DISCUSIÓN DE RESULTADOS
TALUD CON SUPERFICIES CONFORMADAS
ESTÁTICO (F.S <1.00) SISMO (F.S <1.00) ESTÁTICO (F.S >1.50) SISMO (F.S >1.25) Talud N°01 0.97 0.66 1.638 1.252 Talud N°02 0.73 0.55 1.742 1.262 Talud N°03 0.74 0.58 1.810 1.258 Talud N°04 0.71 0.55 1.800 1.253 Talud N°05 0.90 0.67 1.802 1.286 Talud N°06 0.41 0.32 1.895 1.253 Talud N°07 0.76 0.58 1.896 1.296 Talud N°08 0.86 0.69 1.743 1.265
Fuente: Elaboración propia.
Para poder encontrar relación entre la conformación de superficies en taludes inestables con los parámetros geotécnicos y geomorfológicos, partiremos desde la configuración misma del talud estable, particularmente con el ancho de berma, debido a que al realizar el diseño de la nueva superficie del talud se consideró que
tenga una pendiente uniforme de 45° con una sola berma horizontal de ancho variable; por lo que a manera de descripción general se puede indicar que la sección transversal de todos los taludes con superficies conformadas presentan tres (03) tramos, de los cuales dos (02) son inclinados y uno es recto (berma).
Por tener en todos los taludes de estudio suelos granulares distribuidas entre gravas y arenas, analizaremos los anchos de berma en función al parámetro geotécnico: ángulo de fricción interna del suelo, y así también al parámetro geomorfológico: altura del talud, lo que nos interesa en esta sección es sustentar en función a los parámetros antes mencionados (Tabla N°35) los anchos de berma de los taludes en estudio.
Tabla N°35: Parámetros geotécnicos, geomorfológicos y ancho de berma TALUD CLASIF. SUCS (°) ALTURA DE TALUD (m) ANCHO DE BERMA (m) T-N°01 GM 30.70 17.24 8.15 T-N°02 GW-GC 32.90 14.36 7.00 T-N°03 GM-GC 26.40 11.45 7.15 T-N°04 GM 30.40 16.27 8.15 T-N°05 SM-SC 30.10 15.41 8.15 T-N°06 GC 28.90 12.13 7.00 T-N°07 GC 29.40 12.98 7.00 T-N°08 GC 30.60 11.03 5.50
Fuente: Elaboración propia.
SUCS (Sistema Unificado de Clasificación de Suelos); GM (Grava limosa); GW (Grava bien gradada); GC (Grava arcillosa); SM (Arena limosa); SC (Arena arcillosa).
De la Tabla N°35 observamos que existen valores diferentes del ancho de berma, por lo que al igual que en la sección anterior realizaremos comparaciones entre todos los taludes con la finalidad de establecer relaciones entre los parámetros mencionados y el ancho de berma; para simplificar este proceso emplearemos los siguientes símbolos:
- Altura del Talud “n”=hn
- Ancho de berma del Talud “n”=Bn
- Ángulo de fricción interna del Talud “n”= n
Comparación de Taludes: T-N°01 y T-N°02 Alturas: {
; Ángulo fricción: ; Berma de Talud: B1>B2
Comparación de Taludes: T-N°01 y T-N°03
Alturas: { ; Ángulo fricción: ; Berma de Talud: B1>B3 Comparación de Taludes: T-N°01 y T-N°06
Alturas: {
; Ángulo fricción: ; Berma de Talud: B1>B6
Comparación de Taludes: T-N°01 y T-N°07
Alturas: { ; Ángulo fricción: ; Berma de Talud: B1>B7 Comparación de Taludes: T-N°01 y T-N°08
Alturas: {
Comparación de Taludes: T-N°02 y T-N°03 Alturas: {
; Ángulo fricción: ; Berma de Talud: B2<B3
Comparación de Taludes: T-N°02 y T-N°04
Alturas: { ; Ángulo fricción: ; Berma de Talud: B2<B4 Comparación de Taludes: T-N°02 y T-N°05
Alturas: {
; Ángulo fricción: ; Berma de Talud: B2<B5
Comparación de Taludes: T-N°02 y T-N°08
Alturas: { ; Ángulo fricción: ; Berma de Talud: B2>B8 Comparación de Taludes: T-N°03 y T-N°04
Alturas: { ; Ángulo fricción: ; Berma de Talud: B3<B4 Comparación de Taludes: T-N°03 y T-N°05
Alturas: {
; Ángulo fricción: ; Berma de Talud: B3<B5
Comparación de Taludes: T-N°03 y T-N°06 Alturas: {
; Ángulo fricción: ; Berma de Talud: B3>B6
Comparación de Taludes: T-N°03 y T-N°07 Alturas: {
; Ángulo fricción: ; Berma de Talud: B3>B7
Alturas: {
; Ángulo fricción: ; Berma de Talud: B3>B8
Comparación de Taludes: T-N°04 y T-N°06 Alturas: {
; Ángulo fricción: ; Berma de Talud: B4>B6
Comparación de Taludes: T-N°04 y T-N°07 Alturas: {
; Ángulo fricción: ; Berma de Talud: B4>B7
Comparación de Taludes: T-N°04 y T-N°08
Alturas: { ; Ángulo fricción: ; Berma de Talud: B4>B8 Comparación de Taludes: T-N°05 y T-N°06
Alturas: {
; Ángulo fricción: ; Berma de Talud: B5>B6
Comparación de Taludes: T-N°05 y T-N°07
Alturas: { ; Ángulo fricción: ; Berma de Talud: B5>B7 Comparación de Taludes: T-N°05 y T-N°08
Alturas: {
; Ángulo fricción: ; Berma de Talud: B5>B8
Comparación de Taludes: T-N°06 y T-N°08
Alturas: { ; Ángulo fricción: ; Berma de Talud: B6>B8 Comparación de Taludes: T-N°07 y T-N°08
Alturas: {
De las comparaciones realizadas podemos establecer de manera general que los taludes con superficies conformadas cuyas alturas son superiores a 15m presentan mayores anchos de berma en comparación a aquellos taludes con alturas menores a 15m, y además en casi todos los casos de estudio el ancho de berma está en relación inversa con el ángulo de fricción interna del suelo siempre que ambos taludes con superficies conformadas tengan alturas menores a 15m, es decir que se requerirá menor intervención o movimiento de tierras en la conformación de la superficie del talud cuanto mayor sea el ángulo de fricción interna del suelo.
CONCLUSIONES
En los 08 (ocho) taludes inestables identificados en el tramo: km 100+000 al km 115+000 de la carretera Huánuco-La Unión, mismos que son materia de la presente investigación, se obtuvieron factores de seguridad menores a 1 (uno). Los parámetros geotécnicos determinan el factor de seguridad de los taludes
inestables en estudio, debido a que tienen influencia directa para el origen de fuerzas estabilizadoras y desestabilizadoras; al respecto el peso propio de la masa deslizante es la principal fuerza desestabilizadora, donde la densidad (
ρ
) del suelo juega un papel fundamental, así también para el origen de la fuerza cortante que el suelo alcanza en la superficie de falla, tanto la cohesión (c) y el ángulo de fricción interna ( ) bajo el criterio de Morh-Coulomb son parámetros importantes. Los parámetros geomorfológicos determinan el factor de seguridad de los taludes inestables en estudio, debido a que tienen influencia directa por su pendiente y altura de caída para el desprendimiento por peso propio de la masa deslizante. La relaciones que podemos establecer entre los parámetros geotécnicos y
geomorfológicos con el factor de seguridad son las siguientes: - Densidad (ρ
)
en relación inversa con el factor de seguridad - Cohesión (c) en relación directa con el factor de seguridad- Ángulo de fricción interna ( ) en relación directa con el factor de seguridad
- Pendiente (<°) en relación inversa con el factor de seguridad
Los factores de seguridad en los taludes inestables materia de la presente investigación presentan valores menores para solicitaciones sísmicas en comparación cuando son sometidos bajo solicitaciones estáticas.
Al realizar la conformación de las superficies en los 08 (ocho) taludes inestables identificados en el tramo: km 100+000 al km 115+000 de la carretera Huánuco- La Unión, se incrementan los factores de seguridad bajo solicitaciones sísmicas y estáticas llegando a superar valores de 1.25 y 1.50 respectivamente.
Taludes con superficies conformadas cuyas alturas son superiores a 15m presentan mayores anchos de berma en comparación a aquellos taludes con alturas menores a 15m y casi en todos los casos cuyas alturas son menores a 15m el ancho de berma está en relación inversa con el ángulo de fricción interna del suelo.
RECOMENDACIONES
Al tener en los 08 (ocho) taludes inestables identificados en el tramo: km 100+000 al km 115+000 de la carretera Huánuco-La Unión, mismos que son materia de la presente investigación, factores de seguridad menores a 1 (uno), se debe priorizar estabilizar mediante métodos no invasivos como la revegetación con especies adecuadas a la zona, debido a que en el tramo de estudio las zonas estables presentan en la cima de los taludes plantaciones muy densas de eucalipto.
Los parámetros geotécnicos y geomorfológicos determinan el factor de seguridad de los taludes inestables en estudio, debido a que tienen influencia directa para el origen de fuerzas estabilizadoras y desestabilizadoras, pero al no ser los únicos, debe considerarse otros parámetros para complementar la evaluación de taludes inestables.
Siguiendo la concepción general del factor de seguridad que relaciona aquellas fuerzas que tienden a estabilizar el talud con las que producen el efecto contrario, se hicieron simplificaciones con la intención de facilitarnos la comprensión de algunas de las fuerzas mencionadas anteriormente, tal como el esfuerzo cortante del suelo en la superficie de falla, por lo que se debe realizar cálculos más precisos para determinar la reacción normal de una fracción de suelo deslizante.
Al tener bajo solicitaciones sísmicas factores de seguridad menores que con solicitaciones estáticas, se debe proyectar soluciones de estabilización que satisfagan las fuerzas inerciales producidas por el movimiento de la masa deslizante del suelo inestable.
Al proponer la conformación de superficies en los 08 (ocho) taludes inestables identificados en el tramo: km 100+000 al km 115+000 de la carretera Huánuco- La Unión, como alternativa de estabilización para incrementar los factores de seguridad bajo solicitaciones sísmicas y estáticas, se obtienen anchos de berma muy extensos por lo que se debe considerar y estudiar otras soluciones para tal fin.
Todos los taludes con superficies conformadas presentan similar configuración de sección transversal, por lo que se deben analizar otros diseños a fin de obtener resultados que impliquen el menor movimiento de tierra con la intención de reducir el ancho de berma obtenidos en el desarrollo de la presente investigación.
BIBLIOGRAFÍA
Cobbing J. Geología de los cuadrángulos de Barranca, Ambar, Oyón, Huacho, Huaral y Canta. Lima: Servicio de geología y minería: Técnico, 1973.
Mayorga Zelaya G, Garay Obregón F. Estudio de estabilidad de taludes con fines normativos de tres carreteras principales [grado de maestro]. Managua, Repositorio virtual Universidad Nacional de Ingeniería de Nicaragua: Técnico científico, 2003.
Herrera García M. Estabilidad de taludes en carreteras [tesis de grado]. Morelia Michoacán, Repositorio virtual Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo: Técnico, 2006.
Angamarca Angamarca F. Modelación numérica de estabilidad de taludes controlados por la presencia de niveles de despegue de alta plasticidad y permeabilidad [tesis de grado]. Loja, Repositorio virtual Universidad Técnica Particular de Loja: Técnico, 2010.
Granados López A. Estabilización del talud de la costa verde en la zona del distrito de Barranco [tesis de grado].Lima, Repositorio virtual PUCP: Técnico, 2006.
Toro Irureta J. Evaluación de la inestabilidad de taludes en la carretera las Pirias- cruce Lambayeque, San Ignacio [tesis de grado]. Jaén, Repositorio virtual Universidad Nacional de Cajamarca: Técnico, 2014.
Valeriano Nina F. Caracterización geotécnica y modos de falla estructural en el talud en roca del cerro espinal Juliaca [tesis de grado]. Puno, Repositorio institucional Universidad Nacional del Altiplano: Técnico, 2015.
Mamani Larico R. Análisis de la estabilidad de taludes en macizo rocoso de la carretera Sina Yanahuaya tramo III-sub tramo 02, a partir de la caracterización geológica y resistencia a la compresión simple [tesis de grado]. Puno, Repositorio institucional Universidad Nacional del Altiplano: Técnico, 2016.
Valiente Sanz R, Sobrecases Martí S, Díaz Orrego A. Estabilidad de taludes: conceptos básicos, parámetros de diseño y métodos de cálculo. Lima: Revista virtual PUCP Civilizate N°7, 2015.
Tarrillo Membrillo R. Grado de estabilidad de los taludes críticos de la carretera Baños del Inca-Llacanora [tesis de grado]. Cajamarca, Repositorio virtual Universidad Nacional de Cajamarca: Técnico, 2018.
Milne Cruden D. A Simple definition of a landslide. Paris: Boletín de la Asociación Internacional de Geología de Ingeniería, 1991.
Suarez Díaz J. Deslizamientos y estabilidad de taludes en zonas tropicales. Bucaramanga: Instituto de investigación sobre erosión y deslizamiento, 1998. David Varnes J. Slope movement types and processes. Washington: Informe
especial 176 deslizamientos de tierra: análisis y control, 1978.
Núñez Romero R, Sánchez Llacta I. Riesgo a deslizamiento en taludes del sistema vial Lampa-Pariahuanca, Huancayo [tesis de grado]. Huancayo, Repositorio virtual Universidad Nacional del Centro del Perú: Técnico, 2016. Braja Das M. Fundamentos de ingeniería geotécnica. California: International
Thomson Editores, 2001.
Muniram Budhu. Fundamentos de la mecánica de Suelos. Arizona: Jhon Wiley & Sons editores, 2015.
Zavala Carrión B, Vilchez Mata M. Estudio de riesgos geológicos en la región Huánuco. Huánuco: Boletín N°34 serie C-Geodinámica e Ingeniería Geológica, 2006.
Ayala Carcedo F. Manual de taludes. Madrid: Realizado y publicado por el Instituto geológico y minero de España (IGME), 1986.
Ministerio de Vivienda, Construcción y Saneamiento de Perú, Norma CE.020 Estabilización de suelos y taludes. Lima: Diario oficial el Peruano, 2012.
Ministerio de Vivienda, Construcción y Saneamiento de Perú, Norma E.030 Diseño Sismorresistente. Lima: Diario oficial el Peruano, 2016.
Ministerio de Transportes y Comunicaciones de Perú, Manual de carreteras: Diseño Geométrico DG-2018. Lima: Diario oficial el Peruano, 2018.
Ministerio de Transportes y Comunicaciones de Perú, Estudio definitivo del mejoramiento de la carretera Huánuco-Conococha, sector: Huánuco-La Unión- Huallanca. Huánuco: Consorcio Vial Huallanca, 2016.