Ingeniería Geotécnica - U5S1 - Estab Taludes

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ESTABILIDAD DE TALUDES
Ing. José Luis Carrasco Gutiérrez
Parte 1/2
jlcarrascog@gmail.com
Introducción
Tipos de deslizamientos
Factores condicionantes y desencadenantes
Procedimiento de investigación de deslizamientos
Métodos de estabilización de taludes y/o laderas
Estabilidad de taludes en suelos
Resistencia al corte en suelos
Métodos de análisis por equilibrio límite
Taller práctico (Uso de programas)
Contenido general
ESTABILIDAD DE TALUDES
1. Introducción
2. Tipos de deslizamientos
3. Factores condicionantes y desencadenantes
4. Procedimiento de investigación de deslizamientos
5. Métodos de estabilización de taludes y/o laderas
Contenido temático (Primera parte)
ESTABILIDAD DE TALUDES
1. Introducción
Objetivos:
• Entender el desarrollo y forma de taludes naturales
• Evaluar la estabilidad en corto y largo plazo
• Analizar derrumbes y entender mecanismos de falla
• Conocer las medidas de estabilización de taludes
• Comprender los criterios de análisis de estabilidad
• Permitir la evaluación de taludes o laderas deslizados
1. Introducción
En cualquier proyecto de ingeniería civil como:
• Carreteras
• Ferrocarriles
• Canales
• Minería
• Edificaciones, habilitaciones urbanas, etc.
Normalmente se requiere conformar plataformas y en muchos
casos es necesario excavar y/o rellenar el terreno, dando lugar
a la conformación de taludes.
Los taludes deben ser proyectados de tal forma que sean
estables y seguros.
1. Introducción - Origen
1. Introducción
Inclinación artificial 
(Talud)
Inclinación natural 
(ladera)
1. Introducción - Criterios de diseño
 Para el diseño de taludes se debe considerar el nivel de
riesgo en términos de pérdidas de vida humana y pérdidas
económicas. (Esto se relaciona con la elección de 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).
1. Introducción - Criterios de diseño
Criterios para seleccionar un factor de seguridad para diseño de taludes
Fuente: Jaime Suárez Díaz
2. Tipología y desarrollo de movimientos
Esquema de un deslizamiento rotacional típico (Fuente: Varnes 1978)
2. Tipología y desarrollo de movimientos
2. Tipología y desarrollo de movimientos
Carretera Huanuni Llallagua, Potosí - (Bolivia, 2007). Antiguos escarpes
de deslizamiento en suelo
ANTIGUOS DESLIZAMIENTOS
2. Tipología y desarrollo de movimientos
Las Bambas - Alternativa de acceso a mineraducto - Apurímac, Perú 2010
DESLIZAMIENTOS – ROTACIONALES
2. Tipología y desarrollo de movimientos
Fuente: Varnes 1978
DESLIZAMIENTO ROTACIONAL MÚLTIPLE
2. Deslizamiento rotacional múltiple. Barrios de Pampahasi, Kupini,
Callapa - La Paz, Bolivia (Febrero, 2011)
Fuente: J.L.Carrasco
Macro deslizamiento de talud – Dejó alrededor de 5 mil damnificados.
Increíblemente no se registraron pérdidas humanas.
2. Deslizamiento rotacional de un talud en lutitas
Estudio Carretera Zudañez - Padilla (Chuquisaca Bolivia, 2007)
Fuente: J.L.Carrasco
2. Tipología y desarrollo de movimientos
Carretera Kuntur Wasi (Cajamarca, 2010)
DESLIZAMIENTO TRASLACIONAL
2. Tipos de deslizamientos – Flujo de detritos (Debris Flow)
Los Corales, Estado de Vargas - Venezuela, Dic.1999
2. Tipos de deslizamientos - Falla plana en macizos rocosos
2. Tipos de deslizamientos - Falla plana
Estudio Carretera Padilla Monteagudo (Sector del Pithi), Chuquisaca Bolivia, 2007)
Fuente: J.L.Carrasco
2. Tipos de deslizamientos - Falla plana
Carretera Chiclayo – Jaen km173, Lambayeque Perú, 2011
Fuente: J.L.Carrasco
2. Tipos de deslizamientos - Falla en cuña en macizos rocosos
2. Tipos de deslizamientos - Falla en cuña en macizos rocosos
2. Tipos de deslizamientos - Caídas
Fuente: Varnes
1978
2. Tipos de deslizamientos - Caídas
3. Factores condicionantes y desencadenantes
Fuente: Gonzales de Vallejo
3.1 Factores condicionantes
Estratigrafía y discontinuidades
Talud desfavorableTalud favorable
3.1 Factores condicionantes
Litología
3.2 Factores condicionantes
Cambios en las condiciones naturales
(aspectos geológicos e hidrogeológicos)
3.2 Factores desencadenantes
Factores antrópicos
3.2 Factores desencadenantes
Factores antrópicos
Sobre cargas, saturación del medio (reducción de los parámetros resistentes)
5 Establecer el modelo geotécnico
Sobre la base de todos los estudios básicos (geotecnia, geología, hidrología e
hidrogeología) se establece el mecanismo de deslizamiento y las condiciones de
contorno. Luego se procede a la construcción del modelo geotécnico.
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.
• Elusión de amenazas
Soluciones
MEDIDAS DE ESTABILIZACIÓN
Elusión de la amenaza
Soluciones
Fuente: J. Suárez
MÉTODO APLICACIONES LIMITACIONES
Variantes o 
re-localización del 
proyecto
• Cuando hay riesgo de activar grandes 
deslizamientos difíciles de estabilizar
• Cuando existen deslizamientos 
antiguos de gran magnitud.
• Puede ser la mejor opción si es 
económico hacerlo
• Puede resultar costoso
Remoción total de 
deslizamientos
• Es atractivo cuando se trata de 
volúmenes pequeños de excavación
• La remoción de los deslizamiento 
puede producir nuevos 
movimientos
Remoción parcial de 
materiales inestables
• Se acostumbra remover los suelos 
sub superficiales inestables cuando 
sus espesores no son muy grandes
• Cuando hay nivel freático puede 
dificultar el proceso de 
excavación
Modificación del nivel de 
proyecto o subrasante de 
una vía
• La disminución de la altura de los 
cortes en un alineamiento de gran 
longitud puede resolver la viabilidad 
técnica del proyecto
• Generalmente al disminuir la 
altura de los cortes se 
desmejoran las características del 
proyecto
Puentes o viaductos sobre 
los movimientos
• Muy útil en terrenos de pendientes 
muy altas
• Se requiere cimentar los puentes 
sobre suelo estable y los pilares 
deben ser capaces de resistir las 
fuerzas del material inestable
5. MEDIDAS DE ESTABILIZACIÓN Soluciones
5. MEDIDAS DE ESTABILIZACIÓN - Suavización (geometría) :
Disminución de altura, terraceo, 
inclinación, material (topo, base )
60o
40o
FS = 1,00 FS = 1,31
5. MEDIDAS DE ESTABILIZACIÓN - Taludes mineros
Usualmente:
• Ángulo de talud de bancos, varia entre 55° a 75°
• Ángulo inter rampa, variable entre 37° a 65°
Suavización de Taludes
Muro de concreto en ‘L’
dren de piedras
drenaje
geotextil
Brasil
Drenaje ?
Fuente: A. Sayao
MEDIDAS DE ESTABILIZACIÓN - PATOLOGIAS EN TALUDES CON SOSTENIMIENTO
Muro con drenes (barbacanas)
Dren
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
Muro de Piedras muro
geotextil
dren de piedras
dren
Mampostería
de piedra
5. Alternativas de solución - Pedraplenes en talud de corte
Contención con muros de gaviones
Muros de 
Suelo Reforzado
Muro de Suelo Reforzado
5. Alternativas de solución (Muros mecánicamente estabilizado)
Carretera Interoceánica sur – Tramo II entre Urcos y Puente Inambari, 2009)
Fuente: J.L.Carrasco
2. Alternativas de solución (Muro mecánicamente estabilizado)
Carretera Interoceánica Sur – TramoII entre Urcos y Puente Inambari, 2009)
Fuente: J.L.Carrasco
Muro
Final de construcción
Fuente: A. Sayao
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
Anclajes + Clavos (Rio de Janeiro)
Fuente: A. Sayao
5. Alternativas de estabilización - Anclajes activos
Anclajes activos en taludes sobre macizos rocosos (Carretera Cotapata Santa
Bárbara, Los Yungas La Paz Bolivia, 2008)
Fuente: J.L.Carrasco
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
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
Cabeza de la Clave
25 75 50
Steel meshes
Steel bar
Grout
mm
Shotcrete
 (Ortigão & Sayão 2004)
Barras f > 22mm
8. Excavación
Secuencia de ejecución
Fuente: A. Sayao
Final de 
Ejecución
Fuente: A. Sayao
5. Alternativas de estabilización – Enmallado
Fuente: A. SayaoConvivir con el problema - Bolivia
Túnel Falso
Solución: Convivir con el problema (deslizamiento) Fuente: A. Sayao
5. Alternativas de solución
Elusión
5. Alternativas de solución
Soluciones de Ingeniería
Rotura en 
suelo residual
1985
Fuente: A. Sayao
drainage
ditches
drainage
anchors
grass
Elusión
5. Alternativas de solución
Fuente: A. SayaoSolución: Convivir con el deslizamiento
"Desafortunadamente, los suelos son fabricados por la naturaleza y no por el
hombre, y los productos de la naturaleza son siempre complejos ... Tan pronto
como se pasa del acero y el concreto al suelo, la omnipotencia de la teoría deja
de existir. El suelo natural nunca es uniforme. Sus propiedades cambian de punto
a punto, mientras que nuestro conocimiento de sus propiedades se limita a los
pocos sitios en que las muestras han sido recogidas. En la mecánica de suelos la
exactitud de los resultados calculados nunca supera a la de una estimación
aproximada, y la función principal de la teoría consiste en que nos enseña qué y
cómo observar en el campo."
6. CONSIDERACIONES FINALES
Citas de Karl Von Terzaghi
"Al utilizar la experiencia adquirida en el diseño de una nueva estructura se procede
por analogía y ninguna conclusión, por analogía, puede considerarse válida a
menos que todos los factores vitales involucrados en los casos objeto de
comparación, sean prácticamente idénticos. La experiencia no nos dice nada
sobre la naturaleza de estos factores y muchos ingenieros que están orgullosos
de su experiencia, ni siquiera sospechan de las condiciones exigidas para la
validez de sus operaciones mentales. Por lo tanto nuestra experiencia práctica
puede ser muy engañosa, a menos que se combine en ella una concepción
bastante precisa de la mecánica de los fenómenos en estudio."
"... Una vez que una teoría aparece en la hoja de preguntas de un examen de la universidad, se 
convierte en algo para ser temido y creído, y muchos de los ingenieros que fueron beneficiados por 
una educación universitaria aplicaron las teorías sin sospechar siquiera los estrechos límites de su 
validez. "
"... Cualquier intento de detener el asentamiento sin hacer la investigación preliminar propuesta sería 
una apuesta irresponsable. Puesto que he sido testigo de muchas apuestas de este tipo, puedo decir 
por experiencia personal, que los ahorros asociados con investigaciones preliminares insuficientes, 
están totalmente fuera de proporción con los riesgos financieros."
"La única cosa de la que un ingeniero debe tener miedo es del desarrollo de condiciones de trabajo 
que no ha previsto. Los planos de construcción no son más que un sueño deseado. Tengo la impresión 
de que la gran mayoría de las rupturas de presas fueron debido a la construcción negligente y no a 
defectos de diseño."
6. CONSIDERACIONES FINALES
Citas de Carl V. Terzaghi
"Presenté mis teorías e hice mis experimentos con el propósito de establecer una ayuda en la 
formación de una opinión correcta y me di cuenta con espanto, que todavía son consideradas por la 
mayoría como un sustituto para el sentido común y la experiencia."
Cuando le preguntaron a Terzaghi cuánto tiempo debería gastar escribiendo su informe, él recibió el 
siguiente consejo: "Gaste en éste tanto tiempo como sea necesario para informar al lector con tan 
pocas palabras como sea posible, acerca de todos los hallazgos significativos y acerca de las 
características esenciales de las operaciones de construcción que se han realizado."
"La teoría es el lenguaje por medio del cual las lecciones de la experiencia puede ser 
expresadas claramente."
"La teoría -e incluso la teoría muy rigurosa- es necesaria para la formación y el desarrollo de 
nuestra capacidad para interpretar correctamente lo que observamos, pero al mismo tiempo, 
solamente con la teoría no podríamos lograr nada en absoluto en el campo de la ingeniería de 
movimientos de tierra, y mientras más hechos concretos podamos acumular, mejor. Siempre 
pierdo los estribos con las personas que piensan que han captado la esencia misma de la 
sustancia después de que han tenido éxito en representar alguna fase artificialmente 
simplificada de la misma por medio de complicadas integrales triples, mientras que al mismo 
tiempo, se han olvidado de cómo se ve realmente el suelo. La observación aguda es al menos 
tan necesaria como un análisis penetrante."
6. CONSIDERACIONES FINALES
Citas de Carl V. Terzaghi
La ingeniería es un deporte noble ... pero equivocarse ocasionalmente es parte del juego. 
Ambicione ser el primero en descubrir y anunciar sus errores .... Una vez que usted comienza a 
sentirse tentado a negar sus errores ante la evidencia razonable, usted ha dejado de ser un 
buen deportista."