Tema nº 5 2013-2014

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1
Mecánica de Rocas
Tema 5.
Clasificación de Macizos Rocosos
Universidade da Coruña
Jordi Delgado Martín
E.T.S. Ingenieros de Caminos, 
Canales y Puertos
Tema 5.
Clasificación de Macizos 
Rocosos
2
¿Por qué? ¿Para qué?
1 2 3
4 5 6
Necesidad de una Sistemática
3
Algunas Interacciones en 
Macizos Rocosos
Comportamiento del Macizo
4
Tensiones in situ Bajas
Rocas Masivas
No se requieren 
sostenimientos 
permanentes. Por 
motivos de seguridad, 
durante la construcción 
puede ser preciso 
emplear sostenimientos 
ligeros
Rocas Algo 
Fracturadas
Serán necesarios bulones 
puntuales para prevenir 
el desprendimiento de 
determinados bloques de 
roca y cuñas. Los 
bulones deben ser 
activos
Rocas Muy 
Fracturadas
Bulones ligeros 
emplazados 
sistemáticamente junto 
con mallazo y/o hormigón 
proyectado y control de 
los desprendimientos de 
fragmentos superficiales 
de la excavación
Tensiones in situ Altas
Rocas Masivas
Bulones y pernos 
junto con mallazo y 
hormigón proyectado 
para inhibir la 
fracturación y 
mantener los 
bloques sueltos en 
su sitio 
Rocas Algo 
Fracturadas
Bulones pesados 
inclinados para 
interceptar las juntas. 
Mallazo u hormigón 
proyectado reforzado 
con fibra de acero en la 
clave y hastiales de la 
excavación
Rocas Muy Fracturadas
Bulones pesados sistemáticos 
y hormigón proyectado 
reforzado con fibra de 
acero. A veces, cerchas de 
acero deslizantes. Pueden 
ser necesarios encofrados 
perdidos y placas de 
hormigón en la solera para 
prevenir levantamientos
5
Tensiones in Situ
Para una Psost constante, las 
tensiones in situ bajas implican 
menores deformaciones que las 
tensiones in situ altas
Relación entre la presión de sostenimiento
y la deformación de un túnel, para distintas relaciones 
de resistencia de macizo rocoso y tensiones in situ
Tensiones in situ y 
Deformaciones
situintensiones
macizodelaResistenci
6
Radio del túnel (m)
Pr
es
ió
n 
de
 s
os
te
ni
m
ie
nt
o 
(M
Pa
)
Elección de Sostenimientos
Clasificación de Macizos –
Ideas Generales
Inicialmente se desarrollaron para la estimación de 
sostenimientos de túneles. 
Se utilizan en proyectos de viabilidad y en las etapas 
preliminares de diseño.
Algunas clasificaciones constan de simples listas de 
comprobación mientras que otras presentan esquemas muy 
detallados.
Su objetivo es dar una idea clara del macizo rocoso y de su 
variabilidad espacial.
7
Clasificación de Macizos –
Ideas Generales
Sirven para obtener estimaciones preliminares (basadas en 
reglas empíricas) sobre la necesidad de sostenimiento de 
excavaciones subterráneas (túneles, cavernas, …) o 
superficiales (taludes, cortas, etc.)
Constituyen una herramienta ingenieril práctica que obliga al 
usuario a examinar las propiedades del macizo rocoso.
No reemplaza a los métodos de diseño avanzados.
Se aplica de forma específica a emplazamientos específicos.
Nomenclatura Túneles
8
Nomenclatura Túneles
Esquema de tiro
Avance
Destroza
Túneles
9
Emboquilles
Emboquilles
10
11
Viseras
12
Paraguas de Micropilotes
13
14
15
16
Sistema Simmetrix®
17
Cerchas Rígidas
18
19
Cerchas Deslizantes
20
Cerchas Deslizantes
Cerchas en Celosía
21
Cerchas Reforzadas con 
Hormigón Proyectado (RRS
22
23
Hormigón Proyectado 
Reforzado con Fibras
24
25
Clasificación de Terzaghi 
(1946)
K. von Terzaghi
carga litostática
(rock load)
Rock load factor
p = support pressure = HP H
Descripción de los Macizos
Descripción de los Tipos de Roca
Intacta
Estratificada
Moderadamente fracturada
Triturada
Fluyente (evaporitas,…)
Expansiva (anhidrita, arcillas, …)
26
Ejemplo de Sostenimiento
 Características de la roca Carga litostática, Hp 
(en pies) 
Notas 
1 Roca dura e intacta 0 Revestimiento ligero, necesario sólo en caso 
de fenómenos de descompresión 
2 Roca dura estratificada o 
esquistosa 
0 0.5B 
3 Roca masiva y moderadamente 
fisurada 
0 0.25B 
Revestimiento ligero. La carga puede variar 
erráticamente de un punto a otro 
4 Roca moderadamente fracturada 
en bloques y fisurada 
0.25B a 0.35(B+Ht) Sin presión lateral 
5 Roca muy fracturada en bloques y 
fisurada 
(0.35 1.10)(B+Ht) Pequeña o nula presión lateral 
6 
Roca completamente triturada 
pero químicamente intacta (no re-
cementada) 
1.10(B+Ht) 
Presión lateral importante. El efecto 
ablandante de las filtraciones de agua hacia la 
parte baja del túnel requiere, bien soportes 
continuos para la parte inferior de las cerchas 
o bien cerchas circulares 
7 Roca fluente a moderada 
profundidad 
(1.10 2.10)(B+Ht) 
8 Roca fluente a gran profundidad (2.10 4.50)(B+Ht) 
Muy altas presiones laterales. Se requiere 
contrabóveda y se recomienda emplear 
cerchas circulares 
9 Roca expansiva 
Hasta 250 pies, 
independiente del valor 
de (B+Ht) 
Se requieren cerchas circulares. En casos 
extremos deben usarse soportes deslizantes 
 
Limitaciones
No proporciona información cuantitativa sobre las 
propiedades del macizo rocoso, siendo demasiado 
general como para permitir una evaluación objetiva 
de las calidades de la masa rocosa.
No considera la interacción existente entre el 
terreno y el revestimiento.
No es adecuada para los modernos sistemas 
constructivos de túneles, que emplean hormigón 
proyectado y anclajes para el sostenimiento
27
Clasificación de Lauffer (1956)
Introduce dos factores importantes:
Tiempo de sostenimiento (stand-up time)
Vano crítico (active span)
Clasificación de Lauffer (1956)
28
Clasificación de Lauffer (1956)
 Tipo de Macizo Rocoso Sostenimiento Sostenimiento con 
fortificación de madera 
A Firme, resistente No se requiere No se requiere 
B Se rompe a posteriori 
Hormigón proyectado en capa de 2 a 3 
cm o anclajes de 1.5 a 2 m con malla y, 
en determinados casos, solo chapas 
Protección de cabeza 
C Se rompe a posteriori con 
facilidad 
Hormigón proyectado en capa de 3 a 5 
cm o anclajes de 1 a 1.5 m con malla y, a 
veces, solo placas de anclaje 
Revestimiento de techo o de 
testero 
D Quebradizo 
Hormigón proyectado en capa de 5 a 7 
cm con malla o anclajes de 0.7 a 1 m con 
malla y hormigón proyectado de 3 cm 
de espesor 
Entibación ligera 
E Muy quebradizo 
Hormigón proyectado en capa de 7 a 15 
cm con malla y, caso de ser posible, 
anclajes cada 0.5 a 1.2 m 
Entibación semipesada 
F Compresible 
Hormigón proyectado de 15 a 20 cm 
con mallas metálicas y cuadros de acero 
o cuadro con revestimiento y posterior 
inyección de cemento. 
G Muy compresible Cuadros de acero con hormigón proyectado 
Entibación de tablestacas, 
con o sin escudo 
 
Limitaciones
Dificultad para determinar los dos parámetros en 
los que se basa (active span y stand-up time).
Su importancia radica en que ...
El concepto de tiempo de sostenimiento ha sido 
importante para desarrollar el sistema NATM (New 
Austrian Tunnelling Method).
29
Clasificación NATM
Su elaboración se debe a los trabajos de L. von 
Rabcewicz, L. Müller y F. Pacher, entre 1957 y 1965.
NATM es una aproximación o filosofía que integra 
los principios de comportamiento de macizos 
rocosos bajo carga y la auscultación del 
comportamiento de las excavaciones subterráneas 
durante su construcción
Características NATM
Movilización de la resistencia del macizo rocoso. El método 
se basa en la conservación resistencia inherente al propio 
macizo rocoso que rodea la construcción de manera que 
constituya un sustento primario al propio túnel. 
Uso de hormigón proyectado. Para preservar la capacidad 
de carga del macizo, su potencial debilitamiento como 
resultado de una la excesiva deformación debe ser 
minimizado. 
Auscultación. NATM requiere la instalación de un sofisticado 
sistema de auscultación. Ello proporciona información en 
relación con la estabilidad de la excavación.
30
Características NATM
Uso de soportes flexibles. NATM aboga por la versatilidad y 
flexibilidad en los sostenimientos. Se prefieren elementos 
activos en lugar depasivos.
Cierre del anillo de convergencia. Los sostenimientos no 
deben emplazarse demasiado pronto tras la excavación dado 
que la capacidad de movilización del macizo tras la excavación 
para conformar el anillo de carga no es inmediata. 
Consideraciones contractuales. NATM se basa en una 
seguimiento continuo durante la construcción. Por ello, si 
fuera necesario, debe ser posible en términos contractuales, 
el cambio de los sistemas de refuerzo a medida que avanza la 
construcción.
Características NATM
La clasificación del macizo rocoso determina las medidas 
de sostenimiento. El pago por la realización de 
sostenimientos se basa en la clasificación del macizo 
efectuada tras cada cierto avance. Es, por tanto, un sistema 
de presupuesto dinámico más que uno de coste cerrado.
31
NATM
El elemento portante principal es el propio terreno
NATM
Favorecer el mantenimiento de la resistencia propia del terreno
32
NATM
Las decompresiones deben ser evitadas dado que reducen la 
resistencia del terreno
NATM
Es importante movilizar la resistencia de un anillo de protección 
en torno al túnel, sin que ello suponga una merma de la 
resistencia de la roca
33
NATM
Los refuerzos no deben emplazarse ni muy pronto ni muy tarde.
Tampoco deben ser excesivamente rígidos ni demasiado flexibles.
NATM
El refuerzo debe ser eficaces de forma general y no 
necesariamente puntual
34
NATM
Los refuerzos deben ser capas delgadas flexibles en lugar de rígidas y 
gruesas. Ello reduce la probabilidad de fallo
NATM
Se puede mejorar el refuerzo empleando mallas metálicas, cerchas y 
anclajes, no aumentando el grosor del hormigón.
35
NATM
El dimensionado del refuerzo y el momento de emplazamiento 
debe calibrarse de acuerdo con medidas de deformación in situ
NATM
De acuerdo con las concepciones modernas en mecánica de 
rocas, un túnel es un tubo consistente en un anillo de roca 
portante y sus refuerzos. No es una conducción.
36
NATM
El comportamiento del macizo depende de factores tales como la velocidad 
de convergencia, el ritmo del avance, las deformaciones de la bóveda, las 
cargas trasferidas a la cimentación, etc.
NATM
Los avances a sección completa facilitan la movilización de la resistencia 
del macizo. Los avances por secciones pequeñas tienden a debilitar el 
macizo por la generación de tensiones superpuestas.
37
NATM
Las secciones redondeadas previenen la concentración de tensiones
Túnel de Arlberg (Austria)
1974-1978
13.98 km
38
Túnel de Arlberg (Austria)
Clasificación de Deere (1962)
Rock Quality Designation, RQD.
Su finalidad es dar una estimación cuantitativa de 
la calidad de un macizo rocoso, a través de testigos 
de sondeo.
Es igual al % de piezas de testigo intactas de 
longitud superior o igual a 100 mm, en la longitud 
total del sondeo.
39
Clasificación de Deere 
(1962)
sondeodeltotallongitud
mmpiezasentestigodelongitud
xRQD
100
100


Clasificación de Deere (1962)
RQD Calidad de la roca 
< 25 % Muy pobre 
25 50 % Pobre 
50 75 % Aceptable 
75 90 % Buena 
90 100 % Excelente 
 
RQD debe ser determinado en testigos de, al menos, 54.7 mm 
de diámetro (diámetro NX en la terminología americana) y 
obtenido con un dispositivo de perforación de doble pared. 
Las medidas de testigo óptimas son las NX (54.7 mm ) y NQ 
(47.5 mm) si bien también es posible emplear otros diámetros 
entre el BQ (36.5 mm) y PQ (85 mm)
40
Clasificación de Deere (1962)
Autor Sin sostenimiento Sostenimiento con anclajes Sostenimiento con cerchas 
RQD 75 100 
RQD 50 75 
Espaciados entre 1.5 
1.8 m 
RQD 50  75 
Cerchas ligeras espaciadas 1.5 a 
1.8 m como alternativas a los 
anclajes 
 
RQD 25 50 
Espaciados entre 0.9 
1.5 m 
RQD 25 50 
Cerchas ligeras a medianas 
espaciadas de 0.9 a 1.5 m como 
alternativa a los anclajes 
Deere et al (1970) 
 
RQD 0 25 
Cerchas medianas a circulares 
pesadas espaciadas de 0.6 a 0.9 m 
Cecil (1970) RQD 82 100 
RQD 52 82 
Como alternativa a los 
anclajes, 40 60 mm 
de hormigón 
proyectado 
RQD 0 52 
Cerchas u hormigón proyectado 
reforzado 
Merrit (1972) RQD 72 100 
RQD 23 72 
Espaciados entre 1.2 y 
1.8 m 
RQD 0 23 
 
Clasificación de Deere (1962)
Elección de sostenimientos de acuerdo con 
RQD, de acuerdo con Merrit (1972)
41
Relación RQD y 
la clasificación 
de Terzaghi 
(1946)
Clasificación de Deere (1962)
Priest y Hudson (1976)
42
Priest y Hudson (1976)
 11.0100 1.0   eRQD
Frecuencia media entre juntas
Si 6 <  < 16
4.11068.3  RQD
Palmstrom (1982)
vJRQD 3.3115
Índice volumétrico de juntas, Jv: 
Suma del número de juntas por 
unidad de longitud
43
Limitaciones de RQD
No tiene en cuenta propiedades como la presencia 
de materiales de relleno en las juntas, su 
continuidad, su rugosidad, o la orientación.
Es un parámetro fuertemente direccional.
Deben discriminarse las fracturas generadas 
durante los procesos de perforación y manipulación 
de los testigos de sondeo o por voladuras, las 
cuales no deben entrar a formar parte del índice 
RQD.
Clasificación de Wickham at 
al. (1972)
Rock Structure Rating, RSR.
Introdujo el concepto de puntuación de elementos, 
obteniendo, así, una valoración numérica. A diferencia de la 
de Terzaghi, que era cualitativa, esta es cuantitativa (o, al 
menos, semi cuantitativa)
A diferencia de la de Deere (1962), se basa en muchos 
parámetros.
A diferencia de la de Lauffer (1957), la aplicación de RSR no 
se limita por la experiencia previa de quien la aplica.
44
Clasificación RSR
RSR = A + B + C
Parámetro A: Geología
Tipo Básico de Roca Estructura Geológica 
 
Dura Media Blanda Descompuesta Masiva 
Ligeramente 
plegada o 
fallada 
Moderadamente 
plegado o fallada 
Muy 
plegada o 
fallada 
Ígnea 1 2 3 4 
Metamórfica 1 2 3 4 
Sedimentaria 2 3 4 4 
 
Tipo 1 30 22 15 9 
Tipo 2 27 20 13 8 
Tipo 3 24 18 12 7 
Tipo 4 
 
19 15 10 6 
 
1) Tipo de roca (ígnea, metamórfica o sedimentaria).
2) Dureza de la roca (dura, media, baja, descompuesta).
3) Estructura geológica (masiva, ligeramente fallada/plegada, 
moderadamente fallada/plegada, muy fallada/plegada).
45
Parámetro B: Geometría
Dirección perp. al eje Dirección paral. al eje 
Dirección de la excavación 
Con y contra 
el buzamiento 
Con el 
buzamiento 
Contra el 
buzamiento 
En cualquier dirección 
Inclinación de las juntas principales 
Espaciado Medio entre las Juntas 
Horiz. Incli. Vert. Incli. Vert. Horiz. Incli. Vert. 
1. Muy apretadas (< 2 in) 9 11 13 10 12 9 9 7 
2. Apretadas (2 – 6 in) 13 16 19 15 17 14 14 11 
3. Mod. Fract. (6 – 12 in) 23 24 28 19 22 23 23 19 
4. Mod. a poco fract. (1 – 2 ft) 30 32 36 25 28 30 28 24 
5. Poco fract. a masivo (2 – 4 ft) 36 38 40 33 35 36 24 28 
6. Masivo (> 4 ft) 40 43 45 37 40 40 38 34 
 
1) Espaciado de las discontinuidades
2) Orientación de las discontinuidades 
(dirección, buzamiento y sentido de 
buzamiento)
3) Dirección del túnel o galería
Parámetro C: Filtraciones y 
Juntas
Calidad global del macizo rocoso (combinando A y B)
Condiciones de las juntas (buena, aceptable, mala)
Caudal de filtración, en gal/min/1000 pies de túnel)
Suma de Parámetros A + B 
13  44 45 – 75 
Estado de las Juntas 
Caudal de filtración previsto 
(gal/min por cada 1000 ft de túnel) 
Bueno Regular Malo Bueno Regular Malo 
Ninguno 22 18 12 25 22 18 
Ligero (< 200 gal/min) 19 15 9 23 19 14 
Moderado (200 1000 gal/min) 15 22 7 21 16 12 
Alto (> 1000 gal/min) 10 8 6 18 14 10 
 
46
Corrección de RSR por el 
Método de Excavación
Diámetro del túnel Factor de ajuste 
30 pies (9.15 m) 1.058 
8.00 m 1.127 
25 pies (7.63 m) 1.135 
7.00 m 1.150 
20 pies (6.10 m) 1.168 
6.00 m 1.171 
5.00 m 1.183 
15 pies (4.58 m) 1.186 
4.00 m 1.192 
10 pies (3.05 m) 1.200 
 
RSRc = (A + B + C)*F.A.
Selección de Sostenimientos
47
Sugerencias sobre 
Dimensionado
Por Ejemplo:
Para anclajes de =25 mm, trabajando a tracción con una 
carga de 24000 libras-fuerza (~680 kgf)
W
piesespaciado
24
)( 
Pesode la roca
(en 1000 lb/ft2)
25.1
1
W
t 
150
65 RSR
Dt

Para hormigón proyectado de espesor t
Diámetro de la excavación
Rock Mass Rating System, RMR
Basada en:
Resistencia compresiva uniaxial de la roca
RQD
Espaciado entre discontinuidades
Estado de las discontinuidades
Filtraciones
Orientación de las discontinuidades
Clasificación de Bieniawski 
(1973, 1979, 1989)
48
Variantes de RMR
 Autor/es Año País Aplicación 
1 Weaver 1975 Sudáfrica Facilidad de arranque 
2 Laubscher 1977 Sudáfrica Minas 
3 Olivier 1979 Sudáfrica Meteorización 
4 Ghose y Raju 1981 India Minas de carbón 
5 Moreno Tallón 1982 España Túneles 
6 Kendorski 1983 USA Minas en rocas duras 
7 Nakao et al. 1983 Japón Túneles 
8 Serafim y Pereira 1983 Portugal Cimentaciones 
9 González Vallejo 1983 España Túneles 
10 Unal 1983 USA Anclajes en minas de carbón 
11 Romana 1985/1993 España Estabilidad de taludes 
12 Newman 1985 USA Minas de carbón 
13 Sandbak 1985 USA Capacidad de perforación 
14 Smith 1986 USA Facilidad de dragado 
15 Venkateswarlu 1986 India Minas de carbón 
16 Robertson 1988 Canadá Estabilidad de taludes 
 
Técnicas de Aplicación
El macizo se divide en regiones estructurales.
Cada región se clasifica separadamente.
Los límites entre zonas pueden ser litológicos, 
estructurales, etc.
Cada zona puede ser subdividida si se producen 
cambios significativos en algún parámetro (p. Ej. 
espaciado entre juntas).
49
Revisiones de RMR
Parámetro Valor 1973 1974 1976 1979 1989 
Índice de Carga Puntual 7 MPa 5 5 12 12 12 
RQD 70 % 14 14 13 13 13 
Espaciado entre Juntas 300 mm 20 20 20 10 10 
Estado de las Juntas Ligeramente alterado 12 10 20 20 25 
Filtraciones Seco 10 10 10 15 15 
Factor de ajuste por 
orientación de las juntas Muy favorable 15 15 0 0 0 
 RMR 76 74 75 70 75 
 
RMR - Sección A
Agrupa 5 parámetros principales
Resistencia a la compresión simple
RQD
Espaciado entre discontinuidades
Estado de las discontinuidades
Caudal de filtración
Algunos de los parámetros relevantes pueden ser 
interpoladas usando gráficas auxiliares.
50
RMR Básico
RMR Básico
51
RMR Básico
RMR Básico
52
Estimación de RQD mediante 
el Espaciado
RMR - Sección B
Considera la orientación de las juntas.
Sección A + Sección B = RMR global
Dirección y buzamiento 
de las juntas 
Muy 
favorable 
Favorable Aceptable Desfavorable Muy 
desfavorable 
Túneles y 
Minas 
0 2 5 10 12 
Cimentaciones 0 2 7 15 25 Puntuaciones 
Taludes y 
Pendientes 0 
5 25 50 60 
 
Dirección de las juntas perp. al eje del túnel 
Excavación a favor 
del buzamiento 
Excavación en contra 
del buzamiento 
Dirección de las juntas paral. al 
eje del túnel 
Buzamiento 
de 45º a 90º 
Buzamiento 
de 20º a 45º 
Buzamiento 
de 45º a 
90º 
Buzamiento 
de 20º a 45º 
Buzamiento 
de 45º a 90º 
Buzamiento 
de 20º a 45º 
Buzamiento 
de 0º a 20º y 
cualquier 
dirección en 
relación al túnel 
Muy favorable Favorable Aceptable Desfavorable 
Muy 
desfavorable 
Aceptable a 
desfavorable 
Aceptable 
 
53
RMR - Secciones C y D
Puntuación  100  81 80  61 60  41 40  21  
Categoría del Macizo I II III IV V 
Descripción cualitativa Muy bueno Bueno Aceptable Malo Muy malo 
 
Categoría I II III IV V 
Tiempo de sostenimiento medio 
10 años 
con 15 m de 
vano 
6 meses 
con 8 m de 
vano 
1 semana 
con 5 m de 
vano 
10 horas 
con 2.5 m de 
vano 
30 minutos 
con 1 m de 
vano 
Cohesión (kPa) > 400 300  400 200 300 100  200 < 100 
Ángulo de rozamiento > 45º 35º  45 º 25º  35 º 15º  25 º < 15 º 
 
Ajustes especiales de RMR 
(p. Ej. minería)
54
Recomendaciones sobre 
Sostenimientos
Recomendaciones sobre 
Sostenimientos
55
Clasificación de Lauffer (1988)
Clasificación de Lauffer (1988)
56
Clasificación de Lauffer (1988)
Unal (1983)
Cálculo de la tensión vertical litostática máxima para un 
túnel de diámetro B (en m), de acuerdo con el valor de 
RMR
B
RMR
Proof 100
100

Peso específico de la roca (kgf/m3)
57
Módulo de deformación (in 
situ) de la Roca
 
40
10
10


RMR
ME
Hoek y Brown (1980)
sm
ccc






 131





 
28
100
exp
RMR
mm i 




 
9
100
exp
RMR
s





 
14
100
exp
RMR
mm i 




 
6
100
exp
RMR
s
Macizos poco perturbados
(excavados mediante TBM o voladuras suaves)
Macizos perturbados 
(grandes pendientes o afectados por voladuras intensas)
Modelo de resistencia de 
macizos rocosos
58
Relación entre RMR y el 
Sistema Q
44ln9  QRMR
42ln5.10  QRMR
4.1277.0  RMRRSR
Bieniwaski (1976)
Abad et al. (1983)
Rutledge y Preston (1978) y 
Moreno Tallón (1982)
Clasificación de Romana: 
Slope Mass Rating, SMR
SRM = RMRbas + (F1 x F2 x F3) + F4
F1 depende del paralelismo entre la dirección de las juntas 
y la del plano del talud: 
= 1.0 (cuando ambos son paralelos)
= 0.15 (cuando forman un ángulo superior a 30º
  21 1 sjsenF  
orientación de las juntas orientación del talud
59
SMR
F2: depende del buzamiento de la junta. En el caso de roturas planas:
= 1.0 (para juntas con buzamiento > 45º)
= 0.15 (buzamiento < 20º)
= 1 (cuando la rotura sea por vuelco)
jtgF 
2
2 
ángulo de 
buzamiento de 
las juntas
F3: refleja la relación existente entre el buzamiento de las 
juntas y el propio talud.
F4: tiene en cuenta el método de excavación y otras circunstancias 
de la ladera
Factores de ajuste por la orientación de las juntas (F1, F2, F3) 
Caso Muy favorable Favorable Normal Desfavorable 
Muy 
desfavorable 
Rotura plana 
Vuelco 
| j – s| 
| j – s – 180| 
> 30º 30º  20º 20º  10º 10º  5º < 5º 
Rotura plana o 
vuelco 
F1 0.15 0.40 0.70 0.85 1.0 
| j| < 20º 20º  30º 30º  35º 35  45º > 45º Rotura plana 
F2 0.15 0.40 0.70 0.85 1.0 
Vuelco F2 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 
Rotura Plana 
Vuelco 
j – s 
j + s 
> 10º 
< 110º 
10º  0º 
110º  120º 
0º 
> 120º 
0 – (10º) 
 
< 10º 

Rotura plana o 
vuelco 
F3 0 6 25 50 60 
Factor de ajuste por el método de excavación (F4) 
Método Talud natural Precorte 
Voladura 
suave 
Voladura o 
excavación 
mecánica 
Voladura 
deficiente 
F4 + 15 + 10 + 8 0  
Clases de Estabilidad 
Clase V IV III II I 
SMR 0  20 21  40 41  60 61  80 81  100 
Descripción Muy mala Mala Normal Buena Muy buena 
Estabilidad 
Totalmente 
inestable 
Inestable Parcialmente estable Estable 
Totalmente 
 estable 
Roturas 
Grandes roturas por planos 
continuos o por masa 
Juntas o 
grandes cuñas 
Algunas juntas o muchas 
cuñas 
Algunos 
bloques 
Ninguna 
Actuaciones Reexcavación Corrección Sistemático Ocasional Ninguno 
 
SMR
60
Clasificación SMR de 
Laderas y Taludes
Los distintos taludes se clasifican en 5 categorías (I a V), para 
los cuales se recomiendan actuaciones genéricas:
SMR > 65: No son necesarias actuaciones salvo sanear el talud.
70 > SMR > 45: Serán necesarias actuaciones de protección: zanjas 
cazapiedras, vallas o pantallas al pie del talud, mallas de protección, 
dispositivos de atenuación de desprendimientos (pantallas dinámicas o 
estáticas), etc.
75 > SMR > 30: actuaciones de refuerzo del terreno: anclajes, etc.
60 > SMR > 20: hormigón proyectado, de relleno, contrafuertes y/o 
vigas, muros de pie (gaviones, escollera, hormigón), etc.
40 > SMR >10: drenaje superficial y profundo.
30 > SMR > 10: re-excavación: tendido del talud (retaluzado), muros de 
contención, falsos túneles, etc.
Desarrollada en el Instituto Geotécnico Noruego, NGI
Barton, Lien y Lunde (1974, 2000, 2013)
Variantes:
 Autor/es Año País Aplicación 
1 Kirsten 1982 Sudáfrica Facilidad de excavación 
2 Kirsten 1983 Sudáfrica Túneles 
 
Clasificación del NGI: Sistema Q
61
Sistema Q
El sistema se propuso tomando como base el análisis 
de una muy amplia base de datos de casos históricos 
(más de 210). 
Es una clasificación cuantitativa (escala logarítmica: 
de 0.001 a 1000).
Es un sistema de ingeniería que facilita la selección 
y diseño de sostenimientos para túneles
Sistema Q
El sistema Q sebasa en la atribución de 
puntuaciones a 6 parámetros:
RQD
Número de familias de discontinuidad
Rugosidad de la familia de discontinuidad más desfavorable
Grado de alteración o relleno en las juntas más 
desfavorables
Caudal de filtración
Estado tensional del macizo
SRF
J
J
J
J
RQD
Q w
a
r
n

62
Sistema Q
SRF
J
J
J
J
RQD
Q w
a
r
n

RQD = designación de la calidad de la roca 
Jn = índice de número de familias de discontinuidad (joint set 
number)
Jr = índice de rugosidad de las juntas (joint roughness 
number)
Ja = índice de alteración de las juntas (joint alteration 
number)
Jw = factor de reducción por la presencia de agua en las juntas 
(joint water reduction factor)
SRF = factor de reducción por tensiones en el macizo 
(stress reduction factor)
Sistema Q
La clasificación considera tres grupos de 
parámetros
Tamaño de bloque ( RQD / Jn )
Resistancia a corte de las juntas ( Jr / Ja )
Tensiones activas ( Jw / SRF )
Ninguno de ellos considera la orientación específica 
de las juntas.
63
Interpretación de los 
Parámetros
Representa la estructura del macizo
Estimación grosera del tamaño medio de bloques 
del macizo
nJ
RQD
Interpretación de los 
Parámetros
Representa la rugosidad y características 
friccionales de las paredes de las juntas o del 
material de relleno
a
r
J
J
64
Interpretación de los 
Parámetros
Consta de dos parámetros tensionales
SRF puede ser visto como un parámetro de tensión total 
que mide:
Pérdida de carga cuando la excavación atraviesa zonas 
altamente fracturadas.
Tensión del macizo en rocas competentes.
Cargas por fluencia en rocas plásticas incompetentes
JW es una medida de la presión de agua
SRF
Jw
Sistema Q: RQD
65
Sistema Q: Jn
Sistema Q : Jr
66
Sistema Q : Ja
Sistema Q : Ja
67
Sistema Q : Ja
Sistema Q : Jw
68
Sistema Q: SRF
Sistema Q: SRF
69
Sistema Q: SRF
Sistema Q: SRF
70
Sistema Q: SRF
Clasificación del Macizo
71
Sostenimientos con el 
Sistema Q
ESR
paredovanodellongitud
De 
Dimensión equivalente Excavation Support Ratio
Para sostenimientos temporales: Q = 5Q
ESR = 1.5ESR
Sostenimientos
72
Sostenimientos
73
Sostenimientos
Anclajes
ESR
B
L
15.02

Diámetro de la excavación
Longitud de anclaje
74
Vano sin Sostenimiento
  4.02 QESRLvano 
Máxima Tensión Litostática 
Vertical (y Horizontal)
3
0.2
QJ
P
r
roof 
33
0.2
QJ
J
P
r
n
roof 
Si el número de familias de juntas es inferior a 3...
kg/cm2
kg/cm2
Pwall = Proof substituyendo Q por Q’
10 < Q --> Q’ = 5Q
0.1 <= Q <= 10 --> Q’ = 2.5Q
Q < 0.1 --> Q’ = Q
75
Sostenimientos
Sostenimientos
76
Relación RMR y Q