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NAP 1293 Taludes
NAP 1293 Taludes
NAP 1293 Taludes
DE INFRAESTRUCTURA
RENFE
Dirección Técnica
Gabinete de Infraestructura
N.R.I. 1-2-9.3.
PROYECTOS
ESTUDIOS GEOTÉCNICOS. TALUDES
Proyectos.
Estudios Geotécnicos. Taludes
íNDICE Página
1. Introducción 1
1.0. Exposición general 1
1.1. Objeto de la Norma 1
1.2. Vigencia 1
1.3. Documentación derogada 1
1.4. Método de exposición del documento 1
4. Diseño de taludes 31
4.0. Consideraciones generales 31
4.1. Parámetros de diseño 31
4.1.1. Análisis de sensibilidad o paramétrico 31
4.1.2. Análisis retrospectivo (BACK-ANALYSIS) 32
4.2. Criterios de diseño 32
4.2.1. Selección del factor de seguridad 33
4.3. Métodos de cálculo 33
4.3.1. Introducción 33
4.3.2. Equilibrio límite. Factor de seguridad 34
4.3.3. Métodos de equilibrio límite de análisis de la estabilidad 34
4.3.3.1. Talud infinito 34
4.3.3.2. Rotura plana 35
4.3.3.3. Rotura por cuñas 36
4.3.3.4. Rotura por vuelco 37
4.3.3.5. Rotura por pandeo de estratos 39
4.3.3.6. Rotura circular y curva 40
4.3.4. Métodos de esfuerzo - deformación 41
7. Métodos de sostenimiento 61
7.0. Consideraciones generales 61
7.1. Modificación de la geometría del talud 61
7.1.1. Retaluzado 61
7.1.2. Excavaciones en cabecera 61
7.1.3. Tacones de tierra o escollera 62
7.1.4. Construcción de bermas intermedias 62
7.2. Medidas de drenaje 62
N.R.1. 1-2-9.3.
1. DEFINICIONES
111. TABLAS
IV FIGURAS
NORMA.- PROYECTOS. N.R.1.
ESTUDIOS GEOTÉCNICOS. TALUDES 1-2-9.3.
1. INTRODUCCiÓN
1.2. VIGENCIA
A partir de la entrada en vigor de esta Norma, queda sin efecto cualquier otro documento
publicado con anterioridad a ella, que se oponga a sus prescripciones o a sus definiciones.
En primer lugar se muestran las técnicas que se presentan como las más adecuadas, para el
reconocimiento geológico y geotécnico del terreno. Seguidamente, se describen los
condicionantes hidrogeológicos y las investigaciones a realizar. A continuación, se describen las
distintas características de los materiales y sus correspondientes clasificaciones geomecánicas.
Posteriormente se incluye un apartado en el que se aborda el diseño de taludes, y finalmente, se
describen las técnicas que se presentan como las más idóneas para la instrumentación y la
auscultación de taludes. También se procede en la presente Norma, al estudio de los distintos
métodos de excavación de taludes y sus correspondientes métodos de sostenimiento.
N.R.1. 1-2-9.3. - 2-
Son aquellos factores que dependen del efecto y de la situación que presenta el agua en
el terreno, en su interacción con los materiales constitutivos del mismo.
Las técnicas de reconocimiento más empleadas para el desarrollo de los estudios previos para la
redacción del anejo geológico de un proyecto de diseño de taludes, son las expuestas a
continuación:
Adquiere además una gran utilidad, la información adicional adquirida referente a la zona
de estudio, obtenida de estudios y proyectos de obras anexas a la línea férrea
(carreteras, obras hidráulicas, canteras, etc.). Así mismo, en ocasiones también son de
gran utilidad, otras publicaciones referentes a la zona de estudio, tales como tesis
doctorales, tesinas, proyectos de investigación, artículos, etc, debido a que este tipo de
N.R.1. 1-2-9.3. -4 -
trabajos proporciona una información muy detallada y elaborada sobre aspectos muy
relevantes del área de estudio.
Las fotografías aéreas deben estudiarse mediante el empleo de estereoscopios, los cuales
permiten obtener una visión tridimensional del terreno, mediante el aumento de la escala
vertical. Constituyen un complemento adecuado para estudio de este tipo de cartografía,
debido a que este tipo de instrumentos, posibilita la observación de aspectos tales, como
los detallados a continuación:
2.3.1.1. EXCAVACIONES
2.3.1.3. MUESTREO
* Tipos de muestras
Las muestras extraídas mediante la práctica de sondeos y excavaciones
pueden corresponder a varias categorías diferenciadas:
- Muestras inalteradas. Cuando no han sufrido alteraciones en su
estructura ni en su contenido en humedad. Son características de
sondeos realizados en suelos, aunque también pueden extraerse en
calicatas y excavaciones, mediante el tallado de muestras o la hinca de
tubos por presión. En las muestras obtenidas pueden realizarse todo
tipo de ensayos de identificación, de resistencia, de deformabilidad, etc.
- Testigos parafinados. Testigos de roca obtenidos en sondeos; una vez
extraídos, han de ser recubiertos con parafina de modo inmediato, con la
finalidad de no alterar sus condiciones naturales. Las muestras permiten
la práctica de todo tipo de ensayos de laboratorio para rocas.
- Muestras alteradas representativas. En este tipo de muestras, el
material constitutivo de las mismas, ha sido expuesto a modificaciones
en su estructura y en su contenido en humedad, aunque no obstante,
suelen conservar intacta su composición mineralógica. Las muestras
alteradas son obtenidas habitualmente en calicatas y excavaciones,
siendo frecuente también su extracción a partir de la superficie del
terreno, mediante el empleo de palas, hélices, etc. Este tipo de muestras
posibilita la realización de ensayos de laboratorio de identificación,
compactación, índice C.B.R., etc.
- Muestras alteradas no representativas. Este tipo de muestras
experimenta modificaciones en sus condiciones iniciales, relativas a
cambios en su estructura, contenido en humedad y composición. La
muestra no es por lo tanto representativa, debido a la carencia de
material (la cuál es motivada por el lavado previo de la fracción final
mediante flujos de agua, la no recolección de la muestra tomando los
fragmentos mayores, el estado de mezcla que presenta la roca, su grado
de disgregación, etc.). Debido a lo expuesto con anterioridad, este tipo
de muestras no permite la realización de ensayos de laboratorio,
posibilitándose únicamente la determinación litológica del material.
* Tipos de tomamuestras y extracción de muestras en sondeos
Los tomamuestras empleados en sondeos pueden clasificarse en base a
tres grupos diferenciados:
- Aparatos exploratorios. Barrenas, cucharas - sondas y útiles de
perforación en general. Permiten la obtención de muestras alteradas
- Tomamuestras hincadas a presión y a golpeo. Las muestras se
obtienen durante el transcurso de los sondeos mecánicos, retirando la
batería de perforación e instalando en su lugar la cuchara tomamuestras.
La pared de la cuchara desplaza un cierto volumen de material, en
función de su grosor; según la tipología de la abertura de su extremo
inferior, los tomamuestras pueden ser abiertos o temporalmente
cerrados (mediante la actuación de un pistón). Permiten extraer
muestras inalteradas de suelos, para su posterior ensayo en laboratorio.
Cuando el tomamuestras es hincado mediante golpeo, el procedimiento
de hinca es análogo al sistema operativo empleado en la realización de
los ensayos de penetración estándar (S.P.T.) (los valores obtenidos no
deben ser nunca correlacionados con los ensayos de golpeo, aunque no
N.R.1. 1-2-9.3. -8-
obstante, esta práctica puede ofrecer una idea de las condiciones que
presenta el terreno).
- Tomamuestras a rotación. Se constituyen a partir de baterías de
sondeo provistas de coronas, las cuales penetran en el terreno mediante
un movimiento rotatorio. Estas baterías pueden ser de los siguientes
tipos:
De pared única: Mediante este sistema, el movimiento rotatorio
practicado sobre la muestra, produce una alteración en la misma,
obteniéndose mediante su práctica, muestras alteradas
representativas.
De pared doble: La pared exterior gira y la interior permanece
estática, posibilitándose la obtención de muestras inalteradas. Este
tipo de muestras inalteradas, deben ser parafinadas en el momento
de la extracción, debido a que la batería no dispone de un tubo de
PVC en su interior; es por este motivo, que estas muestras son
susceptibles de sufrir alteraciones durante su extracción y parafinado,
en cuyo caso deben rechazarse como muestras inalteradas.
Métodos magnéticos.
Sísmica de reflexión, etc.
T
ex = arctg-
(J
Los ensayos "in situ" son de gran aplicación en este tipo de materiales, debido a que
permiten el estudio del comportamiento de los suelos sin perturbar su estado natural.
Asimismo, en el desarrollo de este tipo de ensayos, se ve involucrado un volumen
mucho mayor de material, que en aquellos ensayos practicados en el laboratorio, es por
este motivo que, los resultados obtenidos son más representativos, por efecto de la
disminución del efecto escala.
Los ensayos "in situ" practicados en suelos se pueden dividirse, al igual que en el caso
de los macizos rocosos, en dos grupos diferenciados: resistencia y deformabilidad, y
permeabilidad.
* En el interior de sondeos
Los ensayos más extendidos son aquellos que se realizan en el interior de
sondeos, aprovechando los sondeos mecánicos practicados en las
campañas de investigación geológico - geotécnicas. A continuación se
describen las modalidades más empleadas para el correcto desarrollo de
esta práctica:
Ensayo Lefranc. Se opera rellenando de agua un sondeo y midiendo el
caudal necesario para mantener el nivel constante (ensayo a régimen
permanente), o bien calibrando la velocidad de descenso del nivel de
agua (ensayo a régimen variable). El ensayo puede realizarse durante la
ejecución del sondeo, o una vez finalizado el mismo, en función del
tramo de sondeo que se pretenda analizar. Se aplica en terrenos
granulares, situados en cotas inferiores al nivel freático.
Ensayo Nasberg-Terletskata. Ensayo de permeabilidad similar al
Lefranc, muy adecuado para el estudio de la permeabilidad de terrenos
detríticos sin presencia de nivel freático, o en aquellos casos en los que el
nivel freático se encuentre muy alejado del fondo del sondeo.
* En calicatas y zanjas
En ocasiones, cuando no se dispone de sondeos mecanlcos para la
caracterización de la permeabilidad de un terreno, puede recurrirse a la
realización de excavaciones someras de geometría conocida, en las cuales
puedan llevarse a cabo ensayos de permeabilidad "ín sítu".
Ensayo de Matsuo. Permite determinar el coeficiente de permeabilidad
de un suelo a partir del caudal infiltrado en una excavación configurada
en forma de canal, cuya sección debe asemejarse a una elipse. La
N.R.1. 1-2-9.3. - 18 -
2.4.3.1. INTRODUCCiÓN
(1 )
* Métodos directos.
Pozos de observación
Piezómetros abiertos
Piezómetros cerrados
Todos estos métodos son descritos en el capítulo 5.3.4.
* Métodos indirectos.
Su práctica se halla encaminada a la obtención de información referente a
los caracteres hidrogeológicos que presenta una formación determinada, a
partir de las interacciones físicas, biológicas, etc., entre el agua y el terreno
que la contiene.
Dentro de esta tipología de métodos se encuentran las técnicas geofísicas
(fundamentalmente los métodos eléctricos y electromagnéticos). Su
empleo se dirige a la obtención indirecta de la distribución de las unidades
litológicas y a la determinación de la posible presencia de agua y del
volumen ocupado por esta.
Los métodos geofísicos se presentan como los más adecuados, cuando su
práctica se desarrolla en conjunción con otros métodos de observación
directa.
La presencia de vegetación (juncos, cañas, etc.) constituye un sólido
indicio indicativo de la presencia deniveles freáticos poco profundos.
La observación directa de humedades o surgencias emplazadas en la
superticie del talud, aporta una clara visualización de la intersección del
nivel freático con dicha superficie.
El estudio de la presión intersticial, constituye un instrumento esencial para
el análisis de la estabilidad de los taludes. La medida de presiones puede
ser realizada mediante el empleo de piezómetros, o de manera indirecta,
mediante el análisis de las redes de flujo.
Los piezómetros ofrecen resultados muy fiables para el análisis de la
presión intersticial existente en un punto concreto del terreno. Presentan el
inconveniente de su elevado coste (suelen emplazarse en el interior de
sondeos), y además, en aquellos casos en que se presenten acuíferos
complicados, caracterizados por la existencia de muchos aportes,
pérdidas, inclinaciones elevadas del terreno, etc., se requiere la instalación
de muchos puntos de medida para obtener un modelo satisfactorio.
Como conclusión, puede concretarse que existe el requerimiento de
combinar ambos métodos, pudiéndose de esta manera realizar medidas
directas mediante el empleo de piezómetros y extrapolando los valores
obtenidos en un modelo de red de flujo.
N.R.L 1-2-9.3. - 21 -
La finalidad del análisis químico a realizar sobre una muestra de agua, consiste
fundamentalmente en la determinación de su grado de agresividad frente al
hormigón.
Las campañas de investigaciones "in situ", constituyen un componente esencial en todo proceso
de diseño de una obra. Las investigaciones han de constituir un instrumento básico para adaptar
la obra proyectada a las condiciones propias del terreno, en función de sus características y
propiedades.
Una vez obtenidos los valores resultantes de la aplicación de los cinco parámetros de la
clasificación, ha de efectuarse una posterior corrección en función de la orientación que
presenten las discontinuidades, obteniéndose de este modo un valor numérico, el cuál
es aplicado posteriormente en dicha clasificación. Esta clasificación distingue cinco
tipologías de roca con sus correspondientes índices RMR. El significado geotécnico es
expresado en un cuadro, en el cuál se reflejan las distintas las características
geotécnicas (Figura 3.1.1. Anexo IV), incluyendo entre estas la cohesión, el rozamiento
interno y la estabilidad.
El índice SMR es empleado para la clasificación de taludes; se obtiene a partir del índice
RMR mediante la suma de un "factor de ajuste", el cuál se determina en función de la
orientación con cuál se disponen las juntas (producto de tres subfactores) y un "factor
de excavación", el cuál depende directamente del método empleado:
F1 Depende del paralelismo existente entre el rumbo que poseen las juntas y la cara
del talud. Su cuantía varía entre 1,00 (cuando ambos rumbos son paralelos) y 0,15
(cuando el ángulo entre ambos rumbos es mayor de 30º y la probabilidad de que se
produzca rotura es muy baja). Estos valores son establecidos empíricamente,
ajustandose de forma aproximada mediante la aplicación de la siguiente expresión:
F1 = (1-sen cxi - sen cxs )2
Correspondiendo cxi y CXs a los valores del buzamiento de la junta y del talud
respectivamente.
F2 . Depende del buzamiento de la junta en la rotura plana. Corresponde a una medida
de la resistencia al esfuerzo cortante de la junta; varía entre 1,00 (para juntas con
buzamiento superior a 45º) y 0,15 (para juntas con buzamiento inferior a 20º). Fue
establecido empíricamente, aunque no obstante puede ajustarse aproximadamente
según la siguiente relación:
N.R.1. 1-2-9.3. - 24-
Donde ~j corresponde al buzamiento de la junta. (F 2 vale 1,00 para las roturas por
vuelco).
F3 refleja la relación existente entre los buzamientos de la junta y los del talud. Para su
concrección se han mantenido los valores propuestos por Bieniawski en 1976, los
cuales siempre son negativos.
Para roturas planas, F3 expresa la probabilidad de que las juntas afloren en el talud.
Se supone que las condiciones son "normales", cuando el buzamiento medio de la
familia de juntas es igual al del talud, y por lo tanto afloran pocas juntas. Cuando el
talud buza más que las juntas, afloran prácticamente todas, siendo las condiciones
"muy desfavorables", lo cuál supone un valor de F3 de -60 (para ~s - ~j > 10º), o
"desfavorables", lo que supone un valor de F3 de -50 (para O < ~s - ~j < 10). La
diferencia existente de esta manera, con el valor de F3 "normal" (que es -25) es muy
grande.
El factor de ajuste según el método de excavación, F4 , ha sido establecido
empíricamente, según se muestra en la Tabla expuesta en la Figura 3.1.2.a. del Anexo
IV. En dicha Tabla pueden además observarse los siguientes aspectos:
Los taludes naturales son más estables, debido al efecto de los procesos previos
de erosión sufridos por el talud, y de los mecanismos internos de protección que
poseen muchos de ellos (vegetación, desecación superficial, drenaje torrencial,
etc) (F 4 = + 15) (Figura 3.1 .2.b. del Anexo IV).
El precorte aumenta la estabilidad de los taludes en media clase (F 4 = +10).
Las técnicas de voladura suave (recorte), bien ejecutadas, también aumentan la
estabilidad de los taludes (F4 = +8).
Las voladuras normales, aplicadas mediante la aplicación de métodos razonables.
no producen modificaciones en la estabilidad (F4 = O).
Las voladuras defectuosas son muy frecuentes, pudiendo dañar seriamente la
estabilidad del talud (F 4 = - 8).
La excavación mecánica de los taludes practicada mediante la técnica de ripado,
únicamente es practicable en aquellas ocasiones en las que el macizo rocoso se
presenta muy fracturado o se encuentra constituido por roca blanda. Su empleo se
combina usualmente con prevoladuras poco cuidadas; mediante la aplicación de este
procedimiento, las caras del talud pueden presentar dificultades de acabado y por lo
tanto, la ejecución de dicho método no mejora ni empeora la estabilidad general del
talud (F 4 = O).
Las distintas clases de estabilidad, determinadas mediante la aplicación del método
de Romana, son las expuestas en la Figura 3.1.2.c. Anexo IV.
a) Correlaciones empíricas
* En suelos no cohesivos
A partir del ensayo de penetración estándar (SPT), existen múltiples
correlaciones mediante la aplicación del valor del ángulo de
rozamiento interno (<1», deducido en base a la magnitud
correspondiente a la densidad relativa.
El valor NSPT puede ser corregido en función de la presencia del nivel
freático (Terzaghi y Peck, 1948), la presión de contorno (Seed, 1979,
Peck et al 1973), etc. A partir de este valor, puede ser determinada la
densidad relativa y el ángulo de rozamiento interno (Burmister, 1962,
Hunt, 1984, Burmister, 1948, Novfac, 1971, etc.).
A partir del ensayo de penetración estático (CPT, Cone Penetration
Test), en función de la profundidad (Trofinenkov, 1974), o de la
densidad relativa (Schmertmann, 1977).
* En suelos cohesivos
A partir del penetrómetro estático (CPT), correlacionando el índice qc,
relativo a la capacidad portante estática, con el valor de Su
(Sanglerat, 1967, Schmertmann, 1977).
A partir del ensayo de penetración estándar (SPT), puede ser
deducido el valor de la resistencia a la compresión simple (Hunt,
1984 y Novfac, 1971).
N.R.1. 1-2-9.3. - 26-
También son de aplicación los índices de calidad de macizos rocosos, elaborados por
Hoek y Brown, y por Beniawski (Apartado 3.2.3.3.1 y 3.2.3.3.2. de la presente Norma).
T = C + o"tg rjJp
r = o"tg rjJr
T= C + (o"-u) tg rjJ
1: = (J tg (<p + i)
Esta ecuación se presenta como válida, en aquellas situaciones en
las que se presenten tensiones normales bajas. Para tensiones
elevadas, las envolventes de rotura resultantes no son lineales,
presentándose con una pendiente de la recta, la cuál se aproxima
a la determinada por el ángulo de rozamiento residual
correspondiente al material (Figura 3.2.3.2.1 . Anexo IV).
1: = C¡ (1_e- b0 ) + (J tg <Pr
1: = C¡ + (J tg <Pr
N.R.1. 1-2-9.3. - 29 -
(J (J/ 8-1
tan<p=AB(---) (2)
(Je (Je
e= '"C - 0 tg <\J
4. DISEÑO DE TALUDES
Para el diseño y construcción de taludes han de observarse diversos factores, los cuales son
concretados en el presente capítulo; el análisis de dichos factores aporta una información
importante, tanto para el diseño como para la corrección de taludes. También se procede a
efectuar una descripción de los criterios de diseño aplicados, así como la definición del método
de cálculo que debe ser aplicado en cada situación.
Existen datos de partida que normalmente son bastante fiables, como pueden ser los
datos topográficos o de concrección de la ubicación del nivel freático; sin embargo
también existen otros datos, dotados de un alto nivel de incertidumbre (valores
resistentes de los materiales,etc.); es sobre este tipo de parámetros, donde requiere la
aplicación del mencionado análisis de sensibilidad.
Para estimar el grado de fiabilidad que presentan los cálculos a realizar, se requiere un
estudio y control del talud, posibilitándose de esta manera la determinación de la
variabilidad que presentan aquellos parámetros que posteriormente influyen de una
manera más decisiva en la aparición de posibles inestabilidades.
Para el desarrollo de grandes obras deben operarse diversos análisis retrospectivos, los
cuales permitirán el ajuste de las hipótesis previas, la determinación de los parámetros
resistentes de los materiales y la concrección de los métodos de cálculo empleados;
según este proceder, los análisis efectuados reproducirán condiciones próximas a la
realidad, favoreciendo la consecución de un nivel de confianza máximo, así como la
posibilidad de adoptar los mínimos factores de seguridad requeridos.
Para el estudio de la estabilidad del talud objeto de diseño, debe contemplarse la posible
influencia de distintos factores, los cuales son susceptibles de afectar a dicha estabilidad.
Generalmente, cuando se desencadenan fenómenos de inestabilidad en un talud, estos suelen
originarse por el efecto del incremento de las presiones intersticiales, el cuál es motivado por la
presencia de agua, o bien por la insuficiencia presentada por los parámetros resistentes del
material para la configuración geométrica en la cuál se dispone el talud. Lo más usual
corresponde a una combinación de ambos factores, lo cuál motiva que los procedimientos de
actuación deban adaptarse a los distintos procesos desencadenantes de estas inestabilidades,
de forma que se posibilite aplicar un aumento de la resistencia del terreno o una disminución de
las fuerzas desestabilizadoras.
La selección del factor de seguridad debe concretarse en función del método de cálculo
a emplear, de su correspondiente grado de fiabilidad, del grado de elaboración de las
investigaciones de campo, de la cantidad, calidad y representatividad de los ensayos
practicados en el laboratorio, de las consecuencias de una posible rotura parcial o total,
del tiempo de actuación correspondiente a cada solicitación (de corto a largo plazo), de
la homogeneidad prevista en el terreno y del control y posterior seguimiento, aplicado
durante la ejecución de la obra y sus primeros años de vida.
4.3.1. INTRODUCCiÓN
Los métodos de equilibrio límite son los más utilizados para el análisis de estabilidad de
taludes; dichos métodos se encuentran ampliamente contrastados en la práctica,
conociéndose con fiabilidad sus correspondientes límites y grados de confianza.
W=a·h·y
donde e' corresponde a la cohesión efectiva del terreno, Atg a define el área
de aplicación de la cohesión, a determina la inclinación de la superficie de
rotura, W representa el peso del bloque y <1>' corresponde a el ángulo de
fricción.
Las roturas de tipo planar pueden ser inducidas por la presencia de una familia
de discontinuidades, dispuestas según orientación similar al talud y
N.R.1. 1-2-9.3. - 36-
La rotura por cuñas puede ser inducida por efecto del emplazamiento de dos
familias de discontinuidades oblicuas a la superficie del talud, cuya línea de
intersección alcanza la superficie del mismo, emplazándose con una
inclinación desfavorable.
F. S. = ( Ni + N B ) tan 1>
W_sinai
resolviendo para NA y Ns :
entonces:
Los ábacos de Hoek y Bray (1977) permiten obtener directamente los valores
de A y B (Figura 4.3.3.3.d del Anexo IV).
Ln
donde Pn-1 corresponde a la fuerza normal entre los bloques n y n-1 , la cuál se
precisa para evitar el vuelco del bloque n; Pn determina la fuerza normal
existente entre n + 1 y n; Mn corresponde al brazo respecto a O de la fuerza Pn;
Ln es definido por el brazo respecto a O de la fuerza Pn-1; L1X corresponde a la
anchura del bloque; Yn determina la altura del bloque y W n corresponde al
peso del bloque n.
Pueden producirse tres tipos de roturas por pandeo, las cuales son mostradas
en la Figura 4.3.3.5.a. del Anexo IV (Cavers, 1981); estos tipos de rotura son
los expresados a continuación:
K Jr2 E J
Per = 7
lp
donde Per corresponde a la carga crítica que produce el pandeo de un estrato,
E determina el módulo de elasticidad del material, I es el momento de inercia
(para una placa rectangular de espesor d y ancho b será: I = 1/12 b·d 3 ), lp
corresponde a la longitud de pandeo (se asume la mitad del talud) y K
determina una constante (de valor 1 en este caso).
La carga que tiende al inicio del pandeo por unidad de anchura, puede ser
concretada mediante la aplicación de la siguiente igualdad:
El factor de seguridad del talud puede ser obtenido mediante la aplicación del
cociente entre la carga crítica de pandeo y la carga que tiende a iniciar el
movimiento. Una vez despejada, la expresión resulta como se indica a
continuación:
N.R.1. 1-2-9.3. - 40-
¡rC E dC e
---,- + y cos a tan 11 + ~
F.s. = 2.25 t' d
Y sin a
A diferencia de los métodos de equilibrio límite, los cuales analizan las fuerzas que
actúan sobre una superficie de rotura, suponiendo que la resistencia se moviliza al
mismo tiempo a lo largo de ella, los métodos de esfuerzo-deformación analizan todo el
proceso de deformación en cada uno de los puntos seleccionados en el talud. Mediante
la aplicación de este proceder, puede ser obtenido el estado de esfuerzos y
deformaciones que caracteriza a cada una de las zonas constitutivas del talud.
Estos métodos permiten además, evaluar la influencia de los diferentes parámetros que
susceptibles de poder influir en el estado de estabilidad que presenta el talud.
N.R.1. 1-2-9.3. - 42-
Los trabajos requeridos para el correcto control del comportamiento de un talud, suelen
englobarse bajo el concepto de auscultación, lo cuál implica la ejecución de las siguientes
actuaciones:
El control de movimientos en el interior del terreno permite la definición del alcance del
deslizamiento estudiado y de la posterior evolución de la superficie de rotura.
a) Inclinómetro
Consiste en una sonda, la cuál ha de introducirse en el interior de una perforación
vertical revestida con una tubería flexible, disponiendo de acanaladuras para el
perfecto guiado de la sonda. El inclinómetro registra las desviaciones horizontales
respecto a la vertical producidas en la perforación, su posterior evolución y su
correspondiente velocidad de desplazamiento. (Figura 5.2.2.a. del Anexo IV).
Se trata de un sistema muy adecuado para el registro de las superficies de
deslizamiento emplazadas en taludes, las cuales coinciden generalmente con las
zonas de mayor desplazamiento en la tubería.
Los sensores del inclinómetro destinados determinar el grado de inclinación, pueden
ser compuestos de resistencias eléctricas, de cuerda vibrante o de
servoacelerómetros; estos últimos obtienen una mayor precisión, fiabilidad y
disponen de un tiempo de respuesta más corto.
Los inclinómetros detectan movimientos relativos en el punto inferior de aplicación de
la medida, motivo por el cuál, las tuberías han de ser introducidas en el sondeo hasta
alcanzar una profundidad mayor a la determinada por la zona en la cuál se han de
registrar los movimientos.
b) Extensómetros de hilos o varillas
Se trata de equipos instalados en el interior de sondeos, los cuales posibilitan la
medición de los movimientos relativos entre la boca del sondeo y uno o varios puntos
situados en su interior. Se trata de varillas o hilos anclados en el punto a estudiar,
recubiertos de un tubo solidario con el terreno, el cuál permite el libre movimiento de
la varilla o el hilo en su interior. (Figura 5.2.2.b. del Anexo IV).
El movimiento del terreno es transformado mediante desplazamientos de las varillas o
hilos en la superficie, los cuales son medidos mediante la aplicación de
procedimientos mecánicos o eléctricos (comparadores o transductores eléctricos).
Los extensómetros de varillas se emplean para el estudio de profundidades de hasta
40 metros; para longitudes mayores, se presenta más adecuada la aplicación de
extensómetros de hilos.
Al igual que que ocurre con los inclinómetros, es preciso asegurar que el punto más
profundo de medida del extensómetro se encuentre por debajo de la zona en la cuál
se produce el movimiento.
En la Figura 5.2.4.e. del Anexo IV se refleja el modo en el que deben emplazarse varios
piezómetros cerrados en un mismo sondeo.
En este apartado se definen los equipos básicos a emplear para el control de las
tensiones de los anclajes y de las presiones totales, en los elementos de contención:
Para el correcto desarrollo del proyecto constructivo, debe diseñarse un adecuado plan de
auscultación del talud a construir. La frecuencia con la que deben realizarse las lecturas debe ser
determinada en función de la velocidad previsible de la evolución de las magnitudes a controlar;
si las mediciones practicadas se realizan en intervalos breves de frecuencia, se provoca el
encarecimiento de los trabajos de auscultación, mientras que si se distancian demasiado,
pueden inducirse situaciones de peligro en la estructura.
- Materiales de excavación directa. Se trata de materiales que pueden ser excavados fácilmente,
mediante el empleo de palas, mototraíllas o bulldozer.
- Materiales de arranque difícil. Son rocas blandas o duras con alteración, las cuales pueden ser
excavadas mediante el empleo de ripadoras y excavadoras de tipo retro o frontal.
- Materiales de arranque muy difícil. Se trata de rocas duras poco alteradas, en las que se
precisa para su excavación el uso de explosivos.
La definición de la excavabilidad de los materiales, se desarrolla ampliamente en el Capítulo 6.7.
de la presente Norma.
Para los materiales de excavación directa se utilizan sobre todo bulldozers tipo Carterpillar o
Komatsu, provistos de ripper, así como mototraíllas, y dumper de carga, los cuales pueden llegar
a transportar hasta 200 1.
6.3. RIIJADO
Para los los trabajos aplicados en materiales de arranque difícil, ha de emplearse un ripper
provisto de uno o más dientes, el cuál se opera mediante su arrastre por un tractor (con una
potencia que varía entre los 200 CV y los 500 CV).
Rocas de tipo plástico (como son las margas arcillosas blandas); en este tipo de materiales, el
ripper excava surcos sin lograr dislocar un volumen importante de material. No resulta por lo
tanto un método muy efectivo, ya que es necesario efectuar varias pasadas entrecruzadas,
dificultando el proceso de carga.
Rocas friables o descompuestas (como son las areniscas mal cementadas y calizas de fácil
desgarre ante el ripper).
Rocas diaclasadas. En este tipo de rocas, la eficacia del ripper depende directamente de la
distancia entre las juntas.
Rocas emplazadas en bancos, dispuestos según una estratificación horizontal, en las cuales
el diente del ripper levanta las losas, desgajándolas de su posición original.
Rocas dispuestas según una estratificación inclinada; el diente del ripper debe actuar en la
dirección en la cuál disminuye la máxima pendiente.
Para acometer un estudio de la ripabilidad que presenta un terreno, es necesaria la aplicación de
métodos de prospección geofísica, correspondientes a sísmica de refracción, los cuales
posibiliten la determinación de la velocidad sísmica que permita definir cada tipo de material
(Figura 6.3.a. y 6.3.b. del Anexo IV), así mismo, son de gran utilidad los sondeos con extracción
de testigo, con la finalidad de permitir el examen de los elementos que definen el macizo de roca,
empleando para ello métodos basados en el análisis del porcentaje recuperado y ROO; dichos
métodos han de definir el grado de fracturación que caracteriza al macizo(Capítulo 6.7).
Con tractores potentes (400 CV), una roca sería ripable en buenas condiciones, siempre que
se disponga cruzada como mínimo, por tres familias de discontinuidades separadas como
máximo de 50 a 70 cm.
Si la roca se encuentra estratificada y forma bancos continuos horizontales, el ripado ha de
efectuarse normalmente, siempre que su espesor no sea superior a 30 cm en rocas duras y a
50 cm en rocas semiduras.
La distribución de las rocas duras no ripables dentro el conjunto del material a excavar, puede
influir en el tratamiento que debe recibir el macizo, pudiendo requerirse el empleo previo de
explosivos.
N.R.1. 1-2-9.3. - 49-
6.4. VOLADURAS
Las voladuras se utilizan en aquellos materiales, cuya resistencia supera a la fuerza aplicada por
la acción de los medios mecánicos tradicionales, con la finalidad de facilitar su fracturación. En la
Figura 6.4.a. se muestra un esquema indicativo de la geometría de la perforación y la carga
aplicable en un banco de talud.
Dentro de la tipología existente, es preciso trazar una diferenciación entre los distintos sistemas
aplicables(Figura 6.4.b. del Anexo IV):
6.4.1. PRECORTE
El precorte compone una técnica utilizada para evitar la apertura y la fisuración de la
roca, aplicada con la finalidad de evitar la aparición de inestabilidades y
desprendimientos en el macizo. Esta técnica permite el diseño de taludes más estables.
Mediante su práctica se reduce el volumen de roca suelta colgada, minimizándose la
necesidad de emplazar bermas, bulones u otros tipo de soportes.
Por el efecto de la tracción originada por la onda de compresión, se forman una serie de
grietas dispuestas según una configuración radial en torno al barreno, las cuales, en un
principio son muy pequeñas y posteriormente se propagan con una velocidad de 0,2 o
0,3 veces la velocidad correspondiente a la onda de compresión. Cuando se disparan
dos cargas simultáneamente, se produce la colisión de las ondas de choque, en el punto
medio situado entre los barrenos, produciéndose esfuerzos tractivos, los cuales una vez
superen la resistencia dinámica a tracción de la roca, forman un plano de corte,
dispuesto según una dirección y pendiente determinada.
retacado perfecto; es decir, la parte del barreno sin carga debe quedar rellena de
material inerte, considerando que a menor longitud del recatado se produce una mejor
fragmentación general, a pesar de que se desencadenen mayores proyecciones y un
mayor quebrantamiento en la parte superior del talud restante.
Para aplicar la técnica del precorte, se requiere considerar caracteres propios del macizo
rocoso, tales como la resistencia dinámica experimentada frente a la tracción, la
compresión de la roca, y las discontinuidades presentes en el macizo rocoso (planos de
estratificación, fallas, diaclasas, pliegues, etc.). Según el estado de la roca, la práctica
del precorte obtendrá mejores o peores resultados (Figura 6.4.1 .).
La carga explosiva debe ser la suficiente importante como para poder generar un
conjunto de pequeñas grietas radiales, con el objeto de poder orientar el plano de
corte; si no se llegaran a formar dichas grietas, la superficie de rotura quedará
definida por la aparición de fisuras naturales y probablemente se producirán procesos
de sobreexcavación.
La distancia media entre las discontinuidades no debe ser de menor cuantía que el
espaciamiento entre barrenos y/o la longitud de retacado (también se producirían
sobreexcavaciones). Se recomienda cerrar el esquema para reducir el efecto del
control estructural.
Debe considerarse la relación existente entre la orientación del talud y las
discontinuidades predominantes, según se expone a continuación:
Si el ángulo entre el plano del talud y las discontinuidades es mayor de 40º, se
conseguirá un precorte limpio, en el que serán visibles todos los barrenos.
Si el ángulo es menor de 25º, se producirán procesos de sobreexcavación.
Si el ángulo varía entre 25º-40º, el frente aparecerá escalonado, debido al efecto
de la combinación entre la orientación de las fracturas naturales y la dirección del
corte diseñado.
Si el ángulo varía entre 85º-90º, pueden generarse grietas y descalces de bloques
de roca, emplazados en la cabecera del talud.
Debe controlarse, que los barrenos se encuentren fuera de la influencia del agua
procedente de las infiltraciones del macizo, debido a que su presencia puede afectar
negativamente al resultado obtenido en el precorte.
Es necesario reducir la presión de barreno, hasta que esta se sitúe esta a niveles
acordes con las resistencias dinámicas de la roca, con la finalidad de disminuir los
efectos negativos, derivados de los procesos de sobreexcavación y de la intensidad
registrada por las vibraciones. Teniendo en consideración que la presión de explosión
o de barreno corresponde a la ejercida por los gases después de desencadenarse su
reacción química, su valor puede ser determinado mediante la aplicación de la
siguiente expresión:
Donde:
Pb corresponde a la presión del barreno (MPa), c; a la densidad del explosivo (g/cm 3 ),
D a la velocidad de detonación (mis) y N corresponde a una constante determinada.
N.R.1. 1-2-9.3. - 51 -
No existe un límite definido que defina la profundidad idónea para la aplicación de una
voladura de precorte; es por este motivo, que el criterio empleado para la concrección
de dicho límite, es el aplicado en función de los problemas derivados de la falta de
alineación de los barrenos, de lo cuál se deriva la necesidad de realizar una intensa
supervisión durante el desarrollo de los trabajos de perforación, con la finalidad de que
las desviaciones producidas sean las mínimas. Los resultados obtenidos mediante la
aplicación de la técnica del precorte, pueden ser mejorados mediante el empleo de
barrenos guía vacíos, los cuales han de ser emplazados en el plano del talud,
disponiéndose entre los barrenos cargados. La carga conjunta de todos los barrenos es
más efectiva que la carga alterna, debido a que en este último caso se precisa reducir el
espaciamiento, implicando un incremento en la cuantía de la perforación por unidad de
superficie precortada.
Para aplicar una correcta distribución de la carga, debe adecuarse la presión del barreno
a la resistencia dinámica a compresión de la roca; si no se dispone de este parámetro, la
densidad lineal de carga ha de estimarse mediante la aplicación de la siguiente
expresión:
Las cargas calculadas mediante la aplicación de este método son de tipo orientativo,
limitándose su aplicación, únicamente a situaciones de voladuras experimentales,
concretadas en la fase inicial de los trabajos.
Todo tipo de voladuras originan vibraciones, las cuales pueden afectar al macizo rocoso,
induciendo la formación de grietas o aperturas en las discontinuidades originarias.
El valor dinámico y estático de al se considera similar, es por este motivo, que el valor
correspondiente al coeficiente de seguridad se ve incrementado.
En la Tabla 6.4.2. del Anexo 111 puede observarse un gráfico en el que se exponen
criterios utilizados para la definición de daños empíricos, los cuales pueden aplicarse
con posterioridad en la evaluación de los daños inducidos por el efecto de las voladuras
aplicadas en los taludes rocosos.
El talud general o talud de corta, compone una modalidad de talud basado en el cálculo
de su estabilidad general. Su morfología es definida mediante una línea recta, la cuál
representa una pendiente final que une el pie de la corta a su mayor profundidad, con la
cabeza de inicio del desmonte, en su intersección con el terreno natural. Debe además
considerarse la existencia de elementos intermedios constitutivos, tales como bancos,
bermas, accesos y plataformas.
Los taludes de banco son definidos por los caracteres propios de la perforación, los
cuales han sido considerados con anterioridad en la voladura; la inclinación excesiva de
los barrenos origina desviaciones sensibles, las cuales son susceptibles de afectar al
desarrollo de los trabajos de voladura; es por este motivo, que el talud de banco ha de
adaptarse a la inclinación empleada en la perforación, la cuál ha de definirse en
principio, según una disposición espacial más verticalizada que la contemplada
originariamente en el diseño del talud definitivo; dicha inclinación originaria ha de ir
recuperándose sucesivamente, mediante la interposición de bermas intermedias entre
los bancos.
6.5.2. BERMAS
Las bermas deben disponer (en su intersección con el talud superior) de cunetones de
recogida de aguas, los cuales han de ser impermeabilizados debidamente. Debe
practicarse en dicho accesorio una adecuada salida del agua, motivo por el cuál nunca
deben construirse bermas totalmente horizontales. Cuando se acumula agua en las
bermas, esta puede penetrar mediante infiltración en el macizo, provocando el
desencadenamiento de procesos de meteorización, los cuales a su vez provocan la
elevación de los niveles freáticos, con el consiguiente aumento de las presiones
intersticiales.
N.R.1. 1-2-9.3. - 54-
Las bermas deben realizarse interponiendo una carga ligera, aplicada a contrapendiente
en dirección al talud, con la finalidad de poder evitar que las rocas puedan caer desde
talud superior y ser proyectadas hacia cotas inferiores.
Estos levantamientos no requieren una gran precisión, en aquellas situaciones en las que
la disposición estructural con respecto a la estratificación sea favorable (es decir, que los
estratos se dispongan buzando hacia el interior). Los levantamientos de los frentes de
excavación deben ser definidos mediante un grado de detalle adecuado, en aquellos
casos en los que la disposición estructural sea desfavorable (estratificación o
esquistosidad subvertical o buzando hacia el exterior).
Este documento debe ser portador de una serie de apartados, los cuales han de ser
concretados en función de su utilidad. Debe incluirse en el mismo, mediante la
elaboración de impresos tipo, los distintos levantamientos de campo efectuados con sus
correspondientes mediciones de discontinuidades, sus caracteres resistentes y
geométricos (cada vez que se rebajen 5 m en la cota), así como cualquier otro factor
geológico susceptible de poder influir en su estabilidad, tanto en el talud final como en
los de avance.
Debe efectuarse de igual manera un control de las inclinaciones del talud, concretado en
función de los perfiles topográficos y los datos de campo obtenidos; las mediciones
deben controlarse con periodicidad, con la finalidad de posibilitar la confección de dos
tipos de gráficos diferenciados:
Desplazamientos en la vertical-tiempos.
Desplazamientos en planta, con referencia a los movimientos producidos en las
dimensiones X e Y del punto a controlar.
Debe acometerse un reportaje fotográfico cada 5 m de excavación practicada.
Es necesario controlar los elementos resistentes emplazados en el talud, así como sus
N.R.1. 1-2-9.3. - 57-
Todos estos trabajos, así como la totalidad de la información existente, deben ser
reflejados en un dossier, el cuál ha de ser ampliado progresivamente a lo largo de toda
la vida operativa del talud. Este trabajo ha de ser realizado por un técnico especialista en
geotecnia a pie de obra, el cuál ha de responsabilizarse del desarrollo de todos los
factores descritos; también es cometido del técnico el responsabilizarse de acudir al
equipo de asesoramiento, cuando se considere oportuna de la adopción de decisiones
importantes, en aquellos casos en los cuales puedan presentarse problemas en el talud.
N = Ms (ROD.Jr/Jn) Js (Jr/Ja).
lE = W +S+J +B
Donde W corresponde a la alteración por meteorización, S a la resistencia a la
compresión simple, J a la separación entre las diaclasas y B a la potencia
media de los estratos
En la Tabla 6.7.2.6.b. del Anexo 111 se expone dicho sistema de evaluación del
índice de excavabilidad.
expresión:
7. MÉTODOS DE SOSTENiMIENTO
Dentro de las múltiples posibilidades de actuación existentes, las más empleadas corresponden
a las detalladas en los apartado expuestos a continuación; no obstante existen situaciones en las
que pueden aplicarse otras técnicas, o combinaciones de varias de ellas, con la finalidad de
posibilitar la resolución de problemas concretos.
A continuación se reflejan distintas formas de actuación, aplicadas sobre la geometría del talud,
con la finalidad de obtener una mejora en su estabilidad.
7.1.1. RETALUZADO
El peso del tacón instalado al pie del talud produce un efecto de confinamiento en la
masa de terreno inestable, aumentandose notablemente las tensiones normales
aplicadas sobre la superficie de rotura e induciendo una mejora en su la estabilidad (Fig.
7.1.3. del Anexo IV).
Para taludes formados por materiales dotados de una granulometría fina, se recomienda
la instalación de membranas geotextiles en el contacto talud-tacón, con la finalidad de
evitar el arrastre de finos, el cuál podría favorecer el desencadenamiento de procesos
erosivos internos en el talud y la presencia de tubificaciones.
Esta medida suele realizarse durante el desarrollo de la etapa de excavación del talud,
aunque también es frecuente su práctica durante los trabajos de eliminación de masas
inestables. Las bermas favorecen una estabilidad global en el talud, (Figura 7.1.4. del
Anexo IV) facilitando el proceso constructivo, y a la vez constituyen un acceso destinado
al desarrollo de los trabajos de mantenimiento. Este tipo de estructura es susceptible de
poder padecer futuros problemas relativos a posibles desprendimientos de rocas, y en
ellas pueden ser instalados distintos elementos de drenaje superficial y profundo. En
general, la estabilidad global de un talud dotado de bermas es muy superior a la definida
por un talud de la misma altura, en el que el ángulo de inclinación sea igual al
presentado por el talud escalonado.
Evitar que las aguas supetiiciales se infiltren en la zona de coronación del talud, en
grietas de tracción, etc. (de producirse esta situación, se ocasionaría un importante
incremento en las presiones intersticiales).
Evitar en lo posible, los perniciosos efectos erosivos de las aguas de escorrentía
sobre la supetiicie del talud.
Las soluciones más comunes a aplicar son las expuestas a continuación:
7.3. ANCLAJES
Los anclajes trabajan a tracción, pudiendo colaborar en la estabilidad del talud según dos formas
diferenciadas(Figura 7.3.a. del Anexo IV):
Zona de anclaje: Parte solidaria al terreno encargada de transferir los esfuerzos al mismo.
Zona libre: Unión entre la zona de anclaje y la superficie del talud. La barra o cable de acero
puede deformarse libremente al ponerse en tensión.
Cabeza: Contacto entre el anclaje y la superficie del talud, mediante la aplicación de una
placa de apoyo.
Los anclajes se pueden clasificar en función de diversos conceptos:
7.4. MUROS
Los muros son estructuras empleadas como elementos de contención, las cuales son
emplazadas con la finalidad de contrarrestar deslizamientos actuales o potenciales en los
taludes.
Los muros se pueden clasificarse básicamente según tres categorías (Figura 7.4. del Anexo IV):
Este tipo de muros no debe emplearse en alturas mayores de 10m; destacan por su
facilidad constructiva y su bajo coste. Son emplazados cuando se dispone de espacio
suficiente al pie del talud y cuando el terreno de cimentación tiene una capacidad
portante adecuada, no siendo en él previsibles asientos significativos. No son
recomendables en condiciones hidrogeológicas desfavorables.
Para su construcción se emplea una menor cantidad de hormigón, que la aplicada en los
muros de gravedad. Existen dos tipos fundamentales:
a) Muros en L
Se trata de muros de hormigón armado, en los que el paramento vertical actúa en
voladizo y contrarresta el momento volcador inducido por el peso de las tierras
situadas sobre el talón (Figura 7.4.2.a. del Anexo IV).
La presión que actúa sobre el cimiento es de menor magnitud que la soportada por
los muros de gravedad; es por este motivo que su aplicación se presenta más
adecuada en aquellas situaciones en las que las condiciones de cimentación sean de
mala calidad.
Cuando el paramento vertical del muro es elevado, se producen grandes momentos
flectores, los cuales obligan a la instalación de contrafuertes.
b) Muros con contrafuertes
Los contrafuertes pueden disponerse tanto en el intradós como en el trasdós (Figuras
7.4.2.b. y 7.4.2.c. del Anexo IV). En la primera de las situaciones, el muro actúa como
un muro de gravedad aligerado; en el segundo caso, se trata de un muro en L
reforzado mediante la interposición de contrafuertes exteriores. Los muros con
contrafuertes emplazados en el intradós suelen emplearse poco, debido las
dificultades constructivas que entraña, siendo preciso en ocasiones emplazar muros
de gravedad. Los muros en L con contrafuertes constituyen el tipo de muro más
empleado.
N.R.!. 1-2-9.3. - 67 -
La estabilidad que presenta el muro, al igual que en el caso de los muros de gravedad,
es definida por su propio peso. Presentan la ventaja de poseer cierta flexibilidad, y una
gran adaptabilidad a diversas situaciones susceptibles de plantearse, por efecto de su
gran facilidad de montaje.
Presenta una tipología análoga a la presentada por los muros de gravedad, aunque
únicamente se encuentran constituidos por elementos superpuestos en forma de prisma
rectangular, los cuales contienen fragmentos de roca no degradable, retenidos mediante
una malla de alambre metálico (Figuras 7.4.4.a. y 7.4.4.b. del Anexo IV).
Se trata de muros constituidos por una pared delgada de paneles de hormigón o chapas
metálicas, en los que se anclan unas bandas metálicas o de material sintético, las cuales
penetran en el relleno de suelo compactado. El rozamiento existente entre el suelo
compactado y las bandas metálicas proporciona estabilidad al conjunto (Figura 7.4.5.
del Anexo IV).
La construcción de este tipo de muros es fácil y rápida, siendo su coste inferior al resto
de los demás sistemas alternativos.
Se instalan en taludes excavados en roca, en los que existen masas importantes de roca
dispuesta en voladizo (Figuras 7.4.6.a. y 7.4.6.b. del Anexo IV). Su misión principal es el
proporcionar un apoyo a dichas masas, con la finalidad de evitar su desprendimiento.
Para su correcta ejecución, ha de rellenarse el espacio situado por debajo el saliente con
hormigón en masa.
Se trata de muros reforzados mediante anclajes. Constituyen una solución mixta, la cuál
elimina problemas de estabilidad desencadenados por vuelcos y deslizamientos de
muros convencionales.
Esta tipología de muros minimiza en gran manera el impacto visual, siendo muy utilizada
en aquellas zonas en las que sea fácil encontrar bloques rocosos de grandes
dimensiones.
Entre los bloques rocosos y la superficie del talud se emplazan tubos dren y un tejido,
construyendo finalmente una cuneta drenante al pie de la obra.
En la Figura 7.4.8. del Anexo IV se muestra un muro de bloques de piedra, según los
datos aportados por la Dirección de Coordinación de Inversiones de RENFE.
7.5. PILOTES
Si el terreno es muy blando, la tensión transmitida no puentea los vanos intermedios, pudiendo
fluir el material entre los elementos resistentes.
También pueden realizarse pantallas discontinuas, constituidas por pozos de hormigón (también
denominados pozos indios), los cuales ejercen un efecto similar al propiciado por los pilotes.
Se emplean en taludes y laderas constituidos por suelos generalmente saturados o por roca de
caracter poco competente (argilitas), los cuales son susceptibles de poder presentar
movimientos de tipo colada o flujo. También es frecuente su emplazamiento en los taludes de las
boquillas de túneles, combinándose con anclajes.
El efecto estabilizador de estos elementos es similar al aportado por las pantallas de pilotes,
proporcionando una importante resistencia al corte en el terreno; deben instalarse de manera
que intercepten las eventuales superiicies de rotura, emplazando su empotramiento final, dentro
N.R.1. 1-2-9.3. - 69-
Se componen de muros de hormigón armado hormigonados "in situ" (Figuras 7.7.a. y 7.7.b. del
Anexo IV); Su acción estabilizadora frente a deslizamientos existentes o pontenciales, es de
carácter similar al presentado por las pantallas de pilotes; a diferencia de estas, los muros
pantalla constituyen elementos de tipo continuo.
Existen numerosas medidas para el control de desprendimientos, las cuales pueden ser
agrupadas en base a dos categorías:
Voladura controlada.
Cemento expansivo.
Fragmentación mediante martillo picador.
N.R.1. 1-2-9.3. - 70 -
El atado puede ser realizado mediante una envoltura de malla tupida, la cuál
ha de anclarse a la zona no meteorizada.
Se emplea para estabilizar zonas del talud que se encuentren muy fracturadas;
su aplicación se basa en la instalación de una malla metálica, preferentemente
de doble o triple torsión, la cuál ha de ser fijada a la roca potencialmente
inestable o generadora de desprendimientos. Despues de emplazar la malla,
ha de superponerse en ella una serie de cables tensionados (formando una
retícula), anclados a la roca en sus extremos (Figura 7.8.1.4. del Anexo IV).
Para facilitar la salida de agua deben practicarse drenes, los cuales han de
atravesar la capa de hormigón.
Las mallas que ofrecen una mayor resistencia son las de tipo hexagonal, de
triple torsión y acero galvanizado.
La erosión representa un proceso de degradación natural que afecta principalmente a los taludes
emplazados en suelos; el agua compone el principal agente erosivo que afecta a los taludes,
debido tanto al efecto de la escorrentía superficial, como al impacto directo de las gotas de lluvia.
Las soluciones aplicadas para proteger el talud frente a la erosión pueden ser agrupadas en
medidas de drenaje superficial (las cuales limitan en gran medida la escorrentía superficial sobre
el talud), y medidas de revegetación del talud (aumentan sensiblemente la resistencia del suelo
frente a la erosión).
Las medidas de drenaje superficial se dirigen a evitar el efecto erosivo del agua por
efecto de la escorrentía superficial. En el capítulo 7.2.1. se trata con una mayor amplitud
esta cuestión.
En ocasiones, cuando las condiciones para el desarrollo de una cubierta vegetal son
desfavorables, la siembra debe ser complementada mediante la aplicación las siguientes
medidas auxiliares, con la finalidad de favorecer su crecimiento:
Se realizará un control de la planta en el tajo de trabajo, vigilando que las raices no estén
dañadas y el ejemplar no presente sintomas de estrés hídrico.
1. DEFINICiONES
Angulo de rozamiento interno.- Resistencia friccional a la rotura que presentan los suelos y las
discontinuidades rocosas.
Borehole ¡:Jacker impression test. - Obturador revestido de una película sensible a la presión, el cuál
es introducido en el interior de sondeos practicados en roca. Permite la obtención de una impresión
gráfica de las paredes del sondeo, la cuál aporta una gran utilidad para el estudio de las
discontinuidades.
Cabecera de talud.- Parte superior o coronación del talud; generalmente está definido por un cambio
neto de pediente entre el propio talud y la ladera o terreno natural.
Cinta de convergencia.- Instrumento de medida empleado para calibrar distancias de varios metros;
consiste en una cinta metálica dotada de un elemento tensor, el cuál permite concretar una misma
tensión de la cinta en todas las medidas. Su precisión es de décimas de milímetro.
Cohesión.- Resistencia presentada por las partículas del suelo o de la matriz rocosa, la cuál se opone
a su separación. Es independiente del estado de tensiones.
Corona.- Elemento de perforación de la sonda, de geometría cilíndrica hueca, dotado de unas picas
cuya naturaleza, tamaño y número depende del material a perforar, así las coronas dotadas de picas
de diamante se emplean en roca dura, mientras que las picas de widia son más adecuadas para su uso
en suelos y rocas blandas.
Densidad.- Resistencia que presenta un suelo granular frente a la aplicación de una tensión externa.
Deslizamiento.- Movimiento de masas de roca o suelo en un talud, las cuales originan procesos de
inestabilidad.
Diaclasa.- Discontinuidad emplazada en un macizo rocoso, la cual determina un plano de fractura sin
desplazamiento en su logitud, se presenta como consecuencia del efecto de una etapa de actividad
tectónica.
Difracción por Rayos-K- Estudio de los ángulos de difracción de los rayos-x , aplicado sobre
muestras de polvo de un material, permitiendo la identificación de los minerales que lo componen.
Dilatómetro.- Instrumento constituido por una placa metálica plana y afilada, la cuál dispone de una
membrana de expansión. La placa se hinca por presión, ofreciendo información de la resistencia del
terreno. La resistencia a la dilatación proporciona información sobre la deformabilidad y los módulos
elásticos del terreno.
N.R.1. 1-2-9.3.
Equilibrio Iímite.- Condición de equilibrio entre las fuerzas estabilizadoras y las fuerzas que tienden al
movimiento en un talud.
Esfuerzos tangenciales.- Fuerzas paralelas a la superficie de rotura, las cuales favorecen la aparición
de procesos de inestabilidad.
Factor de seguridad.- Relación entre las fuerzas estabilizadoras y desestabilizadoras, la cuales actúan
a lo largo de una superficie de rotura. La condición de equilibrio límite se cumple cuando F.S. = 1.
Grado de saturación.- Volumen de huecos rellenos de agua, en relación con el volumen de huecos
total que presenta un material.
Grieta de tracción.- Grieta detectada generalmente en la zona de coronación del talud, la cual indica el
inicio de un proceso de inestabilidad.
Lefranc.- Ensayo de permeabilidad practicado en un terreno de tipo suelo o roca muy alterada,
realizado en el interior de un sondeo. Proporciona una medida del caudal admitido a presión
atmosférica.
Línea de flujo.- Líneas que definen la trayectoria del movimiento del agua en una red de flujo. Son
perpendiculares a las equipotenciales.
Log o diagrafías.- Testificación del interior de sondeos mecánicos, mediante la introducción de sondas
eléctricas, nucleares y acústicas, las cuales permiten estudiar parámetros tales como densidad,
porosidad, grado de saturación, permeabilidad, etc.
Mantas orgánicas.- Esteras de fibras naturales, biodegradables, que protegen los taludes en suelos de
la erosión, las temperaturas extremas, etc, favoreciendo el desarrollo de una cubierta vegetal.
N.R.1. 1-2-9.3.
Material de tipo suelo.- Material que constituye un talud cuya naturaleza es un suelo o un macizo
rocoso alterado y/o fracturado, el cual presenta tipologías de rotura características de un material
isótropo y homogéneo.
Medidas de estabilización.- Soluciones a adoptar para evitar o detener los procesos de inestabilidad
de un talud. Existen un gran número de medidas de estabilización, en función de las condiciones
particulares del caso a tratar.
Meteorización.- Proceso natural de alteración del material del talud mediante transformaciones fisico-
químicas, como consecuencia de su exposición a los agentes climáticos y ambientales.
Microscopio electrónico de barrido.- Aparato de alta resolución que permite la observación directa de
las microtexturas de minerales y rocas, así como su análisis químico.
Molinete ("Vane Test").- Ensayo de campo y laboratorio que consiste en introducir un molinete en el
terreno arcilloso o muestra inalterada y hacerlo girar, determinándose la resistencia al corte sin drenaje
del material mediante el momento de torsión necesario para romper el terreno.
Mulch.- Mezcla de fibras de paja y heno con pasta celulósica utilizada para la formación de un suelo
vegetal.
Nivel piezométrico.- Superficie teórica del agua subterránea que es la suma de su elevación y de la
presión a que se encuentra sometida.
Pie de talud.- Parte inferior de un talud, en donde suele darse la mayor acumulación de tensiones y
frecuentemente constituye el punto de salida de las superficies de rotura.
Piezocono.- Equipo para ensayos de penetración estática. Consiste en una sonda capaz de registrar la
resistencia a la penetración, el rozamiento lateral, la presión intersticial generada durante su hinca y el
tiempo de disipación de dichas presiones.
Presiómetro.- Sonda para la medición de la deformación del terreno en un sondeo cuando se le aplica
una puesta en carga lateral en intervalos de presión creciente. Determina, en otros parámetros, los
módulos de rigidez del terreno.
Presión intersticial o de poros.- Presión ejercida por el agua en el interior de un talud como
consecuencia de la altura de la columna de agua que rellena los poros.
Reconocimientos "in situ".- Técnicas de investigación que se aplican en el propio terreno para definir
con precisión los distintos parámetros que rigen el comportamiento de las rocas y suelos.
Red de flujo.- Movimiento del agua subterránea en el interior de un medio poroso, definida por unas
líneas de corriente, que siguen la trayectoria de movimiento del agua, y unas líneas de igual presión
hidrostática denominadas equipotenciales.
Reptaciones.- Movimiento del material superficial de un talud o ladera, de carácter continuo, lento y
que precede a otras inestabilidades de mayor magnitud. El agua tiene gran influencia en este proceso
al provocar la fluidificación del terreno.
Resistencia al corte.- Resistencia de los materiales frente a los esfuerzos cortantes a que se ven
sometidos a lo largo de una superficie de rotura y que tienden a provocar la inestabilidad del talud.
Incluye dos conceptos:
N.R.1. 1-2-9.3.
Resistencia de pico.- Resistencia máxima que alcanza un material coincidiendo con el inicio de la
rotura.
Rotura del talud.- Proceso de inestabilidad de un talud, consecuencia de un desequilibrio entre las
fuerzas que tienden al movimiento y las estabilizadoras. A grandes rasgos la rotura puede ser:
Isátropa.- El material se comporta como un suelo con distribución homogénea de sus propiedades
resistentes.
Mixta.- Parte del movimiento se produce a favor de discontinuidades y parte de manera isótropa.
Característica de macizos rocosos alterados y fracturados, y de taludes excavados en roca con
recubrimiento de suelos.
Surgencia.- Punto de afloramiento del agua subterránea en la superficie de un talud. Puede provocar
efectos erosivos y degradación superficial del mismo. En ocasiones ayuda a localizar la situación del
nivel freático en un talud.
Tensiones totales.- Son las fuerzas totales que actúan sobre una superficie de rotura. Incluye las
tensiones transmitidas por las partículas sólidas y por el agua.
Tensiones efectivas.- Tensión transmitida por las partículas del material. Corresponde con la tensión
intergranular y determina la resistencia al esfuerzo constante.
Tomamuestras.- Tubo metálico hueco de geometría cilíndrica ideado para ser hincado en el terreno
mediante empuje continuo o golpeo, permitiendo extraer en su interior muestras de suelo con muy
escasa alteración.
N.R.1. 1-2-9.3.
N. R.Y. 2-1-0.1 Obras de tierra.- Capas de asiento ferroviarias. Ed. Febrero 83.
Ed.: Documento editado que figura en el catálogo oficial. Las Normas NRV que carecen de esta abreviatura son
contempladas en la programación de futuras publicaciones.
N.R.1. 1-2-9.3.
111. TABLAS
Resistencia 9! Kp/cm 2
Tabla 2.4.1.1 .a.: Categorizción de los distintos tipos de rocas, en función de su resistencia a la
tracción (Fourmaintraux 1976, en Oteo 1978):
Resistencia 9! Kp/cm 2
Tabla 2.4.1.1.b ; Clasificación de las rocas según su resistencia a la tracción según Deere y Miller
(1968)
>3 10
PERMEABLE
1.5-6 5
>3 10
MUY PERMEABLE
>6 5
Tabla 2.4.1.2.: Muestra de algunos de los resultados más representativos de los ensayos Lugeon
N.R.1. 1-2-9.3.
LiM!TES PERJUDICIALES
SUSTANCIAS
HORMIGÓN ACERO
Sulfatos > 200 mgr/I > 300 mgr/I
Nitratos > 50 mgr/I > 50 mgr/I
Con cantidades mínimas
Anhídrido Carbónico
Acido Sufídrico > 1 mgr/I -
Cloros - > 100 mgr/I
Aceites y grasas - > 5 a 10 mgr/I
Oxígeno - > 4 mgr/I
Magnesio > 100 mgr/I -
Fenoles Muy perjudicial
Tabla 2.4.3.5.a. :Límites perjudiciales de las sustancias disueltas en las aguas subterráneas para el
ataque al hormigón.
GRUPO DE
ENSAYO PARÁMETROS OBTENIDOS
ENSAYOS
W Densidad mínima
!
Densidad mínima ( P m,,)
i
!
Granulometría por tamizado i Porcentaje que pasa
Granulometría por sedimentación i Porcentaje que pasa
>- Límite líquido método cuchara
zZ i
Límite líquido ( úJ J
W'O'O Casagrande i
O-U
enü<c I
Límite del líquido método del cono i Límite líquido ( úJ J
O<C u !
>-ü_ ; i
<c-u.
u._ Límite plástico Límite plástico ( úJ p)
Z:::> I
pH ! Concentración iones W
wo
i Análisis químico agua intersticial i Composición química
i Corte anular Residual: cohesión residual (C R) / ángulo de rozamiento interno residual - rjJ R
w<C CD: cohesión efectiva (c') / ángulo de rozamiento efectivo ( rjJ ')
0(3
enz CU: Cohesión (Cw) / ángulo de rozamiento ( rjJ w)
OLIJ I
>-1- Triaxial
<c en
en-
1
UU: Cohesión (C,) / ( rjJ =0)
zffl
We::: Consolidado con rotura rápida sin drenaje: parámetros resistentes en totales (C,j rjJ w)
ENSAYOS DE Curva edométrica
DEFORMABILI Edométrico
DAD Curva de consolidación (para un escalón de carga determinado)
ENSAYOS DE Carga constante K (cm/s)
PERMEABILlD
AD Carga variable K (cm/s)
i Presión de hinchamíento (Ph)
Para suelos hinchables y colapsables i Hinchamiento libre
en !
enw Colapso
O...J
>-::!; Dispersabilidad i Pin hole
<CU I
enw Proctor normal
za.
LIJen Compactación
i
¡
w Proctor modificado
i Con humedad óptima
Capacidad de soporte de suelos CBR I
Con distintas humedades
GRUPO DE
ENSAYOS PARÁMETROS OBTENIDOS
ENSAYOS
Peso específico real y aparente Peso específico real ( r t) y aparente ( r apl)
Ensayos de Porosidad Indice de porosidad (n)
estado Contenido de humedad Contenido de humedad
Absorción de agua Absorción
Reconocimiento y descripción de "vis
Estudio petrográfico en lámina delgada
Ensayos de
Microscopía electrónica (de reflexión tipo "scanning") Descripción petrográfica de rocas
identificación
Difracción de Rayos X
Análisis químico
Compresión simple (sin medida de deformabilidad) Resistencia a la compresión simple
Indice de Calidad (10) 10
Ensayos de Indice de resistencia a la carga puntual (Is Is
Ensayo de Carga Puntual (PLT)
clasificación de "m)
rocas Determinación dureza SCHMIDT Indice de rebote
Ensayo de tracción directa Resistencia a la tracción ( (J t)
Ensayo "Brasileño" (tracción indirecta) Resistencia a la tracción ( (J t)
Compresión Simple (con determinación de la
Resistencia a la compresión simple (Kpa)
deformabilidad longitudinal y transversal)
Módulo de deformación (YOUNG) por métodos Módulos de deformación dinámicos (E, G,
dinámicos. vy A.)
Ensayos de Cohesión (c) y ángulo de rozamiento
resistencia y Compresión triaxial interno ( qJ) de pico y ángulo de
deformabilidad rozamiento interno ( qJ R) residual de la roca
Cohesión (c) y ángulo de rozamiento
interno ( qJ) de pico y ángulo de
Corte de discontinuidades rocosas
rozamiento interno (qJ R) residual de la
discontinuidad
Ensayos de Permeabilidad radial en probeta con perforación
permeabilidad central
Ensayo de hinchamiento
Ciclos de humedad-sequedad
Ciclos de calentamiento-enfriamiento
Ensayos de Ciclos de hielo-deshielo
alterabilidad Ciclos de cristalización de sales Pérdida media (por tamaño de grano)
Ciclos de humedad-sequedad-desmoronamiento
Indice Sehudes (ID)
(SDT)
Ensayo de inmersión
Ensayos Dureza media con escleróscopo
especiales Desgaste de los Angeles Coeficiente de desgaste de los Angeles
Tabla 2.5.2. Ensayos de laboratorio más habituales en materiales rocosos y sus parámetros obtenidos.
N.R.1. 1-2-9.3.
Tabla 6.4.2.: Criterios de daños empíricos para evaluar los daños ocasionados por las voladuras
en los taludes rocosos.
N.R.1. 1-2-9.3.
CLASE DE ROCA I
ROCA MUY
I II
I 111
I
i
IV
I
i
V
DESCRIPCiÓN ROCA BUENA ROCA MEDIA i ROCA MALA ¡ ROCA MUY MALA
BUENA
i i
!
VELOCIDAD SíSMICA >2150 2150-1850 1850-1500 i 1500-1200 1200-450
!
VALORACiÓN 26 24 20 ! 12 5
I
VALORACiÓN 10 5 2 1 O
ESPACIADO JUNTAS
>3000 3000-1000 1000-300 300-50 <50
(mm)
VALORACiÓN 30 25 20 15 10
VALORACiÓN 5 5 3 O O
ALGO SEPARACiÓN
RELLENO EN JUNTAS CERRADAS RELLENO <5mm RELLENO >5mm
SEPARADAS <1mm
VALORACiÓN 5 5 4 3 1
VALORACiÓN 15 13 10 5 3
SELECCiÓN DE LA
- DD9G/D9G D9!D8 D8/D7 D7
MAQUINARIA
Figura 6.7.2.3. :Método de Weaver (1975) para determinar el grado de ripabilidad de un macizo
rocoso mediante la valoración de siete factores.
N.R.1. 1-2-9.3.
Tabla 6.7.2.6.a. Método de Scoble y Muftuoglu (1984), por el cuál se define un índice de
Excavabilidad lE combinando cuatro parámetros geomecánicos
CLASE 1 2 3 4 5
RESISTENCIA BAJO CARGA
0,5 0,5-1,5 1,5-2,0 2,0-3,5 >3,5
PUNTUAL:I< (50)
Valoración (ls) O 10 15 20 25
TAMAÑO BLOQUEJv (Juntas/m 3 ) Muy pequeño Pequeño Medio Grande Muy Grande
Valoración (B<) 305 10-3015 3-1030 1-345 150
ALTERACiÓN - - - - -
Valoración (W) 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0
DISPOSICION ESTRUCTURAL Muy Ligerament. Desfavo- Muy
Favorable
RELATIVA favorable Favorable rabie Desfavorabl
Valoración (J<) 0,5 0,7 1,0 1,3 1,5
Tabla 6.7.2.7.a. Método de Hadjigeorgiou y Scoble (1984), medialte el cuál se evalúa la facilidad de
excavación de los macizos rocosos combinando los valores de cuatro parámetros geomecánicos
Tabla 6.7.2.7.b.: clasificación de los macizos rocosos en distintas categorías según los
valores aportados por el Indice de Excavabilidad
N.R.1. 1-2-9.3.
Tabla 6.7.2.8.: Método de 8ingh (1989), por el cuál los macizos rocosos se clasifican en cinco grupos,
de acuerdo a su ripabilidad o facilidad al arranque mecánico con tractores de orugas.
N.R.1. 1-2-9.3.
IV FIGURAS.
Parámetros de Clasificación
Resiste Ensayo de car-ga > 100 Kp/cm2 40 - 80 Kp/cm 2 20 - 40 Kp/cm' 10 - 20 Kp/cm2 Compresión simple (Kp/cm')
ncia de puntual
Roca
sana
1 C. Simple > 2.500 Kp/cm 2 1000-2.500 Kp/cm' 500-1000 Kp/cm 2 250-500 Kp/cm 2 50 - 10 -50 <10
250
Valoración 15 12 7 4 2 1 O
2 RQD 90%-100% 75%-90% 50%-75% 25%-50% <25%
Valoración 20 17 13 6 3
3 Separación entre diaclasas >2m 0.6-2m 0.2 -0.6 m 006 - 0.2 m <0.06m
Valoración 20 15 10 8 5
Estado de las diaclasas Muy rugosas Ligeramente Ligeramente Espejos de falla o Relleno blando> 5 mm o
Discontinuas rugosas rugosas con relleno < 5 mm abertura> 5 mm.
4 Sin Abertura < 1 mm Abertura < 1 mm o abiertas 1-5 mm. Diaclasas continuas
separaciones Bordes duros Bordes blandos Diaclasas continuas
Bordes sanos y
duros
Valoración 30 25 20 10 O
Agua Caudal por 10 m de Nulo < 10 Iitros/min. 10-25 litros/min. 25-125 litros/min > 125 litros/min
túnel
Freátic Relación Presión O 0.0 - 0.1 0.1 -0.2 0.2 - 0.5 > 0.5
a agua-Tensión princi.
5 Mayor
Estado general Seco Liq. Húmedo Húmedo Goteando Fluyendo
Valoración 15 10 7 4 O
Clasificación
Clase 1 IJ 111 IV V
Calidad Muy Buena Buena Media Mala Muy Mala
Valoración 100 - 81 80 - 61 60 -41 40 -21 <20
T F,
Pff F, -6 . 25 - 50 - 60
P Rotura Plana "', dir~cclónde buzamiento de talud direCCIón de buzamlentoaelas Junlas
T Rotura por vuelco ~, buzamiento del talud buzamiento de las juntas
Método Talud natuml Precoric Voladura suave Voladura o mecánico Voladura deficiente
F, + 15 + la +g o -8
Figura 3.1.2.b. (En medio) Factor de ajuste en función del método de excavación.
Clase n° V IV ID Il 1
Roturas Grandes roturas por planos continuos Juntas o grandes cuñas Algunas juntas o muchas cui\as Algunos bloques Ninguna
o por la masa
IJ Tensión normal
T-
_ T Tensión de corte
IJ
Desplazamiento
de corte relativo
...
Resistencia al corte pico ~u
Discontinuidad rugosa
...
"O
...------ y/o cementada c:
'O
.¡¡;
...
c:
...__....:::::===-. Resistencia f-
-- a¡ COrte residual
Desplazamiento de corte ó (J
Tensión normal
Figura 3.2.3.1. b. Curvas típicas de tensión de Figura 3.2.3.1.c. Envolventes típicas de las
pico y residual al corte. resistencias de corte - deformación.
N.R.1. 1-2-9.3.
a Tensión normal
T_
- T Tensión
de corte
a Desplazamiento
al corte
Dila[ancia Corte
- ---
~
ou
~ Cj
e
-O
'Vi
e
"
1-
T = a tg(I" + i)
Tensión normal
e
...
N
.....
OJ lb
~
c.v Rocas cristalinas /gneall y meta·
1\) RoallI arenollM con cristales luer· mórfi""" de grano grueso y pon- ~
e.u Roc•• carbonatad.. con el cruce- Rocas areUlos.. IIdncadas (!Idoll· tes y el crucero de los crlstmles ROCIlS 19ueas cmtlRllnas d. g....no mln.rállcas (aofibollta, gAbro,
ro de los crlslalea bleo d...rrolla- la, IImonlla, lotlt!l y pizarra) (oor- poco desarrollado (areolsca y nno y pou.mln.rállcas (andestla, gnel.., granto, norlta y cuano
c.v do (dollmlla, caUu y m'rmol) mal.. al crucero) cuarcita) dolerlta, diabasa y rlollta) diorita)
iD ClIildad de la roca
o
..... Muestras de roca inalterada
;:+ a ln = 0311 + .J 7 C13n + 1,0 a ln = o]n + .J 10 O'l" + 1,0 al. = a J• + .J 15 a J • + 1,0 a,. = a J • + ..j 17 a J • + 1,0 11,. = ul • +~ 25 uln + 1,0
~ Muestras de roca de tamaño de
o'
en
laboratorio, libres de defectos es-
lrucmrales, Valor RMR >100,
o. Valor Q 500 '. = O,816(a. + 0,140)°,658 '. = 0,918 (". + 0,099)°,677 '. = 1,044 (u. + 0,(67)°,692 '. = 1,086 (a. + O,059)D,6% '. = 1.220 (u. + 0,(40)",70$
CO
Macizo rocoso de muy buena ca-
O lidad
2" al" = al" + ..j 3,5 0J" + 0,1 al. = al. + ..j 5 al. + 0,/ al" = a ln + .../7,5°311 + O,) al. = a J • + ..j 8,5 a J • + 0,1 0'1. = u¡. + .J 12,5 u3 • + 0,1
..... Roca íntimamente embonada inal-
OJ
terada con fisuras no meteoriza-
en das con separación de ± 3 m
CO
o.tO Valor RMR 85, Valor Q 100 '. = 0,651 .la. + 0,028)°,679 '. = O,739(a. + 0,020)°,692 '. = 0,848 (a. +·0,013)°,702 '. = 0,883 (a. + 0,012)°,701 1. - 0,998 (". + 0,(08)",712
co e-
---i::J Macizo rocoso de buena calidad
Q!..~ a,. = al. + .J 0,7 aln + 0,004 a,. = al. + ..j 1,0 ul • + 0,004 a,. = al. + .J 1,5 u1• + 0,004 a ln + 03n + ..j 1,7 al" + 0,004 0',. = al. + .J 2,5 "lo + 0,004
e .-+
o. _. Roca sana o poco meleorizada y
co'D poco afectada por fisuras espacia·
en o das de 1 a 3 m. Valor RMR 65,
- '< Valor Q 10 '. = 0,369 (a. + O,OO6)ü,669 '. = 0,427 (a. + 0,(04)°,681 'n = 0,501 (a. + 0,(03)",69' '. = 0,525 (a. + 0,002)°·698 '. ~ 0,603 (a. + 0,(02)°,707
::::¡o
(j)Q!..
m o.:
- OJ
Macizo rocoso de calidad mediana
Varias series de fisuras de meteo-
al. = a J, + .J 0,14 a J • + 0,0001 a,. = a J• + ..j 0.20 al. + 0,0001 "l. = uJ• + .J 0,30 0]. + 0,0001 °,• = °1• + .J 0,34 "J. + 0,0001 al. = a]. + ..j 0,50 aln + 0,0001
OJ espaciamiento de 30 a 500 mm
con algo de relleno/pedaceria de
I roca limpia, Valor RMR 23, Va-
O lor Q 0,1 '. = 0,115 (". + 0,0002)°,646 '. = 0,129 (o. + 0,0002)°,'" '. = 0,162 (a. + 0,0001)°,672 '. = 0,172 (a. + 0,0001)°,676 '. = 0,203 (a. + 0,0001)°,686
m
A Macizo rocoso de muy mala ca-
'< lidad
OJ a ln = a)n + .J 0,007 o)n + O a,. = a J• + .J 0,010 al. + O a,. = a]. + ..j 0,015 a J • + O al. = al. + .j 0.017 al. + O u ln = al" + .J 0,025 a ln + O
IJ Muchas juntas muy meleorizadas
O con espaciamiento de menos de
50 mm con relleno/pedacería de
~
z roca con finos. Valor RMR 3, Va-
lor Q 0,01 '. = 0,042 (".)0,\34 '. = O,OSO (00)°,\39 '. = 0,061(0.)°·'" '. = O,065(a.)0,,.8 '. = 0,078 (a.)O,I"
co
CXJ
O
:5:
OJ
::J
e
Q!..
N.R.1. 1-2-9.3.
Patton
t":
o
u
"'"e" cj
'O
.¡¡;
e
"
E-
Tensión normal (J
Figura 4.3.3.1.Análisis del talud infinito. Equilibrio de fuerzas (Lambe y Whitman, 1972).
N.R.1. 1-2-9.3.
Dirección de deslizamiento
Grieta de tracción
Superficie de rotura
Figura 4.3.3.2.b. Geometría y fuerzas actuantes en una rotura plana (Hoek y Bray, 1977).
N.R.1. 1-2-9.3.
[30
05r---1_-+_-+_--+-_+_--+_+-_--I-_+-_-l---..--Jf---+---+---+---+-+---+---
+ ·-t
4.5
'.0
.:r...¡.'.
·Lt 3.5
3.0
«: Bu+-zamiento plano A
~ f+HI'H\-!· ~ .+ ~
~ 2-S
ji
5 2.5
'ü 'ü
~ ~
o
U 2.0 8 2.0 Buzamiemo plano B
1.0 1.0
05
Figura 4.3.3.3.d. Ábacos para rotura por cuñas (Hoek y Bray, 1977).
N.R.1. 1-2-9.3.
Bloques
voleadores
Bloques
deslizantes
Figura 4.3.3.4.a. Conjunto de bloques en el momento de la rotura por vuelco (Hoek y Bray, 1977).
Figura 4.3.3.4.b. Sistema de fuerzas que actúan sobre el bloque n (Manual de Taludes, ITGE, 1991).
N.R.1. 1-2-9.3.
/
/
~
U¡~-
I
ll¡b¡
/ sen a¡
1 c¡' b¡
T¡ ~ - - ( - - + Ni tg "'¡')
FS sen C<¡
Figura 4.3.3.6.b. Fuerzas actuantes sobre una dovela (Manual de Taludes, ITGE, 1991).
N.R.1. 1-2-9.3. 1.G1--,----,----r--..,.----,-----,------.---,-----.---~
NOTd 0\ el +euando el "reo de. dult~i)mlenlO ell;;
en el miuno eu"dlilnte Q..ue el talud
1.2f---+---+---+---l----t--r::-:::....,..+:::=---t------+----l--=:::::::"....j
_--+--__ I 0.6
0.4
0.2
O':'~~O'---_+':30:-' ----::20:':'".--_-:l10~·--....,0~·--..J,0,..,.·---2Lo·--..J30L·---4LO·---.,.50L·---.J60·
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CIRCULO DE PIE
_._._.- CIRCULO DE TALUD I
f - - --------- CIRCULO DE BASE
I
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1
O
90 70 60 50 40 30 20 10 O
ANGULO DEL TALUD w,
Figura 4.3.3.6.d. Ábaco de Taylor para suelos sin rozamiento (0=0). (Taylor, 1937).
N.R.1. 1-2-9.3.
'S<Ifl
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Talud (c'oLg V<,) a) e' I-y H = 0,05; nd = 1.00 Talud IL'(){g .¡,,)
Figura 4.3.3.6.e. Ábacos para la obtención de los parámetros m y n (Bishop y Morgenstern, 1960
·'H".C< " ' " " ;,1 ',n ~.' H" "l '''1 ~() I'F ~!J~'
",'
~ I
[~~--~ 2
',1 ~ 3
."
..
Figura 4.3.3.6.f. Condiciones de saturación de un talud, considerando los ábacos (Hoek y Bray,
1977).
N.R.1. 1-2-9.3.
0
2,0 01 .02 .03 ,04
.05 .06
60
.70
"Vl"sPt:F't:J~ptm'T::br-+4:::bjb--j-<fj;;;¡"'¡4sít~
Sl?j~~5t;í:;'¡-:H-tl:;¡';~;¡;.j:::f=R:::M=Ff=j::+=R 10
Figura 4.3.3.6.g Ábacos para rotura circular. Ábaco nº 1 (Hoek y Bray, 1977).
1. 28••991
1.28.+991 2.99.-992
DISPL. SC~LE
L 1.28.'991 L 2.99.-992
CABLE CQ+HRCX
t-=~-'-,tv-- RUEDA..<; D(
G<J'"
Figura 5.2.2.a. Ejecución de medidas mediante un inclinómetro y sección del mismo (Wilson y
Mikkelsen, 1978).
. .... ..
. . . ,":00" '''''''''',"'0 ""'"''''
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A~C~'\JE DE r:XIES"O?o.IETRO
TI
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1,
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DIOSCRIPCIO~ DEL INSTRu~tENTO
1 Ancl).,jn con r~ina '1'Qxi O mortero
1 Fijación &1 (1,,\00 prole'Clo{
3 Varilla ~xlrn""m"'\rica ~ (1100 proleclor
.. Cabeu d. fCr.-c.ncill
Extremo de medidn
Comp.:lfador
Cabeza prol«lO'.
ARENA
TUBO RANURADO
TUBO DE MEDIDA
•
NIVEL DE
AGUA -- MORTERO O LECHADA
DE CEMENTO
•
TAPÓN DE BENTONITA
TUBO RANURADO
ARENA
UNIDAD DE
LECTURA
DISPOSITIVOS
ELECTROMAGNÉTICOS
~ CUERDA
r-----t-t+-- VIBRANTE
~ ELEMENTO DE TRANSMISiÓN
DE SEÑAL
x
oa: TUBO SENSIBLE
eL
MORTERO O LECHADA ~
DE CEMENTO-- E
E
DIAFRAGMA
'"'
;;;
TAPÓN DE BENTONINA
ARENA
PIEDRA
POROSA
PUNTAZA
----t---CÓNICA
PIEZÓMETRO CERRADO
40 mm
(APROXIM.)
TAPÓN DE LECHADA O
MORTERO DE CEMENTO
BENTONITA
ARENA
1..L..--I-c~PIEZÓMETRO
TAPÓN DE LECHADA O
MORTERO DE CEMENTO
BENTONITA
PIEZÓMETRO
ARENA
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75 -150 mm
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BOMBA DE AIRE
Y MANÓMETRO
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INDICA.DOR DE CAUDAL
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AGUA
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MEMBRANA FLEXIBLE
FILTRO
l. Anclaje
2. Asienco esférico
3. Placa- de reparto
4. Célula de presión
5. Transductor de presión (manómetro, sensor eléctrico, etc.)
UNIDAD DE LECTURA
ELEMEN'TO DE TRANSMISION
ACEITE o MERCURIO DE SEJ"AL
\
TRANSDUcrOR {NEUMATICO
DE PRESION ~¿~~~I~O
L CHULA DE PRESION TOTAL
Tabla IX.l
VELOCIDADES SISMICAS EN ROCAS (GARCtA OVEJERO, 1986)
Tipo de roca Velocidad sísmica
MAGMATICAS O IGNEAS:
Granitos . 3.000-6.000 mis
Granito meteorizado . 1.200-1.600 mis
Gabros . 6.700-7.300 mis
Diabasas . 5.800-7.100 mis
Basaltos . 2.400-4.000 mis
SEDIMENTARIAS:
Suelos normales . 250- 460 mis
Suelos consolidados . 460- 600 mis
Arenas sueltas . 250-1.200 mis
Mezclas de grava y tierra sueltas . 450-1.100 mis
Mezclas de grava y tierra consolidadas . 1.200-2.100 mis
Arcillas . 1.000-2.000 mis
Margas . 1.800-3.500 mis
Areniscas . 1.400-4.500 mis
Conglomerados . 1.200-7.000 mis
Morrena glaciar . 1.200-2.100 mis
Pizarras sedimentarias . 1.200-2.100 mis
Calizas . 1.500-6.000 mis
Dolomias . 5.000-6.000 mis
METAMORFICAS:
Gneis . 3.000-6.000 mis
Gneis meteorizado . 1.200-1.600 mis
Cuarcitas . 5.000-6.000 mis
Pizarras metamórficas . 1.800-3.000 mis
VARIOS:
Sal . 4.500-6.500 mis
Yeso . 3.000-4.000 mis
Anhidrita . 3.000-6.000 mis
Carbón . 900-1.500 mis
Terrenos congelados . 1.200-2.100 mis
Hielo puro . 3.000-3.700 mis
Agua . 1.500 mis
TIERRA VEGETAL I 1
ARCILLA
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MORRENA GLACIAR ;.-", : =.- .,
ROCAS IGNEAS
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GRANITO
BASALTO
TRAP ROCOSO
ROCAS SEDIMENTARIAS
PIZARRA ARCILLOSA
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ARGILITA
CONGLOMERADO
BRECHA
CALICHE
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CALIZA
ROCAS METAMORFICAS
ESQUISTO
PIZARRA
MINERALES
CARBON
MINERAL DE HIERRO
RIPABLE MARGINAL t·.. ,············! NO RIPABLE
Figura 6.3.b. Posibilidades de ripado en función de las velocidades sísmicas según los diferentes tipos
de roca para tractores de 400 CV (CATERPI LLAR, 1977).
Figura 6.4.a. Esquema sobre la geometría de perforación y carga de un banco de talud. (GRANERO,
J., 1993).
N.R.1. 1-2-9.3.
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NIVl:L
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Figura 6.4.b. Diseño de voladura de destroza próxima a la línea de precorte. (LANGEFORS y otros,
1958. Manual de Taludes, 1991).
Figura 6.4.1 . Influencia de las discontinuidades en el plano de precorte. (LANGEFORS y otros, 1958.
Manual de Taludes, 1991).
N.R.1. 1-2-9.3.
ALTURA
ANGULO
(a)
ALTURA
(b)
ALTURA
«)
MACIZO PROTECCION
TALUD FINAL / \
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(d)
Figura 6.5.2. Algunos términos usuales en taludes a) Banco (corte simple), b) Bancos múltiples, c)
Talud final (en bermas activas, d) Macizo de protección. (CANMET, 1977).
N.R.1. 1-2-9.3.
"00 J
Figura 6.5.3. Excavación de una trinchera para autopista con macizos de protección (Manual de
Taludes, 1991).
Figura 6.5.5. Construcción de un talud reforzado por un muro anclado, realizado por bataches
(Manual de Taludes, ITGE, 1991).
N.R.1. 1-2-9.3.
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IN DICE DE RESISTENCIA A CARGAS PUNTUALES
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RESISTENCIA A LA COMPRESION (MPo)
Figura 6.7.2.2. Clasificación de los macizos rocosos para su arranque y excavación (Franklin et el,
1971) .
N.R.1. 1-2-9.3.
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o 20 60 80 100
INDICE RMR
Figura 6.7.2.5. Técnicas de excavación en función de los índices de calidad RMR y Q (Abdullatif y
Cruden, 1983).
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/-....... Superficie
j' de rotura
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Tensiones normales
debidas al peso del tacón
Figura 7.1.3. Tacón de tierra o escollera al pie del talud (Manual de Taludes, ITGE, 1991).
N.R.1. 1-2-9.3.
Orietu de tracción
T
Altura
de escalón
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/ W
Angula gene~ Ancho
de herma
del talud
ZANJA DE DRENAJ E
REVESTIDA
ZANJAS DE DRENAJE
REVESTIDAS
Figura 7.2.2.b.Zanjas con relleno drenante, de talud y horizontales (R. Ortíz, 1989).
N.R.1. 1-2-9.3.
Componente de la fuerZA
de llIlClaje que se opone
directamente al desliz.amiento
Componente de la fuerz.a
de anclAje que: incrementa
las tenoione< not'ma\es
en la 5uperrtcie de rotura
Figura 7.3.a. Efecto estabilizador de un anclaje Figura 7.3.b. Esquema de un anclaje (Jiménez
(Manual de Taludes, ITGE, 1991) Salas. 1980).
Ancloj es
Anclajes
~ _ _ Cuños
Anclaj es
Oioclasado
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Es1ratificoción.
111
Figura 7.3.c. Disposiciones frecuentes de anclajes (Ortiz, 1980).
N.R.1. 1-2-9.3.
b)
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Intradós
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a
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Relleno
B'
Zarpa
Figura 7.4.2.b. Muro con contrafuertes en el Figura 7.4.2.c. Muro con contrafuertes en el
intradós (Jiménez y Salas, 1976). trasdós (Manual de Taludes, ITGE, 1991).
N.R.1. 1-2-9.3.
Largueros
Min. 60 cm
Traviesas
Traviesas
Figura 7.4.3. Muro jaula o criba (Jiménez y Salas, 1976, Cammet, 1977).
N.R.1. 1-2-9.3.
Figura 7.4.6.a. Muro de apeo de hormigón en Figura 7.4.6.b. Muro de apeo de contrafuertes
masa (Manual de Taludes, ITGE, 1991). (R. Ortiz, 1989).
N.R.1. 1-2-9.3.
SUPERFICIE DE ROTURA
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Superficie
",'" de deslizamlento
--- -- -
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Terreno compelente
Figura 7.5.a. Talud estabilizado mediante una Figura 7.5.b. Sección esquemática de un grupo de
pantalla de pilotes (Manual de Taludes, ITGE, 1991) micropilotes (Sopeña, 1996).
BLOQUES Y ESCOLLERA
BLOQUES ESTABILlZANTES
TUBO DREN
Figura 7.4.8. Muro de bloques de piedra (Según datos aportados por la Dirección de Coordinación de
Inversiones de REN.F.E.).
N.R.1. 1-2-9.3.
Excavación
MONTAJE DEL PANEl HORMlGONAOO EXTRACCION
Armaduras
DE LOS TUBOS-JUNT A
Lodo
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Seccióo> B- B
Gunilo +
Mallaro
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LOS CA8lTS
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J o LOOJ de roca
I sobresalie nte
cubierta de m;llla
anclaj~ de suspensión
anclaje y cable de
contención en la
base de 12 mm
de diámetro
Figura 7.8.2.1. Malla de guiado con anclajes intermedios (Isomat, C.M.I., S.L.).
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0,9 3 0.9
Subverlic211 9-18 4.5 1.2
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4.5·9 3 12
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0.5H: IV 9,18 4.5 1.8
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> 30 ) O 2.4 10)
muro o
caballón
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Figura 7.8.2.4. Muros de contención de pie (R. Ortiz, 1989).
/ Anclajes
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ancles
VISTA EN PLANTA
VISTA FRONTAL
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Freno
Anclaje
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VISTA LATERAL
Figura 7.8.2.6.b. Galería dinámica sobre el ferrocarril diseñado por BRUGG (C. Sada, 1992).