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ESTABILIZACION TALUD “EL CUNE” DE LA CARRETERA HONDA-VILLETA –
TOBIAGRANDE – SANTAFE DE BOGOTA, RUTA 50, TRAMO 5008.
CAMILO ANDRES ARANGUREN CASALLAS
WILLIAM GERARDO BARAHONA SANDOVAL
FELIPE ARMANDO GONZALEZ ALVAREZ
UNIVERSIDAD SANTO TOMAS SECCIONAL TUNJA
FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL
TALUDES
TUNJA
2015
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ESTABILIZACION TALUD “EL CUNE” DE LA CARRETERA HONDA-VILLETA –
TOBIAGRANDE – SANTAFE DE BOGOTA, RUTA 50, TRAMO 5008.
CAMILO ANDRES ARANGUREN CASALLAS
WILLIAM GERARDO BARAHONA SANDOVAL
FELIPE ARMANDO GONZALEZ ALVAREZ
PRESENTADO A
ING. MSC.DANIEL MORENO
UNIVERSIDAD SANTO TOMAS SECCIONAL TUNJA
FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL
TALUDES
TUNJA
2015
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TABLA DE CONTENIDO
1. LOCALIZACIÓN. ..................................................................................................................... 5
2. METODOLOGIA DE ESTABILIZACION ............................................................................ 6
2.1. diagnostico inicial ........................................................................................................................... 7
2.2. Modelo de estabilizacion ................................................................................................................ 9
3. ANALISIS DE RESULTADOS ............................................................................................ 13
4. CONCLUSIONES .................................................................................................................. 14
5. RECOMENDACIONES ........................................................................................................ 14
6. REFERENCIA BIBLIOGRAFICAS .................................................................................... 15
7. ANEXOS ................................................................................................................................ 15
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TABLA DE ILUSTRACIONES
1. Localización en planta, deslizamiento el cune. Tomado de “ESTUDIO DE DIAGNOSTICO DE LA
EMERGENCIA ENTRE EL PR 64 + 000 Y EL PR 65 + 850 “EL CUNE” DE LA CARRETERA HONDA – VILLETA
– TOBIAGRANDE – SANTAFE DE BOGOTA, RUTA 50, TRAMO 5008” ....................................................... 5
2. Ficha Técnica de cables que componen los torones de los anclajes. ......................................................... 6
3. Propiedades del suelo Coluvión suelo inicial P 540. .................................................................................. 7
4 Suelo K8 trincheras meteorizadas suelo inicial P 540. ............................................................................... 8
5. Modelamiento Condiciones iniciales condición estática P540. ................................................................. 8
6.Modelamiento Condiciones iniciales condición seudoestatica P540. ........................................................ 9
7.Modelo terrazas y nivel freático abatido P540. ....................................................................................... 10
8. Obras de estabilización condición estática P540. .................................................................................... 12
9.Obras de estabilización condición seudoestatica P540. ........................................................................... 12
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1. LOCALIZACIÓN.
Tal como se puede evidenciar el deslizamiento se encuentra ubicado entre el PR 64
+000 y el PR 65+850 “El Cune” sobre la carretera Honda – Villeta – Tobiagrande –
Santafé de Bogotá, ruta 50, tramo 5008”, el cual cubrió en su totalidad la carretera
lo que provoco daños en la estructura de pavimento.
1. Localización en planta, deslizamiento el cune. Tomado de “ESTUDIO DE DIAGNOSTICO DE LA EMERGENCIA ENTRE EL PR 64 + 000 Y EL PR 65 + 850 “EL CUNE” DE LA CARRETERA HONDA – VILLETA –
TOBIAGRANDE – SANTAFE DE BOGOTA, RUTA 50, TRAMO 5008”
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2. METODOLOGIA DE ESTABILIZACION
Teniendo en cuenta la velocidad del deslizamiento y la dificultad que se ha tenido
en las obras realizadas, se ha propuesto una estabilización mixta compuesta por:
terrazas, pantalla secante de pilotes y anclajes.
En cuanto a las terrazas se propuso que conserven una inclinación de 30° con una
altura vertical de 9 metros y bermas entre 5 y 10 metros.
Para la pantalla de pilotes se adoptaron diámetros de 0.8 metros a una profundidad
de 10 metros, sobresaliendo 6 metros sobre la rasante de la vía y trabajando por
punta en el estrato rocoso de mejores condiciones de resistencia al corte.
Los anclajes serán activos y están compuestos por 5 cables de 15.24 mm de
diámetro a una inclinación de 15° y con resistencia a la rotura de 26,7 toneladas por
cable.
2. Ficha Técnica de cables que componen los torones de los anclajes.
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2.1. DIAGNOSTICO INICIAL
Una vez estudiada la información existente tanto topográfica como geotécnica, se
definieron los perfiles a caracterizar y que se denominaron P440 y P540.
Estos perfiles son los que tienen mayor información para la evaluación cuantitativa
del factor de seguridad.
Las selecciones de las propiedades mecánicas del suelo tuvieron como criterio las
condiciones más desfavorables, con el objeto de calcular la condición más crítica
del deslizamiento. A continuación, se presentarán los datos escogidos en cada perfil
de suelo.
3. Propiedades del suelo Coluvión suelo inicial P 540.
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4 Suelo K8 trincheras meteorizadas suelo inicial P 540.
Con estas condiciones del suelo adoptadas se procedió a modelar el talud para
obtener el factor de seguridad (FS) en el programa Geoestudio 2007 Slope/W,
obteniendo el siguiente resultado.
5. Modelamiento Condiciones iniciales condición estática P540.
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Se corrió el mismo perfil pero contemplando la dinámica del movimiento por efectos
sísmicos tomando como criterio los coeficientes de aceleración 0.15 del sitio se
calcularon los coeficientes verticales y horizontales del sismo.
6.Modelamiento Condiciones iniciales condición seudoestatica P540.
La información aquí mostrada corresponde al perfil 540 el cual arrojo el FS más
bajo.
2.2. MODELO DE ESTABILIZACION
Para la estabilización del deslizamiento del Cune se propuso construir terrazas con
un ángulo de 30° y alturas de 6 metros, con las terrazas construidas se removió un
área de 1859,8301 m^2 (Ver Anexo 01 Perfil Corte Talud Existente, Anexo 02
Planta terrazas) las cuales son técnicamente factibles para el proceso constructivo,
así mismo se abatió el nivel freático con la construcción de drenes de penetración
con una inclinación de 15 grados y una recolección en un canal. Para construir las
terrazas se recomienda una excavadora hidráulica CAT 330C L u otra maquinaria
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que cumpla con las mismas condiciones geométricas en cuanto a capacidad de
altura de corte.
7.Modelo terrazas y nivel freático abatido P540.
El modelo modificado con la inclusión de las terrazas y el abatimiento del nivel
freático, presento una elevación del FS de 0.502 a 0.680, teniendo como criterio
remover la menor cantidad de masa del talud.
2.2.1. Diseño pantalla de pilotes
Para el diseño de los pilotes se comprobó que este no se viera sometido a esfuerzos
superiores a los admisibles, se utilizó la metodología elástica1. En cuanto a la
distribución de presión se simplifico el modelo a un tablestacado ya que los pilotes
conforman una pantalla secante (Anexo 02 Calculo y Distribución de presiones) se
tuvo en cuenta que los estratos actuantes sobre el elemento son arcillas, teniendo
en cuenta esto el pilote esta sometido un momento máximo de 54.03 ton.m y de
acuerdo a la capacidad del mismo el máximo esfuerzo cortante que producirá este
1 Braja M Das, Cimentaciones con pilotes.
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momento es de 15.47 Ton o 15.65 KN que es un valor menor a la capacidad por
cortante del concreto que para el tipo de pilote a utilizar es de 500KN.
Estos pilotes estarán espaciados cada 0.63 metros y estarán ubicados a lo largo de
la vía tienen una distancia total de 10.0 metros y deberán construirse con un
concreto de 28 Mpa. Se anexará la hoja de cálculo para este elemento al final del
trabajo (Anexo 03 Cargas Laterales).
2.2.2. Diseño anclajes
Los anclajes fueron diseñados partiendo de la última capacidad de carga de cada
cable, para la estabilización se utilizaron 5 cables de 15.24 mm de diámetro para
una perforación de 4”, esto con el objeto de que cumpla el recubrimiento mínimo el
encauchetado; la metodología es la del método elástico del material ya que al
introducir un FS al mismo lo obligamos a trabajar con una menor capacidad de carga
que la de rotura.
Para el cálculo de la fuerza de adherencia o de arrancamiento se calculó con el
anclaje en suelos arcillosos, con una longitud mínima de 3.0 metros y con el
diámetro del bulón de 4” (igual que la perforación).
Después de realizar el diseño de todos los elementos propuestas para la
estabilización del deslizamiento y analizar las condiciones más desfavorables del
terreno se propuso a modelar el deslizamiento con las obras realizadas. Con estas
obras se obtuvo un factor de seguridad 1.802 para condiciones estáticas y un factor
de seguridad de 1.265 para condiciones seudoestaticas.
El resultado contemplado anteriormente es el producto de varias alternativas,
concluyendo que se anclajes en las partes bajas del talud con la pantalla secante
de pilotes colindante a la carretera.
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8. Obras de estabilización condición estática P540.
9.Obras de estabilización condición seudoestatica P540.
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3. ANALISIS DE RESULTADOS
Este proyecto de estabilización de taludes corresponde a la culminación de los
contenidos vistos durante el semestre, mediante la utilización y aplicación de cada
uno de estos temas, de esta manera obtener los criterios para el desarrollo de
estabilizaciones.
Teniendo en cuenta toda la información recolectada referente a la falla el “Cune”,
geología, topografía, movimiento de masas se procedió a plantear y crear una
solución de estabilización a esta superficie.
Según la información encontrada este talud es uno de los problemas más grandes
que tiene el Instituto Nacional de Vías “Invias” en cuanto a la estabilización de
terrenos y la protección de la malla vial del país; en esta falla se han realizado
diversos tratamientos que no han podido dar solución a la estabilidad de esta zona,
lo que se ha convertido en una perdida gigantesca de dinero y algo difícil de
solucionar.
El tratamiento que se pretende dar a este talud, está basado en la omisión de errores
que se han presentado en las posibles soluciones anteriores, haciendo que de esta
forma sea algo probable su funcionamiento en la puesta en realidad.
La solución presentada consistió en elaborar una serie de terrazas (6 en total)
haciendo un retiro de material, y a la vez creando un sostenimiento en la parte del
talud en la parte inferior. Esta solución va acompañada de unos anclajes en la cara
de cada una de las primeras terrazas, lo cual al realizar las diferentes pruebas
realizadas en el progrma Geoslope, arojan un factor de seguridad para el caso
Estático de 1.806 y en el caso Seudoestático 1.265; cuyos resultados nos dan a ver
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que estos dos planteamientos son una de las tantas formas que quizás puedan
existir para estabilizar este talud, recordando que para que un talud en el caso
Estático el factor de seguridad debe ser mayor a 1.50 y en el caso Seudo-estático
será mayor a 1.05.
Las terrazas que se usaron en este procedimiento tienen una pendiente de 30
grados y una relación de longitudes de 1m (horizontal) por 3.5m (vertical), donde
en la cara de estos va estar anclajes activos compuestos por 5 cables de 15.24 mm
de diámetro, y en la pata del talud un muro en pilotes de 0.8 m de diámetro de
sección circular y con una longitud total de 10.0 m cabe resaltar que esta
profundidad puede variar debido a la geomorfología del talud en el sentido
transversal y que debe verificarse una vez se ejecuten los trabajos.
4. CONCLUSIONES
Para la estabilización de un talud de tal magnitud no es suficiente con una sola
técnica de estabilización sino que debe ir acompañada de distintas propuestas o
hipótesis que se fundamenten en factibilidad constructiva.
Se considera que la solución propuesta para la estabilidad de talud es la de menor
riesgo en la construcción y garantizara no solo un adecuado funcionamiento
mecánico sino que al garantizar la menor remoción de tierra evita la aceleración del
movimiento.
5. RECOMENDACIONES
En cuanto a la parte constructiva y de acuerdo a los antecedentes e inconvenientes
que han tenido algunas de las obras ya realizadas se sugiere que el movimiento de
tierras sea en lo posible en periodo seco disponiendo de la maquinaria suficiente
para los cortes necesarios, así mismo se deben ir realizando las obras de drenaje
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paralelas a la conformación de las terrazas replanteando un canal provisional de
tierra para la evacuación de estas aguas.
Se sugiere se adelanten terraceos en las partes altas y se retire material sobrante
sobre la vía hasta una cota por encima de los 6.0 metros y así proceder con la
construcción de los pilotes.
Se deberá hacer una revegetación de los taludes conformados por los cortes con
metodología de hidrosiembra o reforzar con geo textil y concreto lanzado para la
preservación del talud.
Así mismo se sugiere realizar una microzonificación sísmica del lugar ya que al
parecer la actividad de las fallas ha ocasionado la continua velocidad del
desplazamiento, si el estudio se realiza post a las obras propuestas se deberá
adaptar otro tipo de elementos.
6. REFERENCIA BIBLIOGRAFICAS
M. DAS BRAJA. “Principios de Ingeniería de Cimentaciones”. Editorial International
Thomson. 2001.
OQUENDO VARGAS DIANA CAROLINA – QUINTERO VELASCO ASTRID
ALIETA. “Elaboración de un manual con ejercicios para la estabilización de Taludes
utilizando estructuras de Contención”. Universidad Industrial de Santander.2008.
INVIAS. “Estudio de diagnóstico de la emergencia entre el PR 64 + 000 y el PR 65
+ 850 el Cune de la Carretera Honda-Villeta-Tobiagrande-Santafe de Bogotá, Ruta
50, Tramo 5008”.2002.
7. ANEXOS
Cd Anexos 03 y 04.
L1 VARIABLE D2
L2 VARIABLE
A
B
o
g
o
tá
T1
T2
T3
T4T5
T6