NOMENCLATURA DE UN TALUD O LADERAUn talud o ladera es una masa
de tierra que no es plana sino que posee pendiente o cambios de
altura significativos. En la literatura tcnica se define como
ladera cuando su conformacin actual tuvo como origen un proceso
natural y talud cuando se conform artificialmente.Las laderas que
han permanecido estables por muchos aos pueden fallar en forma
imprevista debido a cambios topogrficos, sismicidad, flujos de agua
subterrnea, cambios en la resistencia del suelo, meteorizacin o
factores de tipo antrpico o natural que modifiquen su estado
natural de estabilidad.Los taludes se pueden agrupar en tres
categoras generales: Los terraplenes, los cortes de laderas
naturales y los muros de contencin. Adems, se pueden presentar
combinaciones de los diversos tipos de taludes y laderas.
Imagen 1. Nomenclatura de taludes y laderas.En el talud o ladera
se definen los siguientes elementos constitutivos:1. Altura: Es la
distancia vertical entre el pie y la cabeza, la cual se presenta
claramente definida en taludes artificiales pero es complicada de
cuantificar en las laderas debido a que el pie y la cabeza no son
accidentes topogrficos bien marcados.2. Pie: Corresponde al sitio
de cambio brusco de pendiente en la parte inferior.3. Cabeza o
escarpe: Se refiere al sitio de cambio brusco de pendiente en la
parte superior.4. Altura de nivel fretico: Distancia vertical desde
el pie del talud o ladera hasta el nivel de agua medida debajo de
la cabeza.5. Pendiente: Es la medida de la inclinacin del talud o
ladera. Puede medirse en grados, en porcentaje o en relacin m/1, en
la cual m es la distancia horizontal que corresponde a una unidad
de distancia vertical. Ejemplo: Pendiente: 45o, 100%, o 1H:
1V.Existen, adems, otros factores topogrficos que se requiere
definir como son longitud, convexidad (vertical), curvatura
(horizontal) y rea de cuenca de drenaje, los cuales pueden tener
influencia sobre el comportamiento geotcnico del talud.
NOMENCLATURA DE LOS PROCESOS DE MOVIMIENTOLos procesos geotcnicos
activos de los taludes y laderas corresponden generalmente, a
movimientos hacia abajo y hacia afuera de los materiales que
conforman un talud de roca, suelo natural o relleno, o una
combinacin de ellos. Los movimientos ocurren generalmente, a lo
largo de superficies de falla, por cada libre, movimientos de masa,
erosin o flujos. Algunos segmentos del talud o ladera pueden
moverse hacia arriba, mientras otros se mueven hacia abajo.
Imagen 2. Nomenclatura de los procesos de movimiento
NOMENCLATURA DE UN DESLIZAMIENTO.1. Escarpe principal: Corresponde
a una superficie muy inclinada a lo largo de la periferia del rea
en movimiento, causado por el desplazamiento del material fuera del
terreno original. La continuacin de la superficie del escarpe
dentro del material forma la superficie de falla.2. Escarpe
secundario: Una superficie muy inclinada producida por
desplazamientos diferenciales dentro de la masa que se mueve.3.
Cabeza: Las partes superiores del material que se mueve a lo largo
del contacto entre el material perturbado y el escarpe principal.4.
Cima: El punto ms alto del contacto entre el material perturbado y
el escarpe principal. 5. Corona: El material que se encuentra en el
sitio, prcticamente inalterado y adyacente a la parte ms alta del
escarpe principal.6. Superficie de falla: Corresponde al rea debajo
del movimiento que delimita el volumen de material desplazado. El
volumen de suelo debajo de la superficie de falla no se mueve.7.
Pie de la superficie de falla: La lnea de interceptacin (algunas
veces tapada) entre la parte inferior de la superficie de rotura y
la superficie original del terreno.8. Base: El rea cubierta por el
material perturbado abajo del pie de la superficie de falla.9.
Punta o ua: El punto de la base que se encuentra a ms distancia de
la cima.10. Costado o flanco: Un lado (perfil lateral) del
movimiento.11. Superficie original del terreno: La superficie que
exista antes de que se presentara el movimiento.12. Derecha e
izquierda: Para describir un deslizamiento se prefiere usar la
orientacin geogrfica, pero si se emplean las palabras derecha e
izquierda debe referirse al deslizamiento observado desde la corona
mirando hacia el pie. DIMENSIONES
Imagen 3. Dimensiones de los movimientos en masa de acuerdo a
IAEG Commission on Landslides (1990).Para definir las dimensiones
de un movimiento se utiliza la terminologa recomendada por el
IAEG:1. Ancho de la masa desplazada : Ancho mximo de la masa
desplazada perpendicularmente a la longitud . 2. Ancho de la
superficie de falla : Ancho mximo entre los flancos del
deslizamiento perpendicularmente a la longitud .3. Longitud de la
masa deslizada : Distancia mnima entre la punta y la cabeza.4.
Longitud de la superficie de falla : Distancia mnima desde el pie
de la superficie de falla y la corona.5. Profundidad de la masa
desplazada: Mxima profundidad de la masa movida perpendicular al
plano conformado por y 6. Profundidad de la superficie de falla :
Mxima profundidad de la superficie de falla con respecto a la
superficie original del terreno, medida perpendicularmente al plano
conformado por y .7. Longitud total : Distancia mnima desde la
punta a la corona del deslizamiento.8. Longitud de la lnea central
: Distancia desde la punta o ua hasta la corona del deslizamiento a
lo largo de puntos sobre la superficie original equidistantes de
los bordes laterales o flancos.El volumen de material medido antes
del deslizamiento generalmente, aumenta con el movimiento debido a
que el material se dilata. El trmino Factor de expansin puede ser
utilizado para describir ste aumento en volumen, como un porcentaje
del volumen antes del movimiento. CARACTERIZACIN DE UN
DESLIZAMIENTO Una vez se ha formado un deslizamiento se requiere
encontrar las causas y mecanismos del movimiento y determinar las
medidas correctivas que se requieren para controlar los fenmenos.
Para lograr este objetivo, se requiere conocer en detalle los
parmetros y fenmenos que caracterizan el problema y con este fin se
requiere programar un estudio detallado del
deslizamiento.Reconocimiento del tipo y caractersticas del
movimientoPrimero debe reconocerse el tipo de deslizamiento, el
cual puede determinarse con base en el estudio de los sistemas de
agrietamiento. Por ejemplo, en un derrumbe de rotacin, las grietas
son ligeramente curvas en el plano vertical y son cncavas en la
direccin del movimiento, mientras los deslizamientos de traslacin
en bloque presentan generalmente grietas verticales algo rectas y
con el mismo ancho de arriba abajo. CONDICIONES DRENADAS O NO
DRENADASLas fallas de los taludes pueden ocurrir en condiciones
drenadas o no drenadas. Si la inestabilidad es causada por cambios
en la carga, tal como la remocin de materiales de la parte baja del
talud o aumento de las cargas en la parte superior, en suelos de
baja permeabilidad, estos pueden no tener tiempo suficiente para
drenar durante el tiempo en el cual ocurre el cambio de carga. En
ese caso se dice que las condiciones son no drenadas.Para
determinar las condiciones de drenaje Duncan (1996) sugiere
utilizar la siguiente expresin:
Donde:T = Factor adimensional = Coeficiente de consolidacint =
Tiempo de drenajeD = Longitud del camino de drenaje o distancia de
salida del agua al cambio de presiones.Si T es mayor de 3 la
condicin es drenada. Si T es menor de 0.01 la condicin es no
drenada. Si T est entre 0.01 y 3.0 ocurre drenaje parcial durante
el tiempo de cambio de cargas.En este caso deben analizarse ambas
condiciones. El caso drenado y el caso no drenado. EFECTO DE LOS
DUCTOS DE AGUA EN LA CORONA DE LOS TALUDES SOBRE EL ANLISIS DE
ESTABILIDADSiempre que sea posible es imperativo el localizar los
ductos de agua lejos de la corona de taludes o laderas donde se
requiera su estabilidad. Como una regla general la distancia entre
la corona de los taludes y la localizacin de todo tipo de tuberas y
servicios debe ser igual a la altura total del talud. Aunque este
es el estndar mnimo recomendado (Abramson, 1996), en ocasiones se
requieren aislamientos mayores.En el caso en el cual no es posible
mantener estos aislamientos, el talud debe disearse para tener en
cuenta su saturacin debida a la muy posible infiltracin de agua,
teniendo en cuenta que en la mayora de los casos se producen fugas
de los ductos.
GRIETAS DE TENSIN EN LOS ANLISIS DE ESTABILIDADLa existencia de
grietas de tensin aumenta la tendencia de un suelo a fallar, la
longitud de la superficie de falla a lo largo de la cual se genera
resistencia es reducida y adicionalmente la grieta puede llenarse
con agua, en el caso de lluvias.La profundidad de las grietas de
tensin puede determinarse de acuerdo a la siguiente expresin:
Donde: = Profundidad de la grieta de tensinc = cohesin = Peso
unitario del suelo = Angulo de friccin
ESTABILIZACION DE TALUDES
Luego de ver algunas de las fallas que ocurren en los taludes,
se puede hablar de sistemas de ESTABILIZACIN propiamente dicha, en
los que se pretende actuar sobre una gran masa de terreno inestable
que puede provocar fenmenos de deslizamiento profundo mediante
planos o crculos de rotura; o bien, sistemas de CONTENCIN,
aplicables a taludes de menor entidad o de menor masa de terreno
movilizada.En el primero de los casos, que es el habitual, las
acciones sobre la ladera o el talud, suelen ser de varios tipos y
combinadas entre s, y todas ellas van encaminadas a conseguir un
coeficiente de seguridad admisible frente al deslizamiento posible.
Segn lo anterior, se puede destacar distintas actuaciones para
conseguir dicho objetivo: Desmonte de tierras de la ladera para
descargar el talud, suavizando pendientes en las zonas ms
desfavorables, y refuerzo del pie del talud para contener y
perfilar su derrame.
Imagen 4 y 5. Desmonte de tierras de la ladera
Sistemas de drenaje para evacuar el agua de escorrenta y la
existente en la capa fretica. Se realizan zanjas de recogida de
agua en coronacin de talud y en su pie y pozos profundos con
conexin horizontal entre ellos en profundidad para aumentar la
eficacia del drenaje. Tambin se disponen drenes californianos
subhorizontales para evacuar el agua del interior.
Imagen 6. Sistemas de drenaje
Refuerzo semi profundo con bulonaje o soil nailing para coser
capas de terreno inestable y evitar su desprendimiento.
Imagen 7 y 8. Refuerzo semi profundo con bulonaje
Construccin de elementos resistentes de contencin, en
superficie, mediante muros de gravedad o elementos por bataches que
van anclados al terreno para resistir los esfuerzos transmitidos
por los empujes.
Imagen 9 y 10. Elementos resistentes de contencin.
Ejecucin de elementos profundos mediante pantallas o cortinas de
pilotes, rectangulares o circulares (pasadores), que tienen la
misin de estabilizar el talud alcanzando y atravesando las posibles
superficies de rotura, evitando el deslizamiento de la masa de
terreno. Estos elementos pueden ir arriostrados en cabeza mediante
anclajes perforados en el terreno colaborando para resistir los
empujes sobre la cortina de pilotes.
. Imagen 11 y 12 Elementos profundos (pantallas o cortinas de
pilotes)
Muros de hormign en masa y armado.Son muros con gran masa que
resisten el empuje mediante su propio peso y con el peso del suelo
que se apoya en ellos, no estn diseados para trabajar a traccin.
Son de construccin rpida y simple. Pueden construirse en curva y
con diferentes formas. Admiten fcilmente el chapado de sus
paramentos, lo que favorece su integracin ambiental. Necesita un
volumen considerable de hormign. Generalmente son antieconmicos
para alturas mayores de tres metros. No se adaptan a los
movimientos del terreno.
Imagen 13. Perfiles de muro tipo hormign armado en funcin de la
altura H en mm Muros de escollera.Las obras de escollera estn
constituidas por bloques ptreos, con formas ms o menos prismticas y
superficies rugosas. Costes bajos. Capacidad de drenaje importante
a travs de los orificios creados por bloques de roca. Amortigua los
movimientos del talud sin perder sus propiedades resistentes. Se
integra fcilmente al medio ambiente debido al carcter natural de
sus componentes. Requieren utilizacin de bloques o cantos
relativamente grandes.El enganchado consiste en la colocacin de
bloques de piedras naturales sanas, compactadas y resistentes. Se
utilizan para dar suficiente peso cerca del pie de un talud
inestable, y de esta manera prevenir el movimiento.En la preparacin
de los muros de escollera se siguen dos fases: una primera de
preparacin de los cimientos y la segunda de colocacin de los
bloques.La cimentacin de un muro de escollera se realiza vertiendo
el hormign de limpieza en la base de ste, bajo la rasante del muro.
Esta capa de hormign proporciona mayor rigidez, nivelando y
unificando los asientos y redistribuyendo las tensiones del
terreno.
Imagen 14. Esquema constructivo de un muro de escollera.
Muros de gaviones.La mampostera gavionada consiste en una
estructura paraleleppeda elaborada con mallas metlicas de alambre
galvanizado de triple torsin y rellenas con piedras prximas a la
obra. Estos muros suelen ser menores a 6 metros. No precisan
cimentacin. Adaptacin al terreno. Fcil diseo y rpida construccin.
Mano de obra no especializada. Trabajan fundamentalmente por
gravedad. Son flexibles y son capaces de soportar ciertos
asentamientos sin fracturarse. Presentan condiciones de drenaje y
durabilidad excelentes. Utilizacin de materiales de la zona. Bajo
coste. Las mallas de acero galvanizado se corroen fcilmente en
ambientes cidos. Los bloques de roca no necesariamente estn
disponibles en todos los sitios y pueden condicionar el coste de la
obra. Al ser muros de gravedad, su espesor aumenta
proporcionalmente con la altura, por lo que para grandes alturas el
volumen de piedra aumenta de tal forma que hace antieconmica la
solucin.
Imagen 15. Muros de gaviones tipo en funcin de su altura H y
anchura B. Cotas en cm Realizacin de barreras de micropilotes o
columnas de jet grouting para coser y rigidizar la masa de suelo
inestable, atravesando las superficies de rotura, para mejorar la
estabilidad general del talud.
Imagen 16 y 17. Realizacin de barreras de micropilotes o
columnas de jet grouting
Implantacin de muros ecolgicos con material geotextil,
utilizando el propio terreno para contener las zonas inestables.
Otras actuaciones como estabilizacin del suelo con adiciones (cal)
o plantacin de rboles que eviten la erosin de las capas
superficiales y su posterior desprendimiento.
Soluciones de Bioingeniera
Las tcnicas de bioingeniera se basan en la utilizacin de plantas
vivas como elemento constructivo, Conjuntamente o no con material
inerte (material leoso, piedras, mallas metlicas, geo textiles o
Productos sintticos).Estas tcnicas se pueden dividir en tres
grandes grupos:
Tcnicas de recubrimiento
Son tcnicas destinadas a evitar la erosin superficial. Dentro de
este grupo se distinguen: Siembras de diversos tipos, con o sin
acolchados Hidrosiembras tanto de especies herbceas como especies
leosas Mantas y redes orgnicas.
Tcnicas de estabilizacin Estas tcnicas permiten estabilizar el
terreno hasta dos metros de profundidad y se basan en la disposicin
de plantas leosas obtenidas por reproducciones vegetativas y
colocadas en filas horizontales.Las plantas tienen que obtener la
capacidad de emitir races adventicias de manera que formen un
entramado que permita la sujecin del terreno. Dentro de estas
tcnicas se pueden enumerar: Fajinas vivas. Paquetes de matorral.
Estaquillados de sauces. Lechos de ramaje. Esteras de ramas.
Empalizada.
Tcnicas mixtas Estas tcnicas conjugan la utilizacin de elementos
vegetales con materiales inertes tales como: madera, acero
galvanizado, piedra, hormign, etc. El material inerte acta como
estabilizador hasta que las plantas sean capaces de realizar esta
funcin. Dentro de estas tcnicas se encuentran: Fajinas mixtas
Gaviones revegetados Definicin del proceso constructivo
Siembras e hidrosiembras Las hidrosiembras estn recomendadas
para taludes hasta inclinarse de 35(aprox. 70% de pendiente).Los
componentes y aplicaciones de las hidrosiembras se detallan a
continuacin: poca de siembra: septiembre-febrero. Forma de
aplicacin: hidrosiembras en dos fases. La primera aplicacin
contendr todos los componentes principales: semillas, parte del
acolchado (mulch), parte del fijador y el agua. La segunda
aplicacin tiene como objetivo cubrir las semillas para favorecer su
germinacin, utilizando una mezcla con el resto de acolchado,
fijador y agua.
Mallas y mantas y orgnicas
Se utilizan para proteger la superficie del talud frente a la
erosion, retener las capas superficiales del terreno y aportar
materia organica en su descomposicin. Tambin favorecer los procesos
de enraizamiento y desarrollo de la vegetacin.
Las mantas se utilizan en taludes con mayor pendiente, pudindose
superar los 45, y con problemas erosivos fuertes. En el caso de las
mallas o redes se utilizan generalmente en taludes de menor tiempo
que las mantas, adems su coste es menor que las mantas.
Fajinas vivas
Las fajinas vivas estn construidas a partir de especies leosas:
sauces, tarais, alios o chopos, formando fardos con una estructura
cilndrica. La disposicon de las estacas ser orientada segn las
curvas de nivel, dotndolas de una ligera pendiente hacia los
laterales del talud para drenar el exceso de humedad. Las fajinas
se colocaran al trebolillo con el fin de disimular la longitud de
la ladera, minimizando los procesos erosivos.
Imagen 18. Fajinas vivas
El material vivo de la fajina enraiza y pasa a formar parte de
la estructura estabilizadora. Las fajinas vivas proporcionan un
incremento de la estabilidad de la superficie y pueden
aumentar.
Fajinas mixtas
Cumplen las mismas funciones que las vivas, solo que en lugar de
ramas, se utilizan en sus construcciones rollizas de madera y
redondas de acero.
El proceso constructivo es muy similar a las fajinas vivas.
Imagen 19. Vista lateral de las Fajinas mixtas
Paquetes de matorral
Esta tcnica de correccin de crcavas en taludes, consiste en
rellenar la crcava con capas alternas remas de matorral enraizantes
y tierras de relleno compactadas y tierra vegetal, fijando el
conjunto con una serie de rellenos de madera clavadas en el fondo
de la depresin. Esta tcnica es efectiva para esfuerzo y la
estabilidad frente a fenmenos erosivos. Las ramas actan como
tirantes que refuerzan el suelo una vez instaladas. Cuando
comienzan a crecer y desarrollan follaje.
Imagen 20. Paquetes de matorral
Junto con todos estos sistemas de estabilizacin y refuerzo de
taludes es imprescindible la realizacin de un estudio
geolgico-geotcnico previo que aporte informacin del suelo existente
en cada caso, y de las posibles razones que motivan su
inestabilidad. As mismo, es necesario un control de los movimientos
que se producen, mediante la instrumentacin del talud y de los
elementos de estabilizacin y contencin; que debe ser implantada
previamente o simultneamente con el comienzo de las actuaciones,
mantenindola durante todo el tiempo que dure la intervencin, para
controlar sus efectos y su evolucin. Es conveniente tambin,
controlar peridicamente despus de dichas actuaciones el
comportamiento del talud, verificando la efectividad del
tratamiento.La eleccin de uno u otro sistema de estabilizacin vendr
dada por la entidad del posible deslizamiento en cada caso, y por
la afeccin del mismo sobre construcciones o instalaciones
existentes.Hay casos en los que la intervencin sobre taludes
inestables se hace de forma progresiva, por fases, comprobando la
eficacia de las actuaciones, con la intencin de optimizar el costo
de las mismas. Sin embargo hay situaciones en las que es necesario
acudir a soluciones ms contundentes de entrada para eliminar el
riesgo de que se produzcan daos humanos o materiales
inadmisibles.En cualquier caso, la solucin adoptada debe ser
compatible con el estado del talud, evitando que durante la fase de
ejecucin de los elementos de refuerzo o estabilizacin se acelere o
aumente su inestabilidad, provocando un efecto contrario al
deseado.
4. CONCLUSIONES
En la ingeniera, ms directamente en la civil y ambiental, es
importante considerar que existen procesos geolgicos, factores
ambientales y la misma mano del hombre que generan una
desestabilidad de los terrenos, por lo tanto, el estudio de
estabilizacin de taludes toma parte fundamental en el desarrollo
integro como ingenieros, ya que nos permitirn analizar factores de
riesgo a la hora de trabajar un terreno con laderas, cuencas o
acantilados, sabiendo que estos presentan desprendimientos o
desplomes.
Asimismo, analizando los factores de riesgo de inestabilidades
en los taludes, se pueden tomar medidas preventivas que nos
delimiten el riesgo de un posible desplome, ellos buscan determinan
la estabilidad del terreno, como tambin determinar si se busca la
disminucin de la pendiente o la construccin de bermas, trincheras y
cubiertas. El fin de cada uno de los mtodos evitar poner en riesgo
el bienestar fsico y psicolgico de las personas que se ven
beneficiadas por la construccin de una obra ingenieril, como tambin
mantener stas en condiciones ptimas.
Finalmente, ser conscientes que como ingenieros tenemos la
obligacin de garantizar la durabilidad de cada una de las obras que
se hagan, as como su estabilidad en todos los aspectos presentes
nos genera muchos avances en la infraestructura y nos lleva a
mejorar la calidad de vida de las personas
5. BIBLIOGRAFIA SUAREZ, Jaime. Deslizamientos y estabilidad de
taludes en zonas tropicales. Instituto de Investigaciones sobre
Erosin y Deslizamientos. 1998. Pg. 2-30. 35-70. 121-123 Magrama
[Web en lnea] Disponible en:
http://www.magrama.gob.es/es/desarrollo-rural/temas/caminos-naturales/6.5._estabilizaci%C3%B3n_de_taludes_tcm7-213274.pdf
Consultado: Septiembre 3 del 2014 Grupo Terratest [Web en lnea]
Disponible en http://www.terratest.es/docs/simposiotaludespt.pdf
Consultado: Septiembre 3 del 2014
