorc) Drenaje Detras de Estructura(TRB, 1996)APLICACIONES DE DRENAJE CON GEOTEXTILES YGEOCOMPUESTOS

SISTEMAS DE DRENAJE Y MUROS DE ESTABILIZACIÓN N CARRETERAIMPERIAL IZCUCHACA

DETALLE DE MUROS ANCLADOS Y SISTEMA DE DRENAJE EN CARRETERAIMPERIAL - IZCUCHACA

SOLUCIONES GEOTÉCNICASDE TALUDES EN ROCAS

1234Barra de concreto reforzado para prevenir el aflojamiento de losas en la crestaAnclajes de roca tensionados para asegurar el deslizamiento en la crestaMuro anclado para prevenir deslizamiento en zona falladaConcreto lanzado para prevenir caida de roca fracturada56Dren para reducir la presión de poros dentro del taludApoyo de concreto para soportar roca por encima de cavidad(TRB, 1996)MÉTODOS DE REFUERZO PARA TALUDES DE ROCA

1234Tendido de talud en material meteorizado inestable en la parte superior del taludRemoción de roca saliente mediante voladuraRemoción de árboles con raíces en grietasDesquinche manual de bloques sueltos en roca astillada5Limpieza de cunetas(TRB, 1996)MÉTODOS DE REMOCIÓN N DE ROCAS PARAESTABILIZACIÓN N DE TALUD

PERNO DE ROCA TIPO SWELLEXPERNOS DE ROCA

DETALLES DE SHOTCRETE REFORZADO CON PERNOS DE ROCA

SISTEMA GEOTÉCNICOSISTEMAS DE ANCLAJE PARA USO PERMANENTEY TEMPORALSISTEMAS DE ANCLAJEUSANDO BARRAS Y CORDONESAnclaje de Barra Roscada:26.5 mm, 32 mm, 36 mm dia. St 835/103026.5 mm, 32 mm, 36 mm dia. St 900/103026.5 mm, 32 mm, 36 mm dia. St 1080/123040 mm, 50 mm dia. BSt 500S63.5 mm dia. St 555/700Anclaje de Cordones Múltiples:2-90 strands 0.6 “;0.62“ St 1570/17702-90 strands 0.6 “;0.62“ St 1670/1860

SISTEMA GEOTÉCNICOANCLAJES REMOVIBLESANCLAJES REMOVIBLESAnclajes Removibles de Barra Roscada:26,5 mm, 32 mm, 36 mm dia. St 835/103026,5 mm, 32 mm, 36 mm dia. St 900/103026,5 mm, 32 mm, 36 mm dia. St 1080/1230Anclajes Removibles de CordonesMúltiples:2-8 strands 0,6 “; 0,62“ St 1570/17702-8 strands 0,6 “; 0,62“ St 1670/1860

SISTEMA GEOTÉCNICODSI Hollow Bolt AnchorsANCLAJES DSI Hollow BoltTIPO MAIDSI Hollow Bolt Anchors:R25N ultimate load 150 kNR32N ultimate load 230 kNR32S ultimate load 280 kNR38N ultimate load 400 kNR51L ultimate load 250 kNR51N ultimate load 630 kNR76N ultimate load 1600 kNR76S ultimate load 1900 kN

SISTEMA GEOTÉCNICORoof Bolts and Soil NailsRoof Bolts and Soil NailsRoof Bolts:15 mm dia. St 900/110026.5 mm, 32 mm dia. St 835/103016 mm,20 mm, 25 mm, 28 mm, 32 mmSt BSt 500 SSoil Nails:16 mm,20 mm, 25 mm, 28 mm, 32 mm,40 mm, 50 mm BSt 500 S63.5 mm St 555/700

MUROS ANCLADOS

MUROS ANCLADOS – PRESA TABLACHACA

PROTECCIÓN CONTRACAÍDAS DE ROCA

GeosintéticoFachadaSuelo de rellenoBarreraJerseyCarreteraTrampa pararocaTalud(TRB, 1996)BARRERA PARA CAÍDAS DE ROCA CONSTRUÍDA CON SUELO REFORZADO CONGEOSINTÉTICO TICO Y MADERA DE PROTECCIÓN

BARRERA PARA CAÍDAS DE ROCA CON GAVIONESCARRETERA CENTRAL

BARRERA PARA CAÍDAS DE ROCA CONSTRUIDA CON GAVIONESCARRETERA CENTRAL

BARRERA PARA CAÍDAS DE ROCA CON MUROS DE CONCRETOCICLÓPEO CARRETERA CENTRAL

BARRERA PARA CAÍDAS DE ROCA CON MURO DE CONCRETOCICLÓPEO CARRETERA CENTRAL

VALLAS ESTÁTICAS TICAS (D) Y ENMALLADO (E)

ENMALLADO

ENMALLADO - CARRETERACENTRAL

ENMALLADO - CARRETERACENTRAL

DETALLE DE PERNO DE ANCLAJE DE ENMALLADOCARRETERA CENTRAL

ANCLAJE INFERIOR Y CABLE DE ENMALLADOCARRETERA CENTRAL

DETALLE DE ANCLAJEDE ENMALLADO

DETALLE DE ANCLAJE DE ENMALLADO

PROTECCIÓN N DE TALUDES EN ESCALÓN - SISTEMA TECCO

SECCIONDETALLE 10ENMALLADO CARRETERA JAÉN-CHAMAYA

AADETALLE DE ANCLAJE GA-7001 O SIMILAR(ANCLAJE LATERAL, CORONACION Y PIE DE TALUD)DOBLADO DE MALLA EN LOS EXTREMOSPLANTAPLACA DE ANCLAJEHEXAGONAL TIPO RANASECCION A - ADETALLE TIPICO DE AMARREANCLAJE INTERIOR PARA CABLESDETALLE DE ANCLAJECOMPLEMENTARIO PARA MALLAANCLAJE EN ESQUINAENMALLADO CARRETERA JAÉN-CHAMAYA

VALLA ESTÁTICATICA - CARRETERA CENTRAL

EXTREMO VALLA ESTÁTICATICA - CARRETERA CENTRAL

NOTA:NOTA:VALLA ESTÁTICATICA - CARRETERA TARMA-LA MERCED

LechadaAnclaje decuerdaCuerda min. 16mm.Con elemento defrenadoW 8x48Poste de AceroFreno deFricción Red de CuerdaPerforación100mmdiam.Malla de CadenaConcreto(No a Escala)(TRB, 1996)VISTA LATERAL DE VALLAS DINÁMICAS PARA CAÍDAS DE ROCA

Km. 20+028-20+078Máxima velocidad = 37.5 m/sVelocidad promedio = 35.98 m/sMáximo rebote = 0.30 mEnergía cinética = 1142.76 KjValla tipo = RX-150ANÁLISIS DE CAÍDAS DE ROCA EN LA CARRETERA IMPERIALIZCUCHACA KM 20+000

G:\IZCUCHACA\CAIDA\j1.JPGG:\IZCUCHACA\CAIDA\j2.JPGSISTEMA DE PROTECCIÓN N DE CAÍDAS DE ROCA VALLA DINÁMICA RX-150

LA MALLA RETIENE LA CAÍDA DE ROCAS

ANTES DE LA ABSORCIÓN N DEENERGÍA A DE IMPACTODISPOSITIVO DEFRENADODESPUÉS S DE LA ABSORCIÓNDE ENERGÍA A DE IMPACTO

ROCAVALLA DINÁMICAMALLAS INCLINADAS PROTEGEN DE LAS CAÍDAS DE ROCA

RX-075 -H=3m -CMD LASCONDES (Los Bronces)VALLA DINÁMICA

EUROPABarrera RX-200Principado de AndorraVALLA DINÁMICA

EUROPABarrera RXI-050SuizaVALLA DINÁMICA

EUROPAGalería a RX-150- SuizaVALLA DINÁMICA

EUROPAGALERÍA A RX-075- MONTSERRAT - BARCELONA - ESPAÑA

Soporte para el Externo Superior del Techo Ancladoa Roca SanaTecho de Concreto Inclinado Protegido conCapa de GravaSoporte para el Extremo Inferior delTecho Apoyado con Pilar Empotradoen Roca a Travez de Relleno(TRB, 1996)COBERTIZO PARA ROCA MOSTRANDO ANCLAJEY MÉTODOS MDE CIMENTACIÓN

TUNEL ANTIHUAYCO – CARRETERA CENTRAL

CUBIERTAS PARA MITIGAR IMPACTO DE LOS BLOQUES

ESTABILIZACIÓN N DE TALUDESCURVAS DE LA LEONA

DESLIZAMIENTO CURVAS DE LA LEONASismo Enero 2001, El Salvador

Sismos en El Salvador- Sismo de subducción el 13 de Enero del 2001 frente a la costa delPacífico con Mw = 7.6 y profundidad focal = 39 Km.• El sismo ocasionó 944 víctimas y destruyó 108,000 viviendas.• Los daños fueron causados por vibración directa y por numerososdeslizamientos.- Sismo continental el 13 de Febrero del 2001 en San Vicente con Mw =6.6 y profundidad focal = 13 Km al sur del Lago Llopango.• El sismo ocasionó 315 víctimas y destruyó 41,300 viviendas.

- Se presenta el análisis de estabilidad del talud crítico Nº 3 de la CarreteraPanamericana CA-1 en el tramo Curvas de La Leona dañada por losterremotos del 13 de Enero y 13 de Febrero de 2001. Se realizó elanálisis de estabilidad estático, pseudo-estático y de deformacionespermanentes.- El derrumbe No. 3, está ubicado entre las progresivas 53+060 y 53+280de la Carretera Panamericana, en una longitud de 220 metros, lacarretera está orientada de Este a Oeste, y el talud está orientado deNorte a Sur, con una altura de ciento cincuenta metros.- El talud existente tenia mas de 70º de inclinación. La topografía delterreno natural no afectado directamente por la carretera consiste en uncerro cuyas faldas en la dirección sur tenían pendientes cercanas a los40º en una elevación de 150 metros sobre la carretera y 815 m.s.n.m.

ZONA CRÍTICA Nº 03Km. 53+060 – 53+280

LA LEONA

PERFORACIONES GEOTÉCNICAS

LA LEONA - DERRUMBE Nº N 3 CON MEDIDAS CORRECTIVAS(a = 0.25 g)

Aceleración en la superficie del depósitoTiempo Historia1.0Aceleración (g)0.50.0-0.5Velocidad (cm/s)-1.00 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50Tiempo (s)Velocidad - Tiempo Historia2016128400 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50Tiempo (s)Desplazamiento - Tiempo HistoriaDeterminación de losDesplazamientos Permanentes -Método de Newmark- Derrumbe 3 - Nonualco- amáx = 0.56g - ky = 0.31g- Postsismo14Desplazamiento (cm)1210864200 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50Ti e m po (s )

DERRUMBE No. 3 ANTES DEL SISMO

ESCALA 1/125BARRERA DINÁMICA- DISPOSICIÓN N DE LOS PUNTOS DEANCLAJE

DETALLE DE ANCLAJE

PROTECCIÓN N CON COBERTURA

OBRAS DE ESTABILIZACIÓN DEL DESLIZAMIENTO No. 3REALIZADAS HASTA LA FECHA (18 Enero 2002)

VISTA AÉREA ATALUD ESTABILIZADO LA LEONA