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ESTABILIDAD DE TALUDES 1.  CONCEPTOS GENERALES 1.1 Intr Introduc oducció ción n El modern moderno o desarr desarrol ollo lo de las ac actua tuale les s vías vías de comuni comunicac cació ión, n, tales tales como como canales, caminos y ferrocarriles, así como el impulso de la construcción de presas de tierra, y el desenvolvimiento de obras de protección contra la acción de rí ríos os han han pues puesto to al dise diseño ño y cons constr truc ucci ción ón de ta talu lude des s en un plan plano o de importancia ingenieril ingenieril de primer orden. Tanto Tanto por el aspecto de inversión, como por las consecuencias derivadas de su falla, los taludes constituyen hoy una de las estructuras ingenieriles que exigen mayor cuidado por parte del proyectista. Con la expansión de los canales, del ferrocarril y de las carreteras, provocaron los primeros intentos para realiar un estudio racional en este campo, pero no fue sino hasta hasta el ad adven venimi imient ento o de la !ec"n !ec"nica ica de los los #uelo #uelos s cuand cuando o fue posible aplicar al diseño de taludes normas y criterios. Estas normas y criterios apuntan directamente a la durabilidad del talud, esto es a su estabilidad a lo largo del tiempo.

1.2 Defin Definición ición de T Tau aud d #e entiende por talud a cualquier superficie inclinada respecto de la horiontal que hayan de adoptar permanentemente las estructuras de tierra. $o hay duda que el talud constituye una estructura comple%a de analiar debido a que en su estudio coinciden los problemas de mec"nica de suelos y de mec"nica de rocas, sin olvidar el papel b"sico que la geología aplicada desempeña en la formulación de cualquier criterio aceptable. Cuando el talud se produce en fo form rma a natu natura ral, l, si sin n inte interv rven enci ción ón huma humana na,, se deno denomi mina na lade ladera ra natu natura rall o si simp mple leme ment nte e lade ladera ra.. Cuan Cuando do los los talu talude des s son son hech hechos os por por el homb hombre re se denominan cortes o taludes artificiales, seg&n sea la g'nesis de su formación(

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en el cort corte, e, se real reali ia a una una exca excava vaci ción ón en una una fo form rmac ació ión n t' t'rr rrea ea natu natura rall )desmontes*, en tanto que los taludes artificiales son los lados inclinados de los terraplenes. En ciertos traba%os de la +ngeniería Civil es necesario utiliar el suelo en forma de talud como parte de la obra. Tal es el caso de terraplenes en caminos viales, en presas de tierra )como la resa -etardadora del udueña, -osario*, canales, etc.( donde se requiere estudiar la estabilidad del talud. En ci cier erto tos s caso casos s la esta estabi bili lida dad d %ueg %uega a un pape papell muy muy im impo port rtan ante te en la obra obra,, condicionando condiciona ndo la existencia de la misma como puede verse en presas de tierra, t ierra, donde un mal c"lculo puede hacer fracasar la obra.

El resultado del desliamiento de un talud puede ser a menudo catastrófico, con la p'rdida de considerables bienes y muchas vidas. or otro lado el costo de reba%ar un talud para alcanar mayor estabilidad suele ser muy grande. Es por esto que la estabilidad se debe asegurar, pero un conservadorismo extremo sería antieconómico. antieconómico.

1.! Definición ciónpordeestabilidad e"ta#i e"ta#iidad idad  #e Defini entiende a la seguridad de una masa de tierra contra la falla o movi movimi mien ento to.. Como Como prim primer era a medi medida da es nece necesa sari rio o defi defini nirr cr crit iter erio ios s de estabilidad de taludes, entendi'ndose por tales algo tan simple como el poder  decir en un instante dado cu"l ser" la inclinación apropia apropiada da en un corte o en un terrap ter rapl'n l'n(( casi casi siempr siempre e la m"s ap aprop ropiad iada a ser" ser" la m"s m"s escarp escarpada ada que se sostenga el tiempo necesario sin caerse. Este es el centro del problema y la raón de estudio.  / diferentes inclinaciones inclinaciones del talud corresponden diferentes masas de material t'rreo por mover y por lo tanto diferentes costos. odría imaginarse un caso en que por alguna raón el talud m"s conveniente fuese muy tendido y en tal caso no habría motivos para pensar en 0problemas de estabilidad de taludes1, pero lo normal es que cualquier talud funcione satisfactoriamente desde todos los puntos de vista excepto el económico, de manera que las consideraciones de cost costo o pr pres esid iden en la sele selecc cció ión n del del idón idóneo eo,, que que resu result ltar ar" " ser ser aqu' aqu'll al que que

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corresponda la mínima masa de tierra movida, o lo que es lo mismo el talud m"s empinado. robablemente muchas de las dificultades asociadas en la actualidad a los probl pro blema emas s de estab estabili ilidad dad de talude taludes s radic radican an en que se invol involucr ucra a en tal denominación a demasiados temas diferentes, a veces radicalmente distintos, de manera que el estudio directo del problema sin diferenciar en forma clara tales variantes tiende a conducir a cierta confusión. Es indudable que en lo anterior est" contenida la afirmación de que los taludes son estructuras muy comple%as, que prestan muchos puntos de vista dignos de estudio y a trav's de los cuales la naturalea se manifiesta de formas diversas. Esto har" que su estudio sea siempre complicado, pero parece cierto tambi'n, que una parte de las dificultades presentes se debe a una falta de correcto deslinde de las diferentes variantes con que el problema de estabilidad se puede presentar y se debe afrontar.   os problemas relacionados con la estabilidad de laderas naturales difieren radicalmente de los que se presentan en taludes construidos por el ingeniero. 2entro de 'stos deben verse como esencialmente distintos los problemas de los cortes de laderas y los de los terraplenes. as diferencias importantes radican, en primer lugar, en la naturalea de los materiales involucrados y, en segundo, en todo un con%unto de circunstancias que dependen de cómo se formó el talud y dede sutalhistoria de las del condiciones clim"ticas que primaron a lo largo historiageológica, y de la influencia hombre que e%erce en la actualidad o haya e%ercido en el pasado. Esta historia y g'nesis de formación de laderas y taludes, la historia de esfueros a que estuvieron sometidos y la inf influe luenci ncia a de con condic dicio iones nes clim"t clim"tica icas s o, en ge gener neral, al, ambien ambiental tales, es, defin definen en aspectos tan importantes como configuración de los suelos y las rocas, o el flu%o de las aguas subterr"neas a trav's de los suelos que forman la ladera o el talud, el cual influye decisivamente en sus condiciones de estabilidad.

1.$ Ti%o" de taude" a& Taude" artificiae" Cuando los taludes son hechos por el hombre se denominan cortes o taludes artifi art ificia ciale les, s, seg&n seg&n la g'nesi g'nesis s de su formac formació ión. n. En el corte corte se reali realia a una excavación en una formación terrea natural, en tanto los taludes artificiales son los lados inclinados de los terraplenes. Tambi'n se producen taludes en el borde de una excavación que se realice, a partir del nivel del terreno natural, a los cuales se les se suele llamar Taludes de excavación.

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#& Taude" naturae"' Cuando un Talud se produce de forma natural, sin intervención humana, se denomina de ladera natural o simplemente adera.

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2. TIPOS DE ( (AL ALLAS LAS )*S )*S C CO)UNE O)UNES S EN LOS TA TALUDES LUDES 2.1.

(ACTORES DE (ALLA

En primer lugar se distinguen las que afectan principalmente a las laderas naturales de las que ocurren sobre todo t odo en los taludes artificiales3 

(actore" Geo+orfoó,ico"' 4 Topografía de los alrededores del talud. 4 2istribució 2istribución n de las discontin discontinuidades uidades y estratificaciones. estratificaciones.



(actore" interno"' 4 ropiedades ropiedades mec"nicas de los suelos constituyentes. 4 Estados de esfueros actuantes. 4 5actores clim"ticos y concretamente el agua superficial y subterr"nea.

2.2.

TIPOS DE (ALLA

#e presentan a continuación las fallas m"s comunes de los taludes. En primer lugar, se distinguen las que afectan principalmente a las laderas naturales de las que ocurren sobre todo en los taludes artificiales.

A& (aa" i,ada" a a e"t e"ta#iid a#iidad ad de a a"" ader adera" a" natu naturae". rae". #e agrupan en esta división las fallas que ocurren típicamente en laderas naturales, aun cuando de un modo u otro tambi'n pudieran presentarse de manera ocasional en taludes artificiales. a incli inclinac nación ión de este este talud talud tie tiene ne que ser sufici suficien entem temen ente te suave suave y6o su al altur tura a suficientemente pequeña para que sea estable. a inclinación del talud una ve que ha cesado el vertido talud m"ximo para el cual el material estable se denomina "ngulo de reposo.

i.

De De" "ii-a+ a+ie ient nto o "u "u%e %erf rfic icia ia a" a"oc ocia iado do a fa fat taa de re"i" re"i"te tenc ncia ia %or #a #aaa %re"ión de confina+iento /Cree%&

#e refiere esta falla al proceso m"s o menos continuo y por lo general lento de desliamiento ladera aba%o que se presenta en la ona superficial de algunas laderas naturales. En aras de la economía del lengua%e se utiliar" en lo que sigue la palabra inglesa 0creep1 para referirse a ella, si bien eventualmente se podr" usar la expresión 0desliamiento 0desliamien to superficial1. superficial1. El creep suele afectar a grandes "reas y el movimiento superfic superficial ial se produce sin una tr tran ansi sici ción ón br brus usca ca entr entre e la part parte e supe superf rfic icia iall móvi móvill y las las masa masas s inmó inmóvi vile les s m"s m"s profundas. El creep suele deberse a una combinación de las acciones de las fueras de gravedad y de otros varios agentes.

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a velocidad de movimiento ladera deba%o de un creep típico puede ser muy ba%a y rara ve excede de algunos centímetros por año. En rigor debe hablarse de dos clases de creep, seg&n ha señalado Teraghi3 el estacional, que afecta sólo a la cortea superficial de la ladera que sufre la influencia de los cambios clim"ticos en forma de expansiones y contracciones t'rmicas o por  humedecimiento y secado, y el masivo, que afecta a capas de tierra mas profundas, no interesadas interesadas por los efectos ambientales ambientales y que, en consecuencia, consecuencia, sólo se puede puede atribu atr ibuir ir al efecto efecto gravit gravitaci aciona onal. l. El pri primer mero, o, que en mayor mayor o menor menor grado grado existe existe siempre, producir" movimientos que podr"n variar con la 'poca del año( el segundo se manifestar" por movimientos pr"cticamente constantes. El espesor de la capa superficial a la que afecta el creep estacional es sumamente ba%o y su dimensión m"xima puede estimarse en un metro.

ii ii..

(a (aa" a" a"o a"oci ciad ada" a" a %roc %roce"o e"o"" de defo defor+a r+ació ción n acu acu+u +uat ati0a i0a ,enera ,enera+e +ent ntee reacionada con %erfie" ,eoó,ico" de"fa0ora#e".

#e refiere este título al tipo de fallas que se producen en las laderas naturales como consecuencia de procesos de deformación acumulativa, por la tendencia de grandes masas mas as a movers moverse e ladera ladera aba%o. aba%o. Este Este tip tipo o de falla fallas s qui" qui" es típico típico de lader laderas as naturales en depósitos de talud o en otras formaciones an"logas en cuanto a g'nesis geológica, heterog'neos, no consolidada y ba%o la acción casiformada exclusivapor de materiales las fuerasbastante gravitacionales. a superficie de falla típica de un proceso de deformación acumulativa es de forma casi plana. / ello pueden contribuir varios factores, de los que el primero y m"s impo import rtan ante te qu qui i" " se la geol geolog ogía ía de la ona ona,, pues pues en una una lade ladera ra natu natura rall las las estratificaciones estratificacion es tienden a seguir la forma de la frontera exterior de la ladera. a inclinación media de la superficie de falla es de unos 789, siendo qui" 7:9 el valor  que se pueda atribuir al "ngulo de resistencia residual de los depósitos de talud. El ni nive vell fr fre" e"ti tico co y en gene genera rall la pres presen enci cia a de agua agua en los los mate materi rial ales es en la proxi pro ximid midad ad de la superf superfici icie e de falla falla de desem sempe peñan ñan un papel papel funda fundamen mental tal en la estabilidad y, de hecho, hacen algo m"s comple%o en mecanismo que se ha descrito para la generación de estas fallas.

ii iii. i.

(a (a aa % %or or de de" "ii-a+ a+ie ient nto o ""u% u%er erfi fici cia a''

Cualquier talud est" su%eto a fueras naturales que tienden a hacer que las partículas y porciones del suelo próximas a su frontera deslicen hacia aba%o( el fenómeno es m"s intenso cerca de la superficie inclinada del talud a causa de la falta de presión normal confinante que allí existe. El fenómeno se pone de manifiesto por una serie de efectos notables, tales como inclinación de los "rboles, por efecto del arrastre producido por las capas superiores del terreno en que enraían, movimientos relativos y rupturas de bardas, muros etc.( acumulación de suelos en las depresiones y valles y falta de los mismos en las onas altas.

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i0 i0..

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De" "ii-a+ien entto en adera era" naturae" e" "o#re "u "u% %er erffic iciie" de faa %reei"tente"'

En muchas laderas naturales se encuentra en movimiento hacia aba%o una costa important impo rtante e del material( material( producido producido por un proceso de deformación deformación ba%o esfuero esfuero cortante en partes m"s profundas, que llega muchas veces a producir una verdadera superficie de falla. Estos movimientos, a veces son tan t an lentos que pasan inadvertidos.

0.

(a (a aa %o %orr +o +o0i 0i+i +ien ento to de de cu cuer er%o %o d de e tta aud ud''

En contraste con los movimientos superficiales lentos, pueden ocurrir en los taludes movimientos bruscos que afectan a masas considerables de suelo, con superficies de falla que penetran profundamente en su cuerpo. Estos fenómenos reciben com&nmente de desliamiento de tierras. 2entro de estos existen dos tipos claramente diferenciados. En primer lugar, un caso en el cual se define una superficie de falla curva, a lo largo de la cual ocurre el movimiento del talud( talu d( estas son las fallas fallas llamadas llamadas por rotación. rotación. En segundo segundo lugar, lugar, se tienen tienen las fallas que ocurren a lo largo de superficies d'biles, asimilables a un plano en el cuerpo de talud o en su terreno de cimentación.

0i.

(uo"

#e refiere este tipo de falla a movimientos m"s o menos r"pidos de una parte de la ladera natural, de tal manera que el movimiento en sí y la distribución aparente de velocidades velocidade s y desplaamientos desplaamientos recuerda el comportamiento de un líquido viscoso. a superficie de desliamiento o no es distinguible o se desarrolla durante un lapso relativamente breve( es tambi'n frecuente que la ona de contacto entre la parte móvil y las masas fi%as de la ladera sea una ona de flu%o pl"stico. El material susceptible de fluir puede ser cualquier formación no consolidad consolidada, a, y así el fenómeno fenóm eno puede presenta presentarse rse en fragmento fragmentos s de roca, roca, depósito depósitos s de talud, talud, suelos suelos granulares finos o arcillas francas( son frecuentes los flu%os en lodo.

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(uo en +ateriae" reati0a+ente "eco"

En este grupo quedan comprendidos, en primer lugar, los flu%os de fragmentos de roca, desde los muy r"pidos )avalanchaas* )avalanchaas* hasta los que ocurren lentamente. Estos movimien movi mientos pueden pued explicar expl icarse ses en t'rm falla fall antemen pl"stica pl"s tica cont pro profun fundos dostos en entre tre los loen s fragme fra gmento ntos det'rminos roca rocinos a y, de consec conla secue uente mente, te, de afecta afelos ctan ncontactos siempr sieactos mpre e grandes masas de fragmentos y suelen ser de catastróficas consecuencias consecuencias.. En segundo lugar, los flu%os en suelos, relativamente secos ha ocurrido en 0loess1, asociadas muchas veces a temblores. En este caso, aparentemente, el efecto del temblo tem blorr fue causar causar una muy r"pid r"pida a des destru trucci cción ón de la estruc estructur tura a de dell materi material, al, produciendo una una verdadera licuación, licuación, pero con el aire %ugando %ugando el papel que en estos fenómenos por lo com&n corresponde al agua. 5enómenos similares se han registrado en arenas secas. 

(uo" en +ateriae" 34+edo". (uo" de odo"

#e trata ahora de flu%os que requieren un proporción aprecia apreciable ble de agua contenida en el suelo, la cual desempeña desempeña un papel en la g'nesis g'nesis y naturalea de de la falla( existe amplia graduación en la cantidad de agua que pueden contener los materiales, así como en el papel que 'sta llega llega a tener en el desarrollo de la falla. falla. os flu flu%os %os en mater material iales es h&medo h&medos s se denomi denominan nan flu flu%os %os de lodo lodo cuando cuando es muy elevado el contenido de agua de los materiales, por lo menos en la ona de fluencia, pero naturalmente no hay una distinción clara entre los 0flu%os de tierra1 y los 0flu%os de lodo1. / veces se habla tambi'n de 0flu%o de detritus1, cuando el material que fluye contiene porcenta%e, apreciable del orden un 8;.  LA CONS CONSOLIDACI6N OLIDACI6N PRE8IA DE SUELOS CO)P CO)PRESIBLES RESIBLES Esta solu Esta soluci ción ón es a base base de prec precar arga ga.. a cons consol olid idac ació ión n prev previa ia del del te terr rren eno o de cimentación se puede lograr por alguno de los otros m'todos mencionados. mencionados.

!.?.  E)PLEO DE )ATERIALES ESTABILI:ANTE ESTABILI:ANTES S =n aspecto de esta solución es el añadir al suelo alguna sustancia que me%ore sus características de resistencia. Este tipo de soluciones es m"s factible en terraplenes. as substancias que m"s normalmente se han añadido al suelo para el fin que se busca son cementos, asfaltos o sales químicas. #in embargo, en la pr"ctica estos procedimientos procedimien tos resultan caros, por lo que su uso es limitado. En general se trata de añadir cimentación artificial a los granos del suelo. a mayor  parte de los procesos de inyección química que se han intentado utilian meclas químicas en que predomina el silicato de sodio, a partir del cual pueda formarse un silícico para rellenar grietas, intersticios o vacíos en el suelo. #e ha dicho que estos m'todos solo se pueden aplicar a suelos arenosos con di"metro efectivo de un d'cimo de milímetro como mínimo. a mayor parte de los reportes que hay en la literatura sobre estas t'cnicas se refieren a tratamientos temporales. temporales. En forma muy excepcional se ha empleado el tratamiento t'rmico para estabiliar  desliamientos de tierras. El m'todo fue descubierto por itvinoG. En esencia es un m'todo de calcinación, en que se inyectan al suelo gases a m"s de 7;;;9C, para endurecerlo. ueden lograrse radios de acción de  o : m en torno al tubo de inyección. tro m'todo de endurecimiento de suelos consiste en inyectarles lechada de cemento. #e ha empleado sobre todo en construcción de ferrocarriles en Europa. En +nglaterra constituye un m'todo popular, cuyo uso se extiende incluso en cortes y terraplenes en arcilla. #e reportan los me%ores resultados formadas y relativamente superficiales, en materiales duros, tales como lutitas, argilitas y arcillas rígidas y fisuradas( no rinde buenos resultados en materiales flo%os y sueltos. El efecto de la inyección es desplaar al agua de las fisuras y rellenarlas con mortero de cemento, lo que forma un buen nexo de unión entre los bloques. $o es un m'todo que modifique la presiones masa de suelo, puesque la lechada no penetra en 'l. las a características inyección debeintrínsecas comenarde con mayores la presión preexistente en el punto que se considera, lo que permite la penetración en las fisuras y en la superficie de falla ya formada. Tambi'n Tambi'n se han utiliado como materiales para inyectar emulsiones asf"lticas, con las que se logra logra me%or me%or penetr penetraci ación ón qu que e con la lechad lechada a de cemen cemento, to, por su menor  menor  viscos vis cosida idad. d. El costo costo pu puede ede se serr compar comparab able le o algo algo mayor mayor as de la inyecc inyecció ión n con cemento, si bien estas cifras relativas dependen mucho de la disponibilidad de asfalto o cemento que se tenga en el país en que se aplique la solución y, como es natural, tambi'n de la experiencia que haya en el mane%o de uno u otro producto. El uso de las inyecciones asf"lticas est" fuertemente limitado por la posibilidad de flu%o de agua interno, pues este puede remover f"cilmente la película asf"ltica. tro m'todo de tratamiento de suelos para fines que se comentan es la congelación. Es un m'todo lento y muy costoso, que solo se puede aplicar como tratamiento temporal.

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a electroósmosis es otro m'todo factible para me%orar las características de los materiales que componen un talud.

!.@.  E)PLEO DE EST ESTRUCTURAS RUCTURAS DE RETENCI6N El uso de muros en celosía, tablestaca y otras estructuras de retención es muy com&n para corregir desliamientos despu's de que han ocurrido o para prevenirlos en onas en qu que e sean sean de teme temer. r. 2e hech hecho, o, su prin princi cipa pall camp campo o de apli aplica caro ron n est" est" en la prevención. El funcionamiento mec"nico de esta solución es claro y probablemente no necesita may ma yor abun abunda dami mien ento to(( si sin n em emba barg rgo, o, los los resu result ltad ados os de su empl empleo eo han han si sido do decep dec epcio ciona nante ntes s en mu mucho chos s casos, casos, raón raón por la cual cual convi conviene ene coment comentar ar algun algunos os aspectos de su uso. En primer lugar debe comprenderse que la estructura de retención ha de contener a la superficie de falla formada o por formarse( si esta contiene al muro, el efecto de este ser" nulo en la estabilidad general. general. o anterior lleva con frecuencia a muros muy altos, que han de enterrarse mucho en el terreno con la consiguiente elevación del costo de la solución. tra fuente com&n de mal funcionamiento ha sido el descuido del drena%e de la propia estructura deobvias, retención. #i este siempre de fundamental importancia, resulta vital, por raones cuando el es muro se relaciona con problemas de estabilidad de taludes. #e debe tener en cuenta que una estructura de retención de costo raonable no incremen incr ementa ta demasiad demasiado o la resistenci resistencia a al desliam desliamiento iento del con%unto con%unto(( si las fueras resistentes, la construcción del muro puede ser apropiada, pero si el desequilibrio es fuerte, lo m"s probable es que el muro no baste para crear la seguridad que se requiere. a estruc estructur tura a de ret retenc enció ión n se constr construye uye por lo ge gener neral al al pie de los taludes taludes de terraplenes que no podrían ligarse convenientemente con el terreno de cimentación, sobre todo en laderas inclinadas. Tambi'n se construyen al pie de cortes para dar  visibilidad o para )y este es qui"s uno de sus usos mas deficientes* disminuir disminuir la altura de cortes en materiales cuya resistencia sea predominante o puramente cohesiva, en los que, como en repetida repetidas s ocasione ocasiones s se mencionó mencionó,, la estabilid estabilidad ad es una función muy sensible de la altura. as estructuras de retención tiene la venta%a general de exigir poco espacio para su erección. El volumen volumen de excavaci excavación ón para su cimentación cimentación depende muc mucho ho de la na natu tura rale lea a del del suel suelo o exis existe tent nte e en el luga lugarr y esta esta es, es, por por ci cier erto to,, una una de las las circunstancias que con m"s cuidado se deben sopesar antes de decidir la utiliación de la solución que se comenta, pues un terreno de cimentación d'bil puede producir  movimientos muy indeseables en el muro, los que en combinación con los propios de la falla pueden con facilidad llegar a generar situación no rara en terraplenes. tras veces los muros de retención se usan con 'xito para confinar el pie de fallas en arcillas y lutitas, impidiendo la abertura de grietas y fisuras por expansión libre. En general los muros de retención altos y largos son muy caros, de manera que es difícil que compitan con otras soluciones alternativas. -equieren de todo un con%unto de obras auxiliares, tales como subdrena%e, ademado, desagHes, etc., que se han de atender cuidadosamente cuidadosamente y que elevan en forma considerable el costo total.

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os muros de celosía pueden tener venta%as adicionales en relación a los muros muro s de retención retención com&n, com&n, ligada ligada por lo general general a la rapide rapide de su erección erección y a su facilidad para soportar asentamientos. asentamientos. 2ifícilmente soportan grandes empu%es. 2entro de este grupo se trataran m'todos de recubrimiento que incrementaran la estabilidad del talud a base de proteger los materiales contra los efectos de erosión e intemperismo. En esta línea de acción quedan comprendidos los recubrimientos con mamposte mamp ostería ría seca, seca, mamposter mampostería, ía, guni gunites, tes, concretos concretos lanados lanados,, losas losas delgadas delgadas de concreto )muchas veces su%etas con ancla%es*, riegos asf"lticos, etc. as soluciones a base de riegos de recubrimiento )asf"ltico, concretos lanados, etc.*, que con frecuencia han fracasado por haberse hecho sin ninguna consideración del flu%o de agua en el cuerpo del talud( si el agua rompe la unidad entre esta y el material y la soluci solución ón fasta fasta po porr despre desprendi ndimi mient ento. o. Cuand Cuando o sospe sospeche che la existe existenc ncia ia de flu flu%o %o interno, inte rno, se deber"n deber"n tomar tomar las precauci precauciones ones correspo correspondie ndientes ntes de subdrena subdrena%e, %e, por  alguno de los m'todos que se han detallado. -espondiendo a criterios similares se usan mallas de acero o de pl"stico, para detener  -espondiendo derrumbes u caídos. a malla se ancla en la corona del corte y se su%eta al talud de este con grapas o ancla%e. !uchos problemas de estabilidad se han resuelto con el uso de falsos t&neles. #e trata de secciones en t&nel de concreto reforado a las que se dota de un techo sufici suf icien ente te de su suelo elo,, de manera manera que cualq cualquie uierr derrum derrumbe be poster posterio iorr no dañe dañe a la estructura. a condición de su uso es que el t&nel falso no quede involucrado en la ona de falla, por lo que di difíc fícilm ilmen ente te pu puede eden n adapta adaptarse rse a la soluci solución ón de grand grandes es masas masas con superficie de desliamiento definido( m"s bien su utiliación est" ligada a onas de caídos, derrumbes o flu%os. El t&nel falso es caro, pero ofrece solución radical.

!..  E)PLEO DE PILOTES Constitu Const ituye ye la soluci solución ón m"s contro controver vertib tible le entre entre las las que son m"s usual usuales es pa para ra estabiliar mec"nicamente desliamientos en laderas y taludes( sin embargo, se han reportado algunos 'xitos espectaculares, logrados a costos comparativamente ba%os. En casi todos los casos de 'xito se instalaron dos y tres hiladas de pilotes, y algunas veces su uso ha sido reportado como solución m"s bien restrictiva, en el sentido que se instala una hilera de pilotes o dos para frenar un movimiento y se van instalando hi hile lera ras s suce sucesi siva vas, s, a medi medida da que que el mate materi rial al se adap adapta ta a la rest restri ricc cció ión n y los los movimientos vuelven a comenar( en tales condiciones, existen fallas que se han estado piloteando a lo largo de ; años. Es probable que el m'todo solo sea apropiado en desliamientos superficiales( los profun pro fundos dos genera generan n fuera fueras s muy grande grandes, s, qu que e con dific dificult ultad ad resist resisten en los pil pilote otes( s( adem"s. Ta Tales les fueras harían avanar avan ar al suelo entre los pilotes, pi lotes, aun au n suponiendo que estos resis resistiese tiesen. n. En abu abundam ndamiento iento de de lo anterior anterior debe debe pensarse pensarse que que en los desliamientos superficiales los pilotes resultaran cortos, aun cuando se anclen lo necesario( en cambio, en los desliamientos profundos de utiliar pilotes muy esbeltos. En ancla%es es evidentemente esencial( pilotes poco anclados ser"n arrancados y volcados, movimiento que, por cierto, provocara alteraciones en la superficie de falla con posibles resultados contraproducentes. contraproducentes. $o existen reglas fi%as en cuanto a longitud de ancla%e, la cual se deber" fi%ar en cada caso.

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a soluc solución ión solo solo se pu puede ede inten intentar tar en roca roca o mater material iales es du durao raos, s, pu pues es los los suelos suelos blandos fluir"n f"cilmente en torno al pilote reduciendo mucho su eficiencia. Cuando la fricción a lo largo de la superficie de falla potencial sea muy importante, el pilota%e constituy cons tituye e una medida de prevenci prevención ón digna digna de tomarse tomarse en cuenta cuenta porque porque puede puede incrementar los efectos de fricción. En ocasión se complementa la acción de los pilotes colocando losas de concreto reforada entre ellos.

!..  E)PLEO DE CONTRAPES CONTRAPESOS OS AL PIE DE LA (ALLA Esta busca dos efectos( en primer lugar, balancear el efecto de las fueras motoras en la cabea de la falla, en forma similar a como hace una berma, a la que equivalen en algunos aspectos( en segundo lugar, incrementar la resistencia al esfuero cortante del material subyacente, cuando este es de naturalea friccionante =na apropiada forma de la superficie de falla )de preferencia que tienda a elevarse ba%o ba% o el contra contrape peso* so* y qu que e el terren terreno o en la ona ona de coloca colocació ción n tenga tenga sufici suficien ente te re resi sist sten enci cia a pa para ra sopo soport rtar ar el peso peso que que le im impo pone ne,, son son prob probab able leme ment nte e las las dos dos condiciones b"sicas para que pueda pensarse en el empleo de esta solución. El m'todo consiste en si en colocar un peso suficiente de suelo o roca en la ona apropiada al pie de la falla. f alla.

!.1.  ANCLA=ES  /lgunos problemas muy importantes de estabilida estabilidad d de taludes y laderas se han resuelto con t'cnicas de ancla%e en suelos con costos muy raonables. =na variante de los m'todos de ancla%e que se ha usado poco en las vías terrestres, pero per o que con segurid seguridad ad es merec merecedo edora ra de mayor mayor prefer preferenc encia ia po porr parte parte de los proye pro yecti ctista stas, s, es la utili utiliac ación ión de tiran tirantes tes de an ancla cla%e %e en estruc estructur turas as de reten retenció ción, n, especi esp ecialm alment ente e cuand cuando o estas estas ha han n de cim cimen entar tarse se en suelos suelos poco poco resis resisten tentes tes,, con presiones de contacto mayores que la capacidad de carga( en retenciones a base de pil pilote otes, s, el ancla% ancla%e e de estos estos puede puede dar muy buenos buenos resul resultad tados os cuand cuando o el estrat estrato o resistente en que se afianan no ofrece suficiente garantía de que los pilotes no lo penetren lateralmente. lateralmente. os ancla%es suelen consistir en cables de acero unidos a muertos y sólidamente ligados a la estructura de retención.

!.11.  USO DE E. Accion %ro#a#e de oeae. as presas de tierra deben de ser protegidas por la acción de las olas en el paramento mo%ado, la altura del bordo libre, y la protección que depende la longitud del embalse y la velocidad de los vientos. El olea%e que puede alcanar una altura de .8 m, y su acción act&a r"pidamente en el paramento para mento mo%ado, mo%ado, produce produce fueras de impa impacto cto que algunas algunas veces llega llega a tener  valores elevados. ara reducir la acción del olea%e se construyen rompeolas de concreto reforado o concreto asf"ltico o en su caso enrocamiento seg&n en la ona en que se encuentre para una mayor  economía.

..?. Caracteri"tica" ci+atoo,ica" de a re,ion. El clima y el tiempo que generalmente est"n ligados entre sí y ala ve con los materiales existentes para la construcción puede afectar de una manera considerable al diseño. En regiones "ridas y semi"ridas es mucho m"s f"cil que cualquier otro clima controlar  la construcción.

..@. Caracteri"tica" ,eoo,ica" H "i"+oo,ica" de a re,ion. Estabilidad de Taludes

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Con datos geológicos de la región el diseñador puede determinar la localiación de los t&neles de desvi desviaci ación, ón, verted vertedor or,, cim cimaci acio, o, etc. etc. tenien teniendo do en cuenta cuenta la na natur turale alea a de las formaciones que se encuentran en cada una de estas obras, con el ob%eto de tomar las medidas necesarias or lo que respecta a la sismicidad de cada región el criterio de diseño es m"s conservador, debido a que es muy difícil de analiar el comportamiento real de una cortina de tierra sometida a una excitación din"mica. or lo cual en el diseño se toman medidas de seguridad que consiste en darles dimensiones mayores.

... I+%ortancia ,enera de a o#ra. En el diseño, debe tomarse en cuenta en todos los factores ya descritos y sus factores de seguri seg urida dad, d, est"n est"n restri restring ngido idos s po porr otras otras tales tales como como la capaci capacida dad d del vaso vaso y su localiación con respecto a centros de población o onas de gran valor económico y por la importancia general de la obra.

DISEO CONTRA (LU=O INCONTROLADO. os efectos nocivos del flu%o de agua pueden ser la causa directa de colapso cuando producen tubificación, reblandecimiento reblandecimiento o subpresión excesiva en alguna parte de la estructura o de su cimentación, y pueden provocar la falla indirectamente cuando el agua act&a como agente erosivo, previa aparición de grietas en las porciones impermeables de la cortina, o rotura de conductos enterrados.

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(i,  . 5alla de la presa Mega de Tera 7B8B -ibadelago ? España . rodu%o la muerte de 7OO de sus 88; vecinos. as principales causas de fallas producto del flu%o incontrolado son 3 • • • • •

ermeabilidad del vaso. Tubificacion.  /grietamiento  /grietamien to de la cortina. Capacidad de retencion y drena%e de lo filtros. Conductos enterrados.

..1 Per+ea#iidad de 0a"o. El caso mas obvio de falla de una obra de almacenamiento seria el consistente en la fuga del agua a trav's de conexiones permeables del vaso con el exterior. Esta Es tas s cone conexi xion ones es gene genera ralm lmen ente te est" est"n n cons consti titu tuid idas as por por fract fractur uras as,, cont contac acto tos s permeables o conductos de disolución. $o se tiene un an"lisis o diseño( se recomienda estudiar minuciosamente la geología regional y local( en lo relativo a 3 • • • •

5racturas abiertas o rellenas de material permeable o erosionable. Contactos permeables entre formaciones geológicas diversas. 5ormaciones cavernosas o permeables. permeables. Topografia del nivel freatico.

..2 Tu Tu#ificacion. #ificacion. =n proceso de erosión iniciado en el lado de aguas aba%o de una presa )sobre el talud o en la cimentación* puede progresar de esta manera hacia el embalse en la forma de un ducto o tubo, como se muestra.  /l avanar el proceso, se generan concentraciones concentraciones de flu%o y gradientes hidr"ulicos cada ve mayores en el extremo de aguas arriba del ducto, hasta que, al llegar a las proximidades del embalse, se crea una vía continua para el agua y la falla de la presa es inminente. El fenómeno descrito se denomina tubificación. tubificación.

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..! A,rieta+iento de a cortina. El agrietamiento, a su ve, puede deberse a cualquier fenómeno que induca tensión en las onas impermeables, como asentamientos diferenciales de la cortina, flexión de la sección impermeable cuando es muy delgada, secado o deficiente colocación de materiales con propiedades propiedade s esfuero > deformación diferentes. as grietas transversales son obviamente las mas peligrosas. curren cuando los estratos compresibles de la cimentación o las onas impermeables del dique presentan, a lo largo del e%e de la cortina, cambios bruscos de compresibilidad compresibilidad o de dimensiones. dimensiones.

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as deformaciones diferenciales de la cimentación son la causa mas frecuente de grietas longitudinales longitudinal es en una cortina. las gri grieta etas s longit longitudi udinal nales es son mas frecue frecuente ntes, s, al menos menos en presas presas de secció sección n compuesta por  una ona central impermeable y respaldos de enrocamiento colocado a volteo.

..$ Ca%acidad de retencion H drenae de o" fitro". ara ser eficiente, la permeabilidad de cualquier filtro debe ser mucho mayor que la del suelo que protege Es aceptable un filtro con permeabilidad mínima 8; veces mayor que la del suelo, pero usualmente se pretende que la permeabilidad del filtro sea 7;; o mas veces mayor. or tanto, los filtros deben de cumplir las condiciones siguientes 3 ermeabilidad. Capacidad de retención. • •

..> Conducto" enterrado". Estabilidad de Taludes

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a colocación de un conducto de agua )generalmente pertene perteneciente ciente a la obra de toma* a trav's de un terrapl'n o de una cimentación deformable lleva implícitos riesgos de tres clases3 5ugas a traves de %untas y fisuras, con sus consecuencias en las propiedades de los suelos que las reciben. 5allas estructurales del ducto por incompatibilidad a deformación con el medio •

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en que yace, o por excesiva presión de contacto con el mismo. Mías para el agua entre el ducto y el terreno, favorecidas por la compactación deficiente.

or eso siempr siempre e se tratar tratara a de evitar evitar la coloca colocació ción n de condu conducto ctos s a trav's trav's de un terrapl'n o de una cimentación compresible. Cuando Cuan do resulte resulte indispen indispensabl sable e hacerlo, hacerlo, se deben deben colocar colocar dentro dentro de una pequeña tri trinch nchera era ab abier ierta ta en la roca, roca, rel rellen lenand ando o de despu spu's 's con materi material al cuidad cuidadosa osamen mente te compactado.

El diseño de la sección del ducto ba%o carga est"tica puede efectuarse superponiendo a la presión exterior del agua las siguientes presiones debidas al suelo3 •

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=n pr pres esió ión n ve vert rtic ical al igua iguall al peso peso efec efecti tivo vo de to toda da co colu lumn mna a de su suel elo o superyacente. =na presión presión horionta horiontall efectiva efectiva prop proporcio orcional nal al alargami alargamiento ento del di"metro di"metro horiontal del tubo, que resulta, para un ducto de sección circular.

..? Condicione" de "e,uridad contra fuo incontroado. Estabilidad de Taludes

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os problemas que crea el flu%o de agua a trav's de la cimentación y de la cortina de presas pre sas de tie tierra rra,, com como o son 3 tubifi tubificac cación ión,, ag agrie rietam tamie iento nto,, reblan reblande decim cimie iento nto y sub presión. #e deber"n de tomar las siguientes medidas de seguridad frente a flu%o incontrolado3 •

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2ebe evitarse que las condiciones geológicas de la cimentación o del vaso permitan concentraciones de flu%o intolerables hacia fuera del embalse. El contenido de agua y la energía de compactación de los suelos del coraón impe imperm rmea eabl ble e debe deben n ser ser tale tales s que que los los asen asenta tami mien ento tos s post poster erio iore res s a la construcción resulten mínimos. os divers diversos os mater material iales es de la co corti rtina na de deben ben distr distribu ibuirs irse e adecua adecuadam damen ente, te, provey pro veyend endo o onas onas de transi transició ción n de esp espeso esorr y granu granulom lometr etría ía adecua adecuado dos s a ambos lados del coraón impermeable, especialmente en cortinas en que son posibles asentamientos diferenciales de importancia. 2ebe procurarse que las propiedades mec"nicas )compresibilidad, resistencia y permeabi permeabilida lidad* d* del materi material al colocado colocado en las onas impermeabl impermeables es sean uniforme unif ormes, s, a fin de minimia minimiarr las posibili posibilidade dades s de deformaci deformación ón diferenci diferencial, al, arqueo, agrietamiento o concentración del flu%o de agua. El gradiente de salida aguas aba%o de la presa debe ser mucho menor que la unidad y, si la cimentación es de material terreo, el agua debe descargar a un filtro filtraciones invertido deaespesor y granulometría adecuados. as trav's de la cortina o de la cimentación deben observarse continuamente aguas aba%o de la presa, y, cuando las condiciones geológicas favorecen la creación de subpresiones subpresiones altas, deben instalarse poos de alivio. a compactación de los suelos finos en los contactos con la boquilla o con estructuras rígidas debe ser especialmente cuidadosa, a fin de impedir que tales contactos constituyan vías de f"cil acceso para el agua. 2ebe 2e ben n evit evitar arse se los los cond conduc ucto tos s a tr trav av's 's de te terr rrap aple lene nes s o ci cime ment ntac acio ione nes s compresibles y, cuando sean ineludibles, diseñarlos conservadoramente.

DISEO CONTRA DESLI:A)IIENTOS. C*

2*

A (ALLA

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