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MUNICIPALIDAD METROPOLITANA DE LIMA
N Doc.: Rev.:
8668-ES-14-GE 2
Emisin: Pgina:
17 / 10 / 12 01 de 50
Proyecto: Emite
VA EXPRESA LNEA AMARILLA Proyectista TCNICA Y PROYECTOS,
S.A.
(TYPSA)
Objeto: Emite
Estudio de la estabilidad de taludes para la excavacin del
tnel
PK 17+060 al 17+340
Documentos de Referencia:
Documentos Resultantes
Observaciones
Correcciones CQP
2 APL/TYPSA 17/10/2012
1 MTG/TYPSA 10/08/2012
REV. RESP. TC. / EMITE FECHA REV. RESP. TC. / EMITE FECHA
.DOC
EMITE CLIENTE
TCNICA Y PROYECTOS, S.A. (TYPSA) LAMSAC Lnea Amarilla
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DOCUMENTO TCNICO
Fecha:
17 10 12Pgina:
2 50
N Rev:
8668-ES-14-GE 2
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CONTROL DE LA EJECUCIN
Actividad Nombre Revisin / Categora
GE MTG 1
GE APL 2
Actividad EL Elaboracin
V1 Verificacin de 1 nivel V2 Verificacin de 2 nivel
AP Aprobacin
Control de las revisiones
Revisin Revisin Revisin
del Doc. 0 del Doc. 0 del Doc. 0
Pgina Revisin de pgina Pgina Revisin de Pgina Pgina Revisin de
pgina
01 0
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DOCUMENTO TCNICO
Fecha:
17 10 12Pgina:
3 50
N Rev:
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NDICE
1. INTRODUCCIN
.......................................................................................................................................
42. DATOS DE PARTIDA
...............................................................................................................................
43. PARMETROS GEOTCNICOS
..............................................................................................................
74. HIPOTESIS DE CLCULO
.......................................................................................................................
8
4.1. Metodologa de clculo
.......................................................................................................................
84.2. Consideracin del sismo
...................................................................................................................
104.3. Consideraciones adicionales
............................................................................................................
10
5. PROTECCIN DE TALUDES
.................................................................................................................
115.1. Anclajes pasivos (soil-nailing)
...........................................................................................................
115.1. Clculo estructural de la cara de hormign
......................................................................................
12
6. CLCULOS DE ESTABILIDAD
..............................................................................................................
206.1. P.K. 17+090, talud izquierdo
.............................................................................................................
216.2. P.K. 17+110, talud izquierdo
.............................................................................................................
236.3. P.K. 17+130, talud izquierdo
.............................................................................................................
256.4. P.K. 17+220, talud izquierdo
.............................................................................................................
276.5. P.K. 17+220, talud derecho
..............................................................................................................
296.6. P.K. 17+240, talud izquierdo
.............................................................................................................
306.7. P.K. 17+240, talud derecho
..............................................................................................................
326.8. P.K. 17+250, talud izquierdo
.............................................................................................................
336.9. P.K. 17+250, talud derecho
..............................................................................................................
356.10. P.K. 17+320, talud izquierdo
.............................................................................................................
366.11. P.K. 17+330, talud izquierdo
.............................................................................................................
386.12. P.K. 17+330, talud derecho
..............................................................................................................
406.13. P.K. 17+330, talud derecho superior
................................................................................................
42
7. ANLISIS TENSO-DEFORMACIONALES
.............................................................................................
437.1. Talud izquierdo del P.K. 17+220
.......................................................................................................
44
8. RESUMEN
...............................................................................................................................................
48
APNDICE 1: Planos
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1. INTRODUCCIN
Para la construccin de la nueva Va Expresa Lnea Amarilla en la
ciudad de Lima, se proyecta un tnel de 1.6 km de recorrido por
debajo del ro Rmac. La metodologa constructiva para la ejecucin del
tnel consiste en el desvo temporal del ro mediante la construccin
de un canal, y la estabilizacin de los taludes de excavacin para
abrir un tajo completo para la construccin posterior del falso tnel
mediante mtodos convencionales.
Para la estabilizacin de los taludes de excavacin en el tramo de
280 m comprendido entre las progresivas 17+060 y 17+340 se ha
propuesto la tecnologa soil-nailing en ambos taludes.
La tecnologa soil-nailing consiste en la instalacin de pernos
pasivos de alta resistencia insertados en un terreno granular
(suelos sueltos), de forma que aporten a los cortes realizados la
suficiente resistencia para garantizar su estabilidad durante las
etapas de excavacin y construccin del tnel.
En el talud izquierdo se ha analizado adems la necesidad o no de
limitar las deformaciones sobre las estructuras prximas, ya que los
movimientos del terreno inherentes a la tcnica flexible del
soil-nailing podran producir deformaciones inasumibles en la
plataforma de la Va de Evitamiento.
El Ro Rmac, en este tramo, debe pasar del lado derecho en la
seccin de mayor kilometraje (aguas arriba), al lado izquierdo de la
Lnea Amarilla. Se ha considerado que el desvo provisional por el
lado derecho es viable en toda la longitud de la obra en este
tramo, por lo que se puede emprender la misma con el ro desviado
por la derecha de la Lnea Amarilla mientras se ejecuta la
misma.
En el lado izquierdo de las excavaciones se encontrar la Va
Evitamiento a una distancia variable en funcin de la seccin
considerada.
En el presente informe, en base a la informacin proporcionada
por OAS, se ha comprobado la estabilidad de los taludes y se ha
optimizado la solucin en la medida de lo posible.
En los planos adjuntos a este documento se detalla la solucin
propuesta.
2. DATOS DE PARTIDA
Tal y como se ha indicado en el apartado anterior, en el
presente informe se analiza la estabilidad de los taludes de
excavacin, optimizando la solucin en la medida de lo posible.
Para ello, se ha considerado la topografa del tramo y la
geometra de las secciones representativas proporcionadas por OAS, y
se ha considerado como punto de partida una solucin tipo
soil-nailing.
De la misma forma, los parmetros geotcnicos, efectos ssmicos y
sobrecargas consideradas se han utilizado segn las indicaciones del
cliente OAS.
Adicionalmente se ha contado con los documentos:
Estabilizacin Va Parque Rmac. Etapa 1. Proporcionado por OAS.
Estabilizacin Va Expresa Lnea Amarilla. Tramo 17+240 a 17+280 Lado
Izquierdo. Proporcionado
por OAS.
Ambos documentos contienen soluciones de estabilizacin con
pernos pasivos en zonas que ya se han ejecutado y que han sido
tenidos en cuenta en el clculo. Concretamente en los taludes
superiores de los tramos 17+230 a 17+270 y 17+280 a 17+340.
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Se ha analizado las secciones transversales en el tramo
previsto, tramificando segn geometras similares que puedan ser
modelizadas de acuerdo a una seccin estandarizada para una longitud
concreta.
En la siguiente tabla se realiza la tramificacin considerada
para la posterior eleccin de las secciones de clculo. Los extremos
de los tramos corresponden con secciones transversales extradas de
los planos recibidos.
n Tramo Taludizquierdo Taludderecho Observaciones1 17+06017+090
1H:1V Despreciable2 17+10017+110 1H:2V Despreciable3 17+12017+130
1H:5V Despreciable4 17+14017+220 Vertical 1H:1V
Muroizquierdosubverticalarespetar5 17+23017+240 1H:5V 1H:5V
Nailejecutadoshayquequitarlosparaeldefinitivo6 17+25017+270 1H:5V
1H:5V Sepuedenaprovecharnails
Superior1H:2VconnailsejecutadosInferior1H:5V
Superior1H:2Vconnailsejecutados
ClculoizquierdocongeometradecanalInferior1H:5V8 17+32017+340
1H:5V
TRAMOSYSITUACIONESDECLCULO
7 17+28017+320 1H:5V
Tabla 1.Sectorizacin del tramo estudiado
En los tramos en los que se han desarrollado los nailings de las
zonas superiores, se ha calculado con su contribucin. Sin embargo,
en el sector 17+230 a 17+240, las exigencias geomtricas finales de
la obra obligan a que los nails ejecutados deban ser retirados para
la ejecucin correcta del talud con el desarrollo previsto.
En el informe se han considerado ocho secciones tpicas a lo
largo del tramo objeto de anlisis y que responden a los tramos
anteriormente definidos.
n Tramo Seccin Comentarios Seccin Comentarios1 17+06017+090
17+0902 17+10017+110 17+1103 17+12017+130 17+1304 17+14017+220
17+220 Estudiodedeformaciones 17+2205 17+23017+240 17+2406
17+25017+270 17+250 17+250
SECCIONESTRANSVERSALESCONSIDERADASENCADATRAMO
Mismasituacinquen8Dcho
8 17+32017+340 17+330 Geometracompuesta+geomcanal 17+330
LADOIZQUIERDO LADODERECHO
7 17+28017+320 17+320 Geometracompuesta 17+320
Tabla 2.Secciones de clculo elegidas del tramo estudiado
Como se observa en las tablas anteriores, los taludes que se
analizan en el presente documento quedan del siguiente modo:
Seccin n 1. P.K. 17+090: Presenta una altura total de 5.39 m. El
talud de excavacin del lado izquierdo es 1H:1V, propuesto sin
proteccin. A la izquierda de dicha seccin queda la va de
Evitamiento. A la derecha, la canalizacin del Ro Rmac deja un talud
de excavacin de altura muy reducida. Se ha estudiado la estabilidad
del talud izquierdo de esta seccin.
Seccin n 2. P.K. 17+110: La geometra del talud izquierdo se
verticaliza a 1H:2V, empleando shotcrete en la superficie de talud.
La altura del mismo se cifra en 5.73 m con la Va de Evitamiento muy
cerca de la coronacin del talud de excavacin. A la derecha, igual a
la seccin anterior, la
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restitucin del Ro Rmac en canalizacin, deja un talud de altura
reducida. Se ha estudiado la estabilidad para el talud
izquierdo.
Seccin n 3. P.K. 17+130: El talud izquierdo evoluciona hacia la
vertical, adoptando una geometra 1H:5V que se propone con shotcrete
en la cara superficial. La altura resultante es de 6.55 m. La va de
Evitamiento contina adosada en la coronacin del talud. El lado
derecho sigue con las mismas caractersticas que hacia el inicio del
tramo. Se ha estudiado la estabilidad del talud izquierdo de esta
seccin.
Seccin n 4. P.K. 17+220: Se trata de la seccin con mayor
restriccin lo que obliga a adoptar un talud subvertical, que se
prev con una altura de 11.92 m. La Va de Evitamiento queda en
coronacin por lo que deben extremarse las precauciones para que las
deformaciones en la misma sean admisibles para el trfico rodado. En
el lado derecho se ha previsto un talud de altura moderada de 4.42
m, con un talud 1H:5V con shotcrete en su paramento. El espacio
disponible hacia la margen derecha es amplio, por lo que se
considera viable suavizar el talud derecho si fuera necesario. Han
sido estudiadas las condiciones de estabilidad de ambas mrgenes.
Adicionalmente se ha realizado un estudio de deformaciones del
talud izquierdo con los refuerzos propuestos para comprobar su
aptitud.
Seccin n 5. P.K. 17+240: En el lado izquierdo las condiciones
geomtricas permiten suavizar el talud a 1H:5V. Si bien, continua la
Va de Evitamiento en coronacin. La altura de este talud es de 13.12
m. Se ha colocado nailing en la zona superior con una geometra que
no es la definitiva, lo que hace necesaria su retirada previa a la
excavacin del talud final. En el lado derecho tambin se prev una
excavacin para el encaje del tnel. El talud de excavacin
inicialmente previsto es 1H:5V, por lo que resulta una altura de
5.27 m en el lado derecho. El espacio disponible hacia la margen
derecha es amplio, por lo que se considera viable suavizar el talud
derecho si fuera necesario. Han sido estudiadas las condiciones de
estabilidad de ambas mrgenes.
Seccin n 6. P.K. 17+250: Las condiciones geomtricas son
similares a la seccin anterior en el lado izquierdo, aunque en la
parte superior se ha colocado un pequeo retaluzado en el que se
disponen dos filas de nailing ejecutadas y que pueden mantenerse
para la excavacin definitiva. La inclinacin del talud es 1H:5V
(ligeramente suavizado en coronacin) con una altura de 13.53 m.
Para el lado derecho se ha previsto un talud 1H:5V con una altura
de 6.01 m. El espacio disponible hacia la margen derecha es amplio,
por lo que se considera viable suavizar el talud derecho si fuera
necesario. Han sido estudiadas las condiciones de estabilidad de
ambas mrgenes.
Seccin n 7. P.K. 17+320: La altura de la excavacin es creciente
en el lado izquierdo por lo que se adopta una geometra de talud
compuesto. La Va de Evitamiento no queda en coronacin, lo que
permite suavizar los taludes. Para la zona superior se ha previsto
un talud 1H:2V con una altura aproximada de 9.81 m. Para la zona
inferior del talud se prev una geometra 1H:5V y altura 6.58 m. Se
ha tenido en cuenta que las tres filas superiores de soil nailing
ya estn ejecutadas en el momento de redaccin del presente informe,
por lo que se ha continuado con el diseo del sostenimiento en
descenso. Para el lado derecho, se ha previsto un talud 1H:5V de
altura 8.43 m. En este caso si hay restricciones por el lado
derecho y un eventual suavizado de taludes podra no ser
beneficioso, afectando a una altura de ladera importante. Se ha
estudiado la estabilidad del talud izquierdo de esta seccin. El
lado derecho se ha estudiado en la seccin siguiente (17+330) por
tener condiciones psimas respecto a la presente.
Seccin n 8. P.K. 17+330: La nica diferencia respecto a la seccin
anterior es que en el lado izquierdo se encaja la excavacin del
canal de desvo del ro, por lo que se prevn taludes verticales en la
zona superior. Igualmente se prevn las tres primeras filas de
nailing ejecutadas, geometra
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1H:2V para los 9.39 m superiores (y el canal insertado en esta
zona) y 1H:5V para los 6.58 m inferiores. Para el lado derecho, se
ha previsto un talud 1H:5V de altura 9.10 m que no puede suavizarse
porque afectara a la plataforma derecha adyacente, dejando una
altura de ladera significativamente importante. Han sido estudiadas
las condiciones de estabilidad de ambas mrgenes.
3. PARMETROS GEOTCNICOS
Los parmetros geotcnicos indicados y utilizados en el presente
informe son los proporcionados por OAS, que segn el mismo, se basan
en el estudio del diseo original del sostenimiento lateral del tnel
mediante anclajes activos realizado por la empresa Maffei
Engenharia.
En la zona objeto de anlisis se consideran dos unidades
geotcnicas diferenciadas:
- Unidad A: Gravas y arenas sueltas. Es la unidad geotcnica ms
superficial, y su base se sita aproximadamente a cota de ro.
- Unidad B: Grava arenosa densa. Es la unidad geotcnica
profunda, donde se apoya la estructura del falso tnel.
Se ha considerado que el lmite entre la unidad A y la unidad B
se encuentra a la cota de cimentacin de los muros que encauzan el
ro por ambas mrgenes.
De la unidad geotcnica B se dispone de ensayos triaxiales y de
corte en clula de gran tamao que arrojan valores de rozamiento del
orden de los 45. No obstante, del lado de la seguridad se han
empleado parmetros deducidos para la matriz del aluvial, sin
considerar los bolos de gran tamao existentes en su seno.
As pues, los parmetros de las unidades geotcnicas consideradas
en el presente informe son las siguientes:
Unidad Cota
superior (msnm)
Cota inferior (msnm)
Potencia estrato
(m)
Peso unitario (kN/m3)
Cohesin (kN/m2)
ngulo de friccin
interna ()
Mdulo Young (MPa)
A Gravas y arenas sueltas
146 137.8 8.2 20 2 33 80
B Grava arenosa densa
137.8 127 10.8 21.5 10 37 200
Tabla 3. Parmetros caractersticos geotcnicos de las unidades
presentes
Los anlisis en rotura realizados en el presente informe se han
llevado a cabo mediante la aplicacin de coeficientes de seguridades
parciales, segn se indica en los cdigos europeos EC7. Por su parte,
los anlisis de deformaciones no llevan aplicados factores
reductores de la resistencia.
Aplicando los Factores de Reduccin de los Parmetros resistentes
del suelo, los parmetros utilizados en los clculos en rotura
(estabilidad de taludes) realizados son los siguientes:
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Unidad Peso unitario
(kN/m3) Cohesin (kN/m2)
ngulo de friccin interna ()
Mdulo Young (MPa)
A Gravas y arenas sueltas 20 1.73 28.69 80
B Grava arenosa densa 21.5 8.69 32.17 200
Tabla 4. Parmetros de clculo geotcnicos utilizados
4. HIPOTESIS DE CLCULO
4.1. Metodologa de clculo
Tal y como se ha indicado en el apartado anterior, los anlisis
realizados en el presente informe se han llevado a cabo mediante la
aplicacin de coeficientes de seguridad parciales, segn se indica en
los cdigos europeos EC7.
El concepto de seguridad parcial aplica factores de mayoracin
para las acciones y de minoracin para las reacciones en las
ecuaciones, de tal forma que al final del clculo las acciones
tienen que ser simplemente menores que las reacciones. De la
relacin entre acciones y reacciones se obtiene un Factor de Uso que
deber ser siempre menor a 1 para asegurar la estabilidad del
sistema.
Los coeficientes de seguridad parciales dependen de los casos de
carga. En este informe se presentan los anlisis correspondientes a
la situacin lmite durante las etapas constructivas del proyecto, y
concretamente se analiza la etapa constructiva peor de todas que
corresponde a la etapa de mxima excavacin.
La situacin lmite respecto a la seguridad de las excavaciones se
produce durante las etapas constructivas, obteniendo los factores
de uso ms cercanos a 1. En las situaciones para uso permanente o
definitivo o la situacin lmite extraordinaria o ssmica se obtienen
factores de uso muy inferiores a los obtenidos para las etapas
constructivas, siendo por consiguiente dichas etapas las que
determinan el criterio de diseo.
En la siguiente tabla se indican los coeficientes parciales para
la situacin lmite durante las etapas constructivas del
proyecto:
Factores de Reduccin de los Parmetros resistentes del suelo
Coeficiente del ngulo de friccin interna 1.15
Coeficiente para la cohesin C 1.15
Factores de Mayoracin de las acciones desestabilizantes
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Acciones permanentes, peso propio del suelo G 1.00
Acciones variables desfavorables Q 1.20
Factores de Reduccin de los Pernos
Resistencia del perno 1.15
Resistencia al arrancamiento del bulbo 1.10
Tabla 5. Coeficientes parciales de reduccin y mayoracin.
Para analizar la estabilidad de las excavaciones proyectadas se
ha utilizado el mtodo de equilibrio lmite mediante el software
GEOSLOPE. Dicho software permite determinar el factor de seguridad
(inverso del factor de uso) mediante los mtodos de Bishop y Janbu,
entre otros.
El mtodo de Bishop plantea un cuerpo de falla circular dividido
por dovelas (rebanadas verticales) de ancho uniforme o variable. En
cada dovela se realiza el clculo de equilibrio de fuerzas
verticales y se determina el factor de seguridad a partir de la
sumatoria de momentos con respecto al punto de giro.
En el mtodo de Janbu utilizado en los anlisis del presente
documento se ha planteado un cuerpo de falla delimitado por tres
superficies planas (rotura en bloque), de forma que corte a los
pernos de la manera ms desfavorable. El programa divide el bloque
deslizante en dovelas en las que se realiza el clculo de equilibrio
de fuerzas verticales y se determina el factor de seguridad a
partir de la sumatoria de fuerzas.
Se ha empleado el mtodo de Bishop (rotura circular) para
determinar la seguridad global del talud, mientras que se ha
empleado la rotura tipo bloque calculada mediante el mtodo de Janbu
para determinar la seguridad interna del suelo reforzado.
La solucin proyectada inicialmente (soil-nailing con pernos
pasivos) consiste en reforzar los taludes de excavacin mediante la
colocacin de pernos pasivos. Los elementos pasivos se caracterizan
por entrar en carga cuando se produce una deformacin. Durante la
excavacin de la obra se producirn deformaciones y los pernos se irn
cargando.
Es por este motivo que en los taludes proyectados con este
sistema de refuerzo se vern sometidos a deformaciones que pueden no
ser admisibles para las estructuras cercanas. Para analizar las
deformaciones que pueden producirse se ha realizado un modelo
numrico con elementos finitos mediante el software PLAXIS 2D. En el
caso que dichas deformaciones no sean admisibles para las
estructuras cercanas, se podran reducir las deformaciones mediante
la aplicacin de anclajes activos, los cuales estn sometidos a carga
desde el primer momento y no se requiere de deformaciones
adicionales para que entren en carga.
As pues, se ha realizado el anlisis tenso-deformacional mediante
mtodos numricos para el talud izquierdo de la seccin 17+220, dado
que se ha previsto una excavacin subvertical junto a la Va de
Evitamiento.
En cualquier caso, se recomienda realizar un control y
seguimiento de la auscultacin durante la construccin de los
taludes, as como de las estructuras cercanas para detectar posibles
movimientos que puedan influir en la funcionalidad de dichas
estructuras.
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4.2. Consideracin del sismo
Tal y como se indic en el apartado anterior, el diseo del
sistema de refuerzo de los taludes de excavacin viene determinado
por las etapas constructivas. La zona inferior del talud quedar
completamente cubierta y tendr un relleno de material granular
entre el tnel y el talud, dando su peso y empuje pasivo adicional
que no permitir que exista una falla de estabilidad durante la vida
til del proyecto. Por este motivo, la zona inferior se considera en
el diseo como temporal.
El coeficiente ssmico adoptado para todos los estados
constructivos del tnel, corresponden a un perodo de retorno
equivalente a 200 aos, adoptando un nivel de riesgo del 10% para un
perodo de vida til de 20 aos. Para perodos de retorno de 200 aos el
estudio de riesgo ssmico del proyecto establece la aceleracin
ssmica bsica entre 0.30g y 0.31g.
Para el dimensionamiento del refuerzo de los taludes temporales
del proyecto (etapas constructivas), se considera el 50% de la
aceleracin bsica, dando un coeficiente ssmico horizontal para el
anlisis pseudo-esttico de los muros en la parte alta del talud de
Kh=0.155g.
4.3. Consideraciones adicionales
Aunque solamente en la parte superior se considera el sistema
soil-nailing de forma permanente, todos los pernos sern del tipo
permanente, y deben llevar una proteccin adecuada contra la
corrosin.
La estructura de anclajes permite deformaciones en el terreno,
que se producirn a medida que se vaya realizando la excavacin. Sin
embargo, y de forma conservadora, se considera que pueden
producirse todava algunas deformaciones una vez el tnel est
construido. Aunque parte de dichas deformaciones residuales sern
absorbidas por el relleno de material granular entre el tnel y el
talud, no se puede asegurar que el talud no transmitir ningn empuje
al tnel en el futuro. Es por este motivo que se recomienda disear
las paredes del tnel para empujes de al menos el 50% del empuje
lateral del suelo.
En los clculos realizados, se ha considerado una sobrecarga
mnima de trfico a nivel de la coronacin de los taludes, y zonas con
trfico de vehculos, igual a 10 kN/m2, que aplicando los
coeficientes de mayoracin parciales corresponden a un valor de 12
kN/m2.
Aunque durante las fases constructivas se producir un drenaje a
travs del propio tajo de la obra, se ha considerado que existirn
prdidas del eventual canal de desviacin del lado derecho. Para que
no se produzcan empujes mayores en el trasds del hormign
proyectado, ser necesario la disposicin de drenes de capa o
barbacanas que permitan la salida del agua que puede llegar a las
protecciones de los taludes. En el clculo en rotura, del lado de la
seguridad, se ha considerado un nivel fretico alto en el lado
derecho, producido por el caudal que circula por el desvo del ro.
En el lado izquierdo se supone que la excavacin drena por completo
el subsuelo, dada la relativamente alta permeabilidad del terreno
(gravas y arenas).
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5. PROTECCIN DE TALUDES
El sistema de proteccin y estabilidad de taludes soil-nailing
consiste en el sostenimiento de la excavacin de un corte en suelos
mediante hormign proyectado y pernos de anclaje pasivos. En los
siguientes apartados se indican las caractersticas de los elementos
que conforman el sistema soil-nailing y el clculo de los elementos
estructurales.
5.1. Anclajes pasivos (soil-nailing)
Para los anlisis y diseo del soil-nailing se han utilizado las
barras de anclaje pasivo del tipo TITAN 40/16 de la firma
Ischebeck, los cuales tienen la caracterstica de ser
autoperforantes, siendo la armadura misma del anclaje la barra de
perforacin e inyeccin. Esta es una caracterstica fundamental, que
asociada a la alta calidad de los elementos componentes del sistema
(barras, acoples, etc...) resulta en una solucin de alta velocidad
de ejecucin en terreno.
Los anclajes TITAN estn compuestos por barras huecas con rosca
externa continua en toda su longitud. La longitud de fabricacin de
estas barras es de 3.0 metros, y se empalman mediante manguitos
roscados hembra-hembra, siendo siempre posible empalmar barras
hasta alcanzar las longitudes totales deseadas, cortndose las
barras en caso de ser necesario.
La perforacin con barras TITAN puede ser rotativa pura o por
rotopercusin en cabeza, eligindose la broca de perforacin segn las
condiciones del terreno. Como la lechada de cemento cumple la
funcin de fluido de perforacin, se inyecta durante todo momento
mientras se perfora, retornando gran parte de la suspensin por el
espacio anular que queda entre la barra y suelo.
La capacidad de carga interna del nail est dada por la capacidad
de carga de la barra de acero.
Tabla 4. Caractersticas de los pernos de anclaje
Dado que en el diseo se utiliza un anlisis de estado lmite ltimo
mediante factores de seguridad parciales, se utiliza la resistencia
de fluencia caractersticas de estas barras para el clculo.
Tal y como se ha indicado anteriormente, los anclajes pasivos se
consideran de forma permanente, por lo que debern estar protegidos
mediante una proteccin anticorrosiva. Dicha proteccin se lleva a
cabo mediante un espesor mnimo de recubrimiento de lechada de
cemento de 35 mm, que se garantiza mediante los centradores.
Para determinar la resistencia de los anclajes pasivos, se
considera un dimetro de perforacin de 70 mm que genera en el tipo
de suelo de proyecto un dimetro de bulbo final de 0.145 m.
Adicionalmente se ha
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considerado conservadoramente que el suelo puede activar una
friccin lateral de 150 kN/m2 en la unidad correspondiente a gravas
y arenas sueltas, mientras que se puede activar una friccin lateral
de hasta 200 kN/m2 para la unidad de gravas arenosas densas.
Independientemente de lo anterior, y para corroborar estos
valores, se debern realizar pruebas de arrancamiento de los
anclajes proyectados en los materiales in situ y a distintos
niveles.
5.1. Clculo estructural de la cara de hormign
Descripcin del funcionamiento
Dentro del sistema de anclas diseado la cara de hormign
proyectado tiene diversas funciones, como proporcionar
confinamiento lateral al terreno entre las propias barras o dar un
acabado decorativo al talud. Es la primera funcin la que interesa y
la que se utiliza para el diseo; este diseo contempla la
determinacin del espesor de material necesario, la calidad de los
materiales, el clculo del armado y las dimensiones de la chapa de
anclaje de la barra.
A grandes rasgos, la cara de hormign debe retener localmente el
suelo entre las anclas; el primer parmetro determinante en el diseo
es la separacin entre las barras: cuanto mayor sea su separacin ms
se aproximar el problema a un muro de retencin convencional. Por
otro lado, la distribucin de la presin no es uniforme: el efecto
arco tiende a desarrollarse en horizontal y vertical, concentrando
las tensiones en los alrededores de las anclas.
La incertidumbre en la presin desarrollada y su distribucin hace
adoptar hiptesis conservadoras a la hora de disear esta parte del
sistema, para ello se sigue la metodologa recogida en el Manual for
design and construction monitoring of soil nail walls del FHWA,
1998, por su extensin de aplicacin y estar contrastada por la
prctica. Siguiendo esta publicacin, los modos de fallo crticos a
contemplar en el diseo de la cara de hormign son la flexin y el
punzonamiento. Adems, se aade la comprobacin local de resistencia
en la conexin.
Figura 4. Desarrollo de presiones tras el ancla.
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a) Flexin
La resistencia a flexin se formar con el desarrollo de lneas
plsticas a lo largo de la cara de hormign. Los mecanismos plsticos
crticos se formarn con lneas radiales de momentos negativos
alrededor de la cabeza de las anclas y con lneas de positivos en
las zonas medias entre barras.
La formulacin propuesta por el FHWA para determinar el tiro
mximo en el ancla por flexin es la siguiente:
En la expresin, TFN es la resistencia del ancla buscada; CF es
un coeficiente de seguridad que vale 1 en caso de caras
permanentes; mv son los momentos unitarios, SH y SV son las
separaciones horizontales y verticales respectivamente entre
anclas.
Es necesario desarrollar el concepto del coeficiente CF. ste
representa la no-uniformidad en el reparto de la presin del suelo;
cuanto mayor es menos uniforme es la presin y ms punta se adopta
tras la barra. Es por ello que se aplica la unidad para
sostenimientos permanentes, para no dejar trabajar al terreno fuera
del rango elstico.
Para determinar el momento resistido unitario, se propone la
siguiente expresin:
En esta expresin, As es el rea de armadura dispuesta; Fy el
lmite de fluencia del armado; b es la anchura unitaria de la cara
del muro (SH es la anchura o separacin entre barras); fc es la
resistencia a compresin del hormign; d es el canto til de la
seccin.
Las ecuaciones anteriores estn pensadas para esfuerzos
predominantes horizontales. En caso de separaciones horizontales y
verticales diferentes, deben chequearse en las dos direcciones, en
funcin de la distancia predominante que suponga una mayor luz de
clculo.
b) Punzonamiento
El fallo por punzonamiento supone la rotura del cono de corte
centrado alrededor de la cabeza de la cabeza del ancla. Para
considerar la resistencia a punzonamiento de la cara de hormign se
tiene en cuenta la disminucin en la solicitacin que proporciona la
propia reaccin del terreno.
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Figura 5. Esquema de la reaccin del terreno frente al
punzonamiento.
La expresin para evaluar la resistencia a punzonamiento de la
cara de hormign se basa en la formulacin de la ACI,
convenientemente corregida para adaptarla al problema que nos
ocupa, con una superficie cnica y aplicando la reaccin del terreno.
La resistencia bsica se evala:
que es la conocida expresin del ACI, donde fc es la resistencia
a compresin del hormign empleado y Dc y hc es el canto de la escama
de hormign.
De forma conservadora se puede aproximar la mxima carga por
ancla con la resistencia a punzonamiento anterior. Sin embargo,
para aprovechar de forma ms realista la capacidad del sistema se
puede aumentar considerando la disminucin por la reaccin del
terreno con la siguiente expresin:
Donde Ac y AGC tienen el significado expresado en la imagen
anterior; Cs es el coeficiente de seguridad, que se adopta como 1
para casos permanentes y Sv y Sh es la separacin vertical y
horizontal de las barras.
c) Comprobacin local anclaje
La ltima comprobacin que se realiza es la tensin transmitida al
hormign. Para ello se divide la carga de clculo por el rea de la
chapa de acero, que se considera cuadrada de lado a, y se comprueba
que la tensin transmitida es inferior al 60 % de la resistencia de
compresin del hormign:
s = TFN/a2 < 0.6.fck
Con esta tensin se determina el espesor necesario de placa, con
la siguiente expresin, deducida de la plastificacin:
t (cm) = 0,0412 . (s. a2/8)1/2
Con la tensin expresada en kg/cm2 y la dimensin a tambin en
cm.
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Por ltimo, se coloca un armado de refuerzo local suficiente para
resistir las tracciones inducidas por el esfuerzo local, de
valor:
As (cm2) = 0,006 . TFN (kN)
Expresin vlida para un acero de lmite de fluencia 420 MPa.
Diseo
Como se ha mostrado en el apartado anterior, el principal
parmetro de diseo es la separacin entre barras. Se busca
uniformizar, para simplificar la construccin, los materiales
(resistencias del hormign y del acero), los armados, el espesor de
la cara y de los detalles de conexin. Se adopta como dato las
caractersticas de las anclas (dimetro del bulbo, material de las
barras).
Como las caras de hormign no pueden ser limitantes en la
resistencia del sistema, para su diseo se comprobar que tienen
suficiente capacidad como para resistir toda la capacidad de las
propias anclas, adoptando la carga caracterstica del lmite de
fluencia del acero: no se superar este valor, pues ello supondra la
ruina del sistema por otros modos de fallo. Adems se tiene el
coeficiente de seguridad adicional derivado de considerar
coeficientes de reparto 1 en el clculo de la flexin y el
punzonamiento, lo que supone no dejar trabajar al terreno ms all de
su rango elstico.
Respecto al clculo del hormign, ste se realiza considerando la
capacidad ltima de las barras. Con este criterio el diseo se hace
con carga ltima, con toda la capacidad del ancla.
Los taludes son muy verticales, por lo que la carga transmitida
es prcticamente ntegra. Como carga objetivo de diseo, teniendo en
cuenta los coeficientes de seguridad, se fija en 400 kN, por el
lmite de fluencia de las barras para las anclas pasivas.
Se adoptan dos secciones tipo, en funcin de la separacin genrica
de las anclas. La separacin vertical vara poco y est en torno a los
2 m, condicionados por la propia construccin. En cuanto a la
separacin horizontal hay dos modulaciones principales, 1,5 m y a 3
m.
a) Sh = 1,5. Sv = 2,0. Anclas pasivas. Comprobacin a flexin.
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1.GeometraSh= 1500 mm SeparacinhorizontalSv= 2000 mm
Separacinverticalh= 150 mm Cantodelaseccin
h1= 40 mm Recubrimientosuperiorh2= 50 mm
Recubrimientoinferiord1= 100 mm Cantotil,momentonegativod2= 110 mm
Cantotil,momentopositivo
CF= 1 Coeficientedeseguridad
2.MaterialesFy= 420 Mpa Lmitefluenciaacerofc= 25 MPa
LmiteacompresinhormignAs,inf= 503 mm2/m ArmadobaseinferiorAs,sup=
503 mm2/m Armadobasesuperior
(mm) Separacion(mm)Mallainferior 8 100Mallasuperior 8 100
DATOS
Armadoderefuerzo(mm) nmero
Barrasneg. 16 6Barraspos. 12 0
As,inf= 1960 mm2/m Armadoinferior,negAs,sup= 754 mm2/m
Armadosuperior,pos
mv,neg= 47,80 kN.m/mmv,pos= 22,17 kN.m/m
TFN= 419,8 kN
COMPROBACIONVERTICAL
Armadoderefuerzo(mm) nmero
Barrasneg. 16 0Barraspos. 12 0
As,inf= 1005 mm2/m Armadoinferior,negAs,sup= 1005 mm2/m
Armadosuperior,pos
mv,neg= 20,06 kN.m/mmv,pos= 22,17 kN.m/m
TFN= 450,5 kN
COMPROBACIONHORIZONTAL
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Comprobacin a punzonamiento
1.Geometrabpl= 200 mm AnchodelaplacaDgc= 140 mm Dimetrobulboh=
210 mm Cantodelaseccin
h1= 40 mm Recubrimientosuperiorh2= 50 mm
Recubrimientoinferiord1= 160 mm Cantotil,momentonegativod2= 170 mm
Cantotil,momentopositivo
Cs= 1 Coeficientedeseguridadfc= 25 MPa
Lmiteacompresinhormign
DATOS
D'c= 370 mm DimetropunzonadoVn= 403 kN
ResistenciapunzonadosimpleDc= 620 mm
DimetropunzonadocontraelsueloAgc= 15394 mm2 reabulboAc= 301907 mm2
reapunzonadocontraelsuelo
TFN= 470.7 kN
COMPROBACIONPUNZONADO
Comprobacin local anclaje Comprobacin tensin.-
s = 466/0.202 = 11650 kPa< 0.6.fck = 15000 kPa
Espesor chapa.-
t (cm) = 0,0412 . (116,5. 202/8)1/2 = 3,14 cm 32 mm Armado
local.-
As (cm2) = 0,006 . 465 = 2,8 cm2
b) Sh = 3,0. Sv = 2,0. Anclas pasivas.
Comprobacin a flexin.
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1.GeometraSh= 3000 mm SeparacinhorizontalSv= 2000 mm
Separacinverticalh= 150 mm Cantodelaseccin
h1= 40 mm Recubrimientosuperiorh2= 50 mm
Recubrimientoinferiord1= 100 mm Cantotil,momentonegativod2= 110 mm
Cantotil,momentopositivo
CF= 1 Coeficientedeseguridad
2.MaterialesFy= 420 Mpa Lmitefluenciaacerofc= 25 MPa
LmiteacompresinhormignAs,inf= 503 mm2/m ArmadobaseinferiorAs,sup=
503 mm2/m Armadobasesuperior
(mm) Separacion(mm)Mallainferior 8 100Mallasuperior 8 100
DATOS
Armadoderefuerzo(mm) nmero
Barrasneg. 16 6Barraspos. 12 0
As,inf= 2714 mm2/m Armadoinferior,negAs,sup= 1508 mm2/m
Armadosuperior,pos
mv,neg= 34,60 kN.m/mmv,pos= 22,17 kN.m/m
TFN= 681,3 kN
COMPROBACIONVERTICAL
Armadoderefuerzo(mm) nmero
Barrasneg. 16 10Barraspos. 12 0
As,inf= 3016 mm2/m Armadoinferior,negAs,sup= 1005 mm2/m
Armadosuperior,pos
mv,neg= 53,90 kN.m/mmv,pos= 22,17 kN.m/m
TFN= 405,7 kN
COMPROBACIONHORIZONTAL
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Comprobacin a punzonamiento
1.Geometrabpl= 200 mm AnchodelaplacaDgc= 140 mm Dimetrobulboh=
210 mm Cantodelaseccin
h1= 40 mm Recubrimientosuperiorh2= 50 mm
Recubrimientoinferiord1= 160 mm Cantotil,momentonegativod2= 170 mm
Cantotil,momentopositivo
Cs= 1 Coeficientedeseguridadfc= 25 MPa
Lmiteacompresinhormign
DATOS
D'c= 370 mm DimetropunzonadoVn= 403 kN
ResistenciapunzonadosimpleDc= 620 mm
DimetropunzonadocontraelsueloAgc= 15394 mm2 reabulboAc= 301907 mm2
reapunzonadocontraelsuelo
TFN= 470.7 kN
COMPROBACIONPUNZONADO
Comprobacin local anclaje Comprobacin tensin.-
s = 466/0.202 = 11650 kPa< 0.6.fck = 15000 kPa
Espesor chapa.-
t (cm) = 0,0412 . (116,5. 202/8)1/2 = 3,14 cm 32 mm Armado
local.-
As (cm2) = 0,006 . 465 = 2,8 cm2.
Este armado se cubre con el mallazo de armado mnimo, que
propociona 5 cm2/m.
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Resumen de resultados
A partir de los resultados del clculo se propone:
Espesor de escama de hormign mnimo de 150 mm, con resistencia a
compresin a los 28 das de 25 MPa. Este espesor se recrece
ligeramente en la conexin del ancla pasiva hasta conseguir un
espesor mnimo de 210 mm.
Armado base con mallazos de 8 a 10 cm. Este armado se refuerza
en la capa inferior en el entorno de las anclas pasivas a 1.5 m,
con 616 horizontales. Para la separacin horizontal de 3 m, el
refuerzo es de 1016 horizontales y 616 verticales.
Las chapas de conexin sern cuadradas de 200 x 200 x 35 mm.
6. CLCULOS DE ESTABILIDAD
En este apartado se presentan los clculos de estabilidad
realizados para los taludes analizados:
P.K. 17+090. Talud izquierdo P.K. 17+110. Talud izquierdo P.K.
17+130. Talud izquierdo P.K. 17+220. Talud izquierdo y derecho P.K.
17+240. Talud izquierdo y derecho P.K. 17+250. Talud izquierdo y
derecho P.K. 17+320. Talud izquierdo P.K. 17+330. Talud izquierdo y
derecho P.K. 17+330. Talud superior derecho
Los clculos que se presentan en este apartado son clculos en
rotura y no tienen en cuenta la deformabilidad.
Se ha considerado situacin ms crtica, que corresponde a la
situacin constructiva de mxima excavacin, con aplicacin de todas
las sobrecargas y la aceleracin ssmica.
Para cada talud, se ha analizado la estabilidad global con
rotura circular por el mtodo de Bishop, y la estabilidad local de
rotura de un bloque que corte a las anclas pasivas del soil-nailing
por el mtodo de Janbu. En los siguientes apartados se presentan los
resultados obtenidos, indicando las caractersticas del sistema de
soil-nailing resultante.
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6.1. P.K. 17+090, talud izquierdo
En el talud de excavacin izquierdo, para el caso de mxima
excavacin y considerando todas las cargas implicadas simultneamente
(peso del terreno, carga de trfico y aceleracin ssmica), se obtiene
un factor de seguridad de 1.121, equivalente a un factor de uso de
0.89 frente a la rotura global de superficie circular (mtodo de
Bishop).
En la siguiente figura se muestra la superficie de rotura
crtica:
Figura 6. P.K. 17+090 Talud izquierdo. Superficie de rotura
crtica mediante el mtodo de Bishop.
Para el mismo talud anterior frente a la rotura local de
superficie poligonal (mtodo de Janbu), se obtiene un factor de
seguridad de 1.076, equivalente a un factor de uso de 0.93.
En la siguiente figura se muestra la superficie de rotura
crtica:
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Figura 7. P.K. 17+090 Talud izquierdo. Superficie de rotura
crtica mediante el mtodo de Janbu.
En ambos clculos se ha tenido en cuenta la aceleracin ssmica, as
como un nivel fretico que se puede considerar desfavorable, situado
en la base de la excavacin. Se observa que la superficie de rotura
ms desfavorable afecta en ambos casos a la zona superior de gravas
y arenas sueltas.
El clculo por el mtodo de Janbu es el ms desfavorable. Los
clculos dan como resultado la longitud mnima necesaria de las
anclas pasivas para que el crculo psimo sea lo bastante profundo
como para que sea estable. La rotura de tipo bloque ha permitido
comprobar que los bulones utilizados son suficientemente
seguros.
La distribucin de anclas obtenida es de 3 m (longitudinal) en
todo el talud.
El sistema de soil-nailing necesario en el talud izquierdo para
alcanzar dichos factores de uso se indica en la siguiente tabla
resumen:
Nivel de anclaje Longitud (m) Inclinacin Separacin
horizontal (m)
1 5.70 15 3.0
Tabla 7. Caractersticas del sistema de anclaje lado
izquierdo.
Este diseo ser de aplicacin en el tramo comprendido entre el
P.K. 17+060 y el P.K. 17+095, en el lado izquierdo de la excavacin
del tnel. En los planos de detalle se muestra la disposicin del
sistema de soil-nailing propuesto.
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6.2. P.K. 17+110, talud izquierdo
En el talud de excavacin izquierdo, para el caso de mxima
excavacin y considerando todas las cargas implicadas simultneamente
(peso del terreno, carga de trfico y aceleracin ssmica), se obtiene
un factor de seguridad de 1.038, equivalente a un factor de uso de
0.96 frente a la rotura global de superficie circular (mtodo de
Bishop).
En la siguiente figura se muestra la superficie de rotura
crtica:
Figura 8. P.K. 17+110 Talud izquierdo. Superficie de rotura
crtica mediante el mtodo de Bishop.
Para el mismo talud anterior frente a la rotura local de
superficie poligonal (mtodo de Janbu), se obtiene un factor de
seguridad de 1.023, equivalente a un factor de uso de 0.98.
En la siguiente figura se muestra la superficie de rotura
crtica:
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Figura 9. P.K. 17+110 Talud izquierdo. Superficie de rotura
crtica mediante el mtodo de Janbu.
En ambos clculos se ha tenido en cuenta la aceleracin ssmica, as
como un nivel fretico que se puede considerar desfavorable, situado
en la base de la excavacin. Se observa que la superficie de rotura
ms desfavorable afecta en ambos casos a la zona superior de gravas
y arenas sueltas.
El clculo por el mtodo de Janbu es el ms desfavorable. Los
clculos dan como resultado la longitud mnima necesaria de las
anclas pasivas para que el crculo psimo sea lo bastante profundo
como para que sea estable. La rotura de tipo bloque ha permitido
comprobar que los bulones utilizados son suficientemente
seguros.
La distribucin de anclas obtenida es de 3 m (longitudinal) en
todo el talud.
El sistema de soil-nailing necesario en el talud izquierdo para
alcanzar dichos factores de uso se indica en la siguiente tabla
resumen:
Nivel de anclaje Longitud (m) Inclinacin Separacin
horizontal (m)
1 5.70 15 3.0
Tabla 8. Caractersticas del sistema de anclaje lado
izquierdo.
Este diseo ser de aplicacin en el tramo comprendido entre el
P.K. 17+095y el P.K. 17+115, en el lado izquierdo de la excavacin
del tnel. En los planos de detalle se muestra la disposicin del
sistema de soil-nailing propuesto.
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6.3. P.K. 17+130, talud izquierdo
En el talud de excavacin izquierdo, para el caso de mxima
excavacin y considerando todas las cargas implicadas simultneamente
(peso del terreno, carga de trfico y aceleracin ssmica), se obtiene
un factor de seguridad de 1.075, equivalente a un factor de uso de
0.93 frente a la rotura global de superficie circular (mtodo de
Bishop).
En la siguiente figura se muestra la superficie de rotura
crtica:
Figura 10. P.K. 17+130 Talud izquierdo. Superficie de rotura
crtica mediante el mtodo de Bishop.
Para el mismo talud anterior frente a la rotura local de
superficie poligonal (mtodo de Janbu), se obtiene un factor de
seguridad de 1.056, equivalente a un factor de uso de 0.95.
En la siguiente figura se muestra la superficie de rotura
crtica:
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Figura 11. P.K. 17+130 Talud izquierdo. Superficie de rotura
crtica mediante el mtodo de Janbu.
En ambos clculos se ha tenido en cuenta la aceleracin ssmica, as
como un nivel fretico que se puede considerar desfavorable, situado
en la base de la excavacin. Se observa que la superficie de rotura
ms desfavorable afecta en ambos casos a todo el talud, rompiendo
por el pie.
El clculo por el mtodo de Janbu es el ms desfavorable. Los
clculos dan como resultado la longitud mnima necesaria de las
anclas pasivas para que el crculo psimo sea lo bastante profundo
como para que sea estable. La rotura de tipo bloque ha permitido
comprobar que los bulones utilizados son suficientemente
seguros.
La distribucin de anclas es de 3x2 m (horizontal vertical) en
todo el talud.
El sistema de soil-nailing necesario en el talud izquierdo para
alcanzar dichos factores de uso se indica en la siguiente tabla
resumen:
Nivel de anclaje (*)
Longitud (m) Inclinacin Separacin
horizontal (m)
1 6.70 15 3.0
2 5.70 15 3.0
Tabla 9. Caractersticas del sistema de anclaje lado
izquierdo.
(*) El nivel superior de anclaje corresponde al nivel 1.
Este diseo ser de aplicacin en el tramo comprendido entre el
P.K. 17+115 y el P.K. 17+135, en el lado izquierdo de la excavacin
del tnel. En los planos de detalle se muestra la disposicin del
sistema de soil-nailing propuesto.
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6.4. P.K. 17+220, talud izquierdo
En el talud de excavacin izquierdo, para el caso de mxima
excavacin y considerando todas las cargas implicadas simultneamente
(peso del terreno, carga de trfico y aceleracin ssmica), se obtiene
un factor de seguridad de 1.177, equivalente a un factor de uso de
0.85 frente a la rotura global de superficie circular (mtodo de
Bishop).
En la siguiente figura se muestra la superficie de rotura
crtica:
Figura 12. P.K. 17+220 Talud izquierdo. Superficie de rotura
crtica mediante el mtodo de Bishop.
Para el mismo talud anterior frente a la rotura local de
superficie poligonal (mtodo de Janbu), se obtiene un factor de
seguridad de 1.080, equivalente a un factor de uso de 0.93.
En la siguiente figura se muestra la superficie de rotura
crtica:
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Figura 13. P.K. 17+220 Talud izquierdo. Superficie de rotura
crtica mediante el mtodo de Janbu.
En ambos clculos se ha tenido en cuenta la aceleracin ssmica, as
como un nivel fretico que se puede considerar desfavorable, situado
en la base de la excavacin. Se observa que la superficie de rotura
ms desfavorable afecta en ambos casos a toda la altura de
talud.
El clculo por el mtodo de Janbu es el ms desfavorable. Los
clculos dan como resultado la longitud mnima necesaria de las
anclas pasivas para que el crculo psimo sea lo bastante profundo
como para que sea estable. La rotura de tipo bloque ha permitido
comprobar que los bulones utilizados son suficientemente
seguros.
La distribucin de anclas es de 1.5x2 (horizontal vertical) en
todo el talud.
El sistema de soil-nailing necesario en el talud izquierdo para
alcanzar dichos factores de uso se indica en la siguiente tabla
resumen:
Nivel de anclaje (*)
Longitud (m) Inclinacin Separacin
horizontal (m)
1 5.70 15 1.50
2 5.70 15 1.50
3 9.70 15 1.50
4 9.70 15 1.50
5 9.70 15 1.50
6 9.70 15 1.50
Tabla 10. Caractersticas del sistema de anclaje lado
izquierdo.
(*) El nivel superior de anclaje corresponde al nivel 1.
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DOCUMENTO TCNICO
Fecha:
17 10 12Pgina:
29 50
N Rev:
8668-ES-14-GE 2
/ /
Este diseo ser de aplicacin en el tramo comprendido entre el
P.K. 17+135 y el P.K. 17+225, en el lado izquierdo de la excavacin
del tnel. En los planos de detalle se muestra la disposicin del
sistema de soil-nailing propuesto.
6.5. P.K. 17+220, talud derecho
En el talud de excavacin derecho, para el caso de mxima
excavacin y considerando todas las cargas implicadas simultneamente
(peso del terreno, carga de trfico y aceleracin ssmica), se obtiene
un factor de seguridad de 1.055, equivalente a un factor de uso de
0.95 frente a la rotura global de superficie circular (mtodo de
Bishop).
En la siguiente figura se muestra la superficie de rotura
crtica:
Figura 14. P.K. 17+220 Talud derecho. Superficie de rotura
crtica mediante el mtodo de Bishop.
En dicho clculo se ha tenido en cuenta la aceleracin ssmica, as
como un nivel fretico que se puede considerar desfavorable, situado
en la base de la excavacin. Se observa que la superficie de rotura
ms desfavorable afecta a toda la altura de talud, rompiendo por el
pie.
Dado el factor de uso obtenido, no se considera necesario el
refuerzo con soil-nailing.
Este diseo ser de aplicacin en el tramo comprendido entre el
P.K. 17+135 y el P.K. 17+225, en el lado derecho de la excavacin
del tnel.
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DOCUMENTO TCNICO
Fecha:
17 10 12Pgina:
30 50
N Rev:
8668-ES-14-GE 2
/ /
6.6. P.K. 17+240, talud izquierdo
En el talud de excavacin izquierdo, para el caso de mxima
excavacin y considerando todas las cargas implicadas simultneamente
(peso del terreno, carga de trfico y aceleracin ssmica), se obtiene
un factor de seguridad de 1.052, equivalente a un factor de uso de
0.95 frente a la rotura global de superficie circular (mtodo de
Bishop).
En la siguiente figura se muestra la superficie de rotura
crtica:
Figura 15. P.K. 17+240 Talud izquierdo. Superficie de rotura
crtica mediante el mtodo de Bishop.
Para el mismo talud anterior frente a la rotura local de
superficie poligonal (mtodo de Janbu), se obtiene un factor de
seguridad de 1.022, equivalente a un factor de uso de 0.98.
En la siguiente figura se muestra la superficie de rotura
crtica:
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DOCUMENTO TCNICO
Fecha:
17 10 12Pgina:
31 50
N Rev:
8668-ES-14-GE 2
/ /
Figura 16. P.K. 17+240 Talud izquierdo. Superficie de rotura
crtica mediante el mtodo de Janbu.
En ambos clculos se ha tenido en cuenta la aceleracin ssmica, as
como un nivel fretico que se puede considerar desfavorable, situado
en la base de la excavacin. Se observa que la superficie de rotura
ms desfavorable afecta en ambos casos a toda la altura de
talud.
El clculo por el mtodo de Janbu es el ms desfavorable. Los
clculos dan como resultado la longitud mnima necesaria de las
anclas pasivas para que el crculo psimo sea lo bastante profundo
como para que sea estable. La rotura de tipo bloque ha permitido
comprobar que los bulones utilizados son suficientemente
seguros.
La distribucin de anclas es de 1.5x2 (horizontal vertical) en
todo el talud.
El sistema de soil-nailing necesario en el talud izquierdo para
alcanzar dichos factores de uso se indica en la siguiente tabla
resumen:
Nivel de anclaje (*)
Longitud (m) Inclinacin Separacin
horizontal (m)
1 5.70 15 1.50
2 5.70 15 1.50
3 11.70 15 1.50
4 10.70 15 1.50
5 10.70 15 1.50
6 10.70 15 1.50
Tabla 11. Caractersticas del sistema de anclaje lado
izquierdo.
(*) El nivel superior de anclaje corresponde al nivel 1.
-
DOCUMENTO TCNICO
Fecha:
17 10 12Pgina:
32 50
N Rev:
8668-ES-14-GE 2
/ /
Las dos primeras filas de anclajes aunque ya han sido
ejecutadas, deben demolerse para realizar la excavacin con la
geometra final prevista y deben reejecutarse con el talud de
excavacin definitivo.
Este diseo ser de aplicacin en el tramo comprendido entre el
P.K. 17+225 y el P.K. 17+245, en el lado izquierdo de la excavacin
del tnel. En los planos de detalle se muestra la disposicin del
sistema de soil-nailing propuesto.
6.7. P.K. 17+240, talud derecho
En el talud de excavacin derecho, para el caso de mxima
excavacin y considerando todas las cargas implicadas simultneamente
(peso del terreno, carga de trfico y aceleracin ssmica), dado que
el talud previsto 1H:5V resulta un factor de seguridad inferior a
1, se ha optado por tender el talud de excavacin derecho a 1H:1V,
obtenindose un factor de seguridad de 1.306, equivalente a un
factor de uso de 0.77 frente a la rotura global de superficie
circular (mtodo de Bishop).
En la siguiente figura se muestra la superficie de rotura
crtica:
Figura 17. P.K. 17+240 Talud derecho. Superficie de rotura
crtica mediante el mtodo de Bishop.
En dicho clculo se ha tenido en cuenta la aceleracin ssmica, as
como un nivel fretico que se puede considerar desfavorable, situado
en la base de la excavacin. Se observa que la superficie de rotura
ms desfavorable afecta a toda la altura de talud, rompiendo por el
pie.
Dado el factor de uso obtenido, no se considera necesario el
refuerzo con soil-nailing.
Este diseo ser de aplicacin en el tramo comprendido entre el PK
17+225 y el PK 17+245, en el lado derecho de la excavacin del
tnel.
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DOCUMENTO TCNICO
Fecha:
17 10 12Pgina:
33 50
N Rev:
8668-ES-14-GE 2
/ /
6.8. P.K. 17+250, talud izquierdo
En el talud de excavacin izquierdo, para el caso de mxima
excavacin y considerando todas las cargas implicadas simultneamente
(peso del terreno, carga de trfico y aceleracin ssmica), se obtiene
un factor de seguridad de 1.026, equivalente a un factor de uso de
0.97 frente a la rotura global de superficie circular (mtodo de
Bishop).
En la siguiente figura se muestra la superficie de rotura
crtica:
Figura 18. P.K. 17+250 Talud izquierdo. Superficie de rotura
crtica mediante el mtodo de Bishop.
Para el mismo talud anterior frente a la rotura local de
superficie poligonal (mtodo de Janbu), se obtiene un factor de
seguridad de 1.023, equivalente a un factor de uso de 0.98.
En la siguiente figura se muestra la superficie de rotura
crtica:
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DOCUMENTO TCNICO
Fecha:
17 10 12Pgina:
34 50
N Rev:
8668-ES-14-GE 2
/ /
Figura 19. P.K. 17+250 Talud izquierdo. Superficie de rotura
crtica mediante el mtodo de Janbu.
En ambos clculos se ha tenido en cuenta la aceleracin ssmica, as
como un nivel fretico que se puede considerar desfavorable, situado
en la base de la excavacin. Se observa que la superficie de rotura
ms desfavorable afecta en ambos casos a toda la altura de
talud.
El clculo por el mtodo de Janbu es el ms desfavorable. Los
clculos dan como resultado la longitud mnima necesaria de las
anclas pasivas para que el crculo psimo sea lo bastante profundo
como para que sea estable. La rotura de tipo bloque ha permitido
comprobar que los bulones utilizados son suficientemente
seguros.
La distribucin de anclas es de 1.5x2 (horizontal vertical) en
todo el talud.
El sistema de soil-nailing necesario en el talud izquierdo para
alcanzar dichos factores de uso se indica en la siguiente tabla
resumen:
Nivel de anclaje (*)
Longitud (m) Inclinacin Separacin
horizontal (m)
1 8.70 15 1.50
2 8.70 15 1.50
3 10.70 15 1.50
4 10.70 15 1.50
5 10.70 15 1.50
6 10.70 15 1.50
Tabla 12. Caractersticas del sistema de anclaje lado
izquierdo.
(*) El nivel superior de anclaje corresponde al nivel 1.
-
DOCUMENTO TCNICO
Fecha:
17 10 12Pgina:
35 50
N Rev:
8668-ES-14-GE 2
/ /
Las dos filas superiores de anclas ya se han ejecutado y han
sido consideradas en el clculo.
Este diseo ser de aplicacin en el tramo comprendido entre el
P.K. 17+245 y el P.K. 17+275, en el lado izquierdo de la excavacin
del tnel. En los planos de detalle se muestra la disposicin del
sistema de soil-nailing propuesto.
6.9. P.K. 17+250, talud derecho
En el talud de excavacin derecho, para el caso de mxima
excavacin y considerando todas las cargas implicadas simultneamente
(peso del terreno, carga de trfico y aceleracin ssmica), dado que
el talud previsto 1H:5V resulta un factor de seguridad inferior a
1, se ha optado por tender el talud de excavacin derecho a 1H:1V,
obtenindose un factor de seguridad de 1.257, equivalente a un
factor de uso de 0.80 frente a la rotura global de superficie
circular (mtodo de Bishop).
En la siguiente figura se muestra la superficie de rotura
crtica:
Figura 20. P.K. 17+250 Talud derecho. Superficie de rotura
crtica mediante el mtodo de Bishop.
En dicho clculo se ha tenido en cuenta la aceleracin ssmica, as
como un nivel fretico que se puede considerar desfavorable, situado
en la base de la excavacin. Se observa que la superficie de rotura
ms desfavorable afecta a toda la altura de talud, rompiendo por el
pie.
Dado el factor de uso obtenido, no se considera necesario el
refuerzo con soil-nailing.
Este diseo ser de aplicacin en el tramo comprendido entre el
P.K. 17+245 y el P.K. 17+275, en el lado derecho de la excavacin
del tnel.
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DOCUMENTO TCNICO
Fecha:
17 10 12Pgina:
36 50
N Rev:
8668-ES-14-GE 2
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6.10. P.K. 17+320, talud izquierdo
En el talud de excavacin izquierdo, para el caso de mxima
excavacin y considerando todas las cargas implicadas simultneamente
(peso del terreno, carga de trfico y aceleracin ssmica), se obtiene
un factor de seguridad de 1.022, equivalente a un factor de uso de
0.98 frente a la rotura global de superficie circular (mtodo de
Bishop).
En la siguiente figura se muestra la superficie de rotura
crtica:
Figura 21. P.K. 17+320 Talud izquierdo. Superficie de rotura
crtica mediante el mtodo de Bishop.
Para el mismo talud anterior frente a la rotura local de
superficie poligonal (mtodo de Janbu), se obtiene un factor de
seguridad de 1.027, equivalente a un factor de uso de 0.97.
En la siguiente figura se muestra la superficie de rotura
crtica:
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DOCUMENTO TCNICO
Fecha:
17 10 12Pgina:
37 50
N Rev:
8668-ES-14-GE 2
/ /
Figura 22. P.K. 17+320 Talud izquierdo. Superficie de rotura
crtica mediante el mtodo de Janbu.
En ambos clculos se ha tenido en cuenta la aceleracin ssmica, as
como un nivel fretico que se puede considerar desfavorable, situado
en la base de la excavacin. Se observa que la superficie de rotura
ms desfavorable afecta en ambos casos a toda la altura de
talud.
Los clculos dan como resultado la longitud mnima necesaria de
las anclas pasivas para que el crculo psimo sea lo bastante
profundo como para que sea estable. La rotura de tipo bloque ha
permitido comprobar que los bulones utilizados son suficientemente
seguros.
La distribucin de anclas es de 1.5x2 (horizontal vertical) en
todo el talud.
El sistema de soil-nailing necesario en el talud izquierdo para
alcanzar dichos factores de uso se indica en la siguiente tabla
resumen:
Nivel de anclaje (*)
Longitud (m) Inclinacin Separacin
horizontal (m)
1 6.70 15 1.50
2 5.70 15 1.50
3 5.70 15 1.50
4 12.70 15 1.50
5 12.70 15 1.50
6 12.70 15 1.50
7 12.70 15 1.50
-
DOCUMENTO TCNICO
Fecha:
17 10 12Pgina:
38 50
N Rev:
8668-ES-14-GE 2
/ /
Nivel de anclaje (*)
Longitud (m) Inclinacin Separacin
horizontal (m)
8 12.70 15 1.50
Tabla 13. Caractersticas del sistema de anclaje lado
izquierdo.
(*) El nivel superior de anclaje corresponde al nivel 1.
Las tres filas superiores de anclas ya se han ejecutado y han
sido consideradas en el clculo.
Este diseo ser de aplicacin en el tramo comprendido entre el
P.K. 17+275 y el P.K. 17+325, en el lado izquierdo de la excavacin
del tnel. En los planos de detalle se muestra la disposicin del
sistema de soil-nailing propuesto.
6.11. P.K. 17+330, talud izquierdo
En el talud de excavacin izquierdo, para el caso de mxima
excavacin y considerando todas las cargas implicadas simultneamente
(peso del terreno, carga de trfico y aceleracin ssmica), se obtiene
un factor de seguridad de 1.023, equivalente a un factor de uso de
0.98 frente a la rotura global de superficie circular (mtodo de
Bishop).
En la siguiente figura se muestra la superficie de rotura
crtica:
Figura 23. P.K. 17+330 Talud izquierdo. Superficie de rotura
crtica mediante el mtodo de Bishop.
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DOCUMENTO TCNICO
Fecha:
17 10 12Pgina:
39 50
N Rev:
8668-ES-14-GE 2
/ /
Para el mismo talud anterior frente a la rotura local de
superficie poligonal (mtodo de Janbu), se obtiene un factor de
seguridad de 1.024, equivalente a un factor de uso de 0.98.
En la siguiente figura se muestra la superficie de rotura
crtica:
Figura 24. P.K. 17+330 Talud izquierdo. Superficie de rotura
crtica mediante el mtodo de Janbu.
En ambos clculos se ha tenido en cuenta la aceleracin ssmica, as
como un nivel fretico que se puede considerar desfavorable, situado
en la base de la excavacin. Se observa que la superficie de rotura
ms desfavorable afecta en ambos casos a toda la altura de
talud.
Los clculos dan como resultado la longitud mnima necesaria de
las anclas pasivas para que el crculo psimo sea lo bastante
profundo como para que sea estable. La rotura de tipo bloque ha
permitido comprobar que los bulones utilizados son suficientemente
seguros.
La distribucin de anclas es de 1.5x2 (horizontal vertical) en
todo el talud.
El sistema de soil-nailing necesario en el talud izquierdo para
alcanzar dichos factores de uso se indica en la siguiente tabla
resumen:
Nivel de anclaje (*)
Longitud (m) Inclinacin Separacin
horizontal (m)
1 6.70 15 1.50
2 5.70 15 1.50
3 5.70 15 1.50
4 12.70 15 1.50
5 12.70 15 1.50
-
DOCUMENTO TCNICO
Fecha:
17 10 12Pgina:
40 50
N Rev:
8668-ES-14-GE 2
/ /
Nivel de anclaje (*)
Longitud (m) Inclinacin Separacin
horizontal (m)
6 12.70 15 1.50
7 12.70 15 1.50
8 12.70 15 1.50
Tabla 14. Caractersticas del sistema de anclaje lado
izquierdo.
(*) El nivel superior de anclaje corresponde al nivel 1.
Las tres filas superiores de anclas ya se han ejecutado y han
sido consideradas en el clculo.
Este diseo ser de aplicacin en el tramo comprendido entre el
P.K. 17+325 y el P.K. 17+340, en el lado izquierdo de la excavacin
del tnel. En los planos de detalle se muestra la disposicin del
sistema de soil-nailing propuesto.
6.12. P.K. 17+330, talud derecho
En el talud de excavacin derecho, para el caso de mxima
excavacin y considerando todas las cargas implicadas simultneamente
(peso del terreno y aceleracin ssmica), se obtiene un factor de
seguridad de 1.027, equivalente a un factor de uso de 0.97 frente a
la rotura global de superficie circular (mtodo de Bishop). En la
siguiente figura se muestra la superficie de rotura crtica:
1.10
0
1.400
1.5
00
1.600
1.700
2.500
2.80
0
2.900
1.027
Name: Grava arenosa densa Unit Weight: 21.5 kN/mCohesion: 8.69
kPaPhi: 32.17
Name: Grava arenosa densa Unit Weight: 21.5 kN/mCohesion: 8.69
kPaPhi: 32.17
PK 17+330TALUD DERECHOInclinacin compuesta: Variable superior
1H:5V inferiorCon refuerzo (nailing)Rotura Circular Bishop
Soil nailing ejecutado
Figura 25. P.K. 17+330 Talud derecho. Superficie de rotura
crtica mediante el mtodo de Bishop.
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DOCUMENTO TCNICO
Fecha:
17 10 12Pgina:
41 50
N Rev:
8668-ES-14-GE 2
/ /
Para el mismo talud anterior frente a la rotura local de
superficie poligonal (mtodo de Janbu), se obtiene un factor de
seguridad de 1.023, equivalente a un factor de uso de 0.97.
En la siguiente figura se muestra la superficie de rotura
crtica:
1.023
Name: Grava arenosa densa Unit Weight: 21.5 kN/mCohesion: 8.69
kPaPhi: 32.17
Name: Grava arenosa densa Unit Weight: 21.5 kN/mCohesion: 8.69
kPaPhi: 32.17
PK 17+330TALUD DERECHOInclinacin compuesta: Variable superior
1H:5V inferiorCon refuerzo (nailing)Rotura Bloque Janbu
Soil nailing ejecutado
Figura 26. P.K. 17+330 Talud derecho. Superficie de rotura
crtica mediante el mtodo de Janbu.
En ambos clculos se ha tenido en cuenta la aceleracin ssmica, as
como un nivel fretico que se puede considerar desfavorable, situado
en la base de la excavacin. Se observa que la superficie de rotura
ms desfavorable afecta a toda la altura de talud.
Los clculos dan como resultado la longitud mnima necesaria de
las anclas pasivas para que el crculo psimo sea lo bastante
profundo como para que sea estable. La rotura de tipo bloque ha
permitido comprobar que los bulones utilizados son suficientemente
seguros.
La distribucin de anclas es de 3x2 (horizontal vertical) en todo
el talud.
El sistema de soil-nailing necesario en el talud izquierdo para
alcanzar dichos factores de uso se indica en la siguiente tabla
resumen:
Nivel de anclaje (*)
Longitud (m) Inclinacin Separacin
horizontal (m)
1 11.70 15 3.0
2 11.70 15 3.0
3 12.70 15 3.0
4 10.70 15 1.5
Tabla 15. Caractersticas del sistema de anclaje lado
izquierdo.
(*) El nivel superior de anclaje corresponde al nivel 1.
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DOCUMENTO TCNICO
Fecha:
17 10 12Pgina:
42 50
N Rev:
8668-ES-14-GE 2
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Este diseo ser de aplicacin en el tramo comprendido entre el
P.K. 17+275 y el P.K. 17+340, en el lado derecho de la excavacin
del tnel. En los planos de detalle se muestra la disposicin del
sistema de soil-nailing propuesto.
6.13. P.K. 17+330, talud derecho superior
En este apartado se analiza la estabilidad del talud existente
en el P.K. 17+330 en la margen izquierda del ro Rmac (lado derecho
del tnel). Este talud exista previamente al inicio de los trabajos.
A continuacin se analiza la estabilidad del mismo teniendo en
cuenta el efecto del sismo, segn el mtodo de Bishop.
Fotografa 1. P.K. 17+330 Talud superior derecho.
En el talud existente superior derecho, considerando todas las
cargas implicadas simultneamente (peso del terreno y aceleracin
ssmica), se obtiene un factor de seguridad de 0.67, equivalente a
un factor de uso de 1.5 frente a la rotura global de superficie
circular (mtodo de Bishop). En la siguiente figura se muestra la
superficie de rotura crtica. Se puede ver que se trata de una
rotura superficial, debido a la baja cohesin de las gravas y arenas
sueltas.
Por lo tanto el talud superior, a pesar de que es estable en la
situacin actual, podra ser inestable en caso de sismo. Hay que
destacar que en este talud no se realiza ningn tipo de actuacin ya
que exista previamente al inicio de las obras y est suficientemente
alejado de la excavacin para la construccin del tnel.
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DOCUMENTO TCNICO
Fecha:
17 10 12Pgina:
43 50
N Rev:
8668-ES-14-GE 2
/ /
1.100
0.699
Name: Grava arenosa densa Unit Weight: 21.5 kN/mCohesion: 8.69
kPaPhi: 32.17
Name: Grava arenosa densa Unit Weight: 21.5 kN/mCohesion: 8.69
kPaPhi: 32.17
PK 17+330TALUD DERECHOInclinacin compuesta: Variable superior
1H:5V inferiorCon refuerzo (nailing)Rotura Circular Bishop
Soil nailing ejecutado
Figura 27. P.K. 17+330 Talud existente superior derecho.
Superficie de rotura crtica mediante el mtodo de Bishop.
7. ANLISIS TENSO-DEFORMACIONALES
Tal y como se ha indicado en el apartado anterior, los taludes
proyectados con este sistema de refuerzo soil-nailing se vern
sometidos a deformaciones que podran no ser admisibles para las
estructuras cercanas. Para analizar las deformaciones que pueden
producirse se ha realizado un modelo numrico con elementos finitos
mediante el software PLAXIS 2D. En el caso que dichas deformaciones
no fueran admisibles, se podran reducir las deformaciones mediante
la aplicacin de anclajes activos, los cuales estn sometidos a carga
desde el primer momento y no se requiere de deformaciones
adicionales para que entren en carga.
De este modo, se ha realizado el anlisis tenso-deformacional
mediante mtodos numricos para la seccin del P.K. 17+220 en su lado
izquierdo. En este talud es donde la excavacin afecta en mayor
medida a la Va de Evitamiento. Unas deformaciones excesivas podran
dar lugar a su fisuracin y al corte de la va al trfico rodado.
Mediante el modelo numrico de elementos finitos se ha modelizado
las distintas fases constructivas para la excavacin del talud, con
la colocacin del sistema de anclajes pasivos y hormign proyectado a
medida que se va realizando la excavacin. Es importante realizar la
proyeccin del hormign y la colocacin de los anclajes inmediatamente
despus de la excavacin del nivel correspondiente. De esta forma se
limitan las deformaciones causadas y a su vez se garantiza la
estabilidad del talud. Esto equivale a excavar por bataches.
En los clculos realizados para determinar las deformaciones en
el trasds del talud de excavacin, se han empleado las
caractersticas resistentes y deformacionales de las unidades
geotcnicas indicadas en los apartados anteriores. En este caso, no
se han aplicado coeficientes reductores para los parmetros
resistentes del terreno. De la misma forma, tampoco se han aplicado
los coeficientes de mayoracin para las cargas existentes.
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DOCUMENTO TCNICO
Fecha:
17 10 12Pgina:
44 50
N Rev:
8668-ES-14-GE 2
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De esta forma, las deformaciones calculadas mediante el modelo
numrico no estn cubiertas por ningn coeficiente de mayoracin, lo
cual que debe tenerse en cuenta para el diseo de las estructuras
que puedan verse afectadas por dichas deformaciones.
Cabe indicar que las deformaciones calculadas dependen
principalmente de los mdulos de Young del suelo. En caso que los
suelos en la obra no correspondan con los mdulos de deformacin
considerados, se deber recalcular el modelo para determinar su
influencia en las deformaciones estimadas.
7.1. Talud izquierdo del P.K. 17+220
En la siguiente figura se muestra el modelo numrico utilizado
para el anlisis de este talud. Las longitudes de las barras de
soil-nailing son las deducidas anteriormente mediante los modelos
de clculo de equilibrio lmite (Bishop y Janbu).
El modelo incorpora las correspondientes sobrecargas existentes
(carga vehicular en la Va Evitamiento).
Las caractersticas de los materiales son las indicadas ms arriba
en este documento.
El modelo elaborado es un modelo bidimensional en deformacin
plana, formado por 214 elementos triangulares de 6 nodos,
totalizando 642 puntos de tensin.
Figura 28. Modelo numrico PLAXIS utilizado para el anlisis del
talud izquierdo en el P.K. 17+220
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DOCUMENTO TCNICO
Fecha:
17 10 12Pgina:
45 50
N Rev:
8668-ES-14-GE 2
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En las siguientes figuras se muestran los desplazamientos
horizontales y verticales que se producen en el talud por efecto de
la mxima excavacin, en la hiptesis de sostener el corte mediante
anclas pasivas (soil-nailing). Pueden sealarse algunos
aspectos:
La superficie de la calzada se desplaza en horizontal hasta un
mximo de unos 16 mm. La superficie de la calzada sufre unos
asientos que alcanzan un mximo de 13 mm hacia su borde
exterior, ms prximo a la excavacin, siendo muy reducidos en el
borde interior.
La mayor parte de los asientos producidos en superficie, tienen
su origen en la deformacin del terreno por efecto de la
descompresin que genera la excavacin, que produce movimientos tanto
horizontales hacia el corte, como verticales.
El modelo proporciona ciertas deformaciones debidas al efecto
borde, es decir, debidas a las limitadas dimensiones del propio
modelo en relacin con la excavacin. Estas deformaciones son
producto del modelo de clculo y no son consideradas.
Figura 29. Desplazamientos horizontales en la excavacin
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Figura 30. Desplazamientos verticales en la excavacin
En la figura siguiente se han representado mediante flechas los
movimientos totales que puede sufrir la base del canal de desvo del
ro y el talud de excavacin.
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Figura 31. Desplazamientos totales en la excavacin
Segn los resultados obtenidos, tanto la deformacin horizontal
como la deformacin vertical se encuentran dentro de los rangos
admisibles, ya que es admisible un asiento mximo de 40 mm en la
calzada.
Las deformaciones previstas son admisibles para la Va de
Evitamiento y, en todo caso, puede ser reparado su firme con
sellados puntuales o con una leve repavimentacin.
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8. RESUMEN
En la siguiente tabla se resume las caractersticas de sistema de
proteccin frente a la inestabilidad formado por soil-nailing, en
base a los anlisis realizados y expuestos en los apartados
anteriores.
m m m u17+06017+095
35 IZQUIERDO 1 1 P 3 5,7 66,00 11SUBTOTAL 66,00 11
17+09517+115
20 IZQUIERDO 2 1 P 3,0 5,7 36,00 6SUBTOTAL 36,00 6
1 P 3,0 6,7 42,00 62 P 3,0 5,7 36,00 6
SUBTOTAL 78,00 121 P 1,5 5,7 360,00 602 P 1,5 5,7 360,00 603 P
1,5 9,7 600,00 604 P 1,5 9,7 600,00 605 P 1,5 9,7 600,00 606 P 1,5
9,7 600,00 60
SUBTOTAL 3120,00 3601 P 1,5 5,7 78,00 132 P 1,5 5,7 78,00 133 P
1,5 11,7 156,00 134 P 1,5 10,7 143,00 135 P 1,5 10,7 143,00 136 P
1,5 10,7 143,00 13
SUBTOTAL 741,00 781 P 1,5 8,7 180,00 202 P 1,5 8,7 180,00 203 P
1,5 10,7 220,00 204 P 1,5 10,7 220,00 205 P 1,5 10,7 220,00 206 P
1,5 10,7 220,00 20
SUBTOTAL 1240,00 1201 P 1,5 6,7 231,00 332 P 1,5 5,7 198,00 333
P 1,5 5,7 198,00 334 P 1,5 12,7 429,00 335 P 1,5 12,7 429,00 336 P
1,5 12,7 429,00 337 P 1,5 12,7 429,00 338 P 1,5 12,7 429,00 331 P
3,0 10,7 176,00 162 P 3,0 10,7 176,00 163 P 3,0 8,7 144,00 164 P
3,0 7,7 128,00 16
SUBTOTAL 3396,00 3281 P 1,5 6,7 70,00 102 P 1,5 5,7 60,00 103 P
1,5 5,7 60,00 104 P 1,5 12,7 130,00 105 P 1,5 12,7 130,00 106 P 1,5
12,7 130,00 107 P 1,5 12,7 130,00 108 P 1,5 12,7 130,00 101 P 3,0
11,7 60,00 52 P 3,0 11,7 60,00 53 P 3,0 12,7 65,00 54 P 1,5 10,7
110,00 10
SUBTOTAL 1135,00 105TOTALES 9812,00 1020,00
ANCLAJES
NIVELDEANCLAJE
SEPARACIONHORIZONTALENTRE
ANCLAJES
LONGITUD/ANCLAJE
TOTALLONGITUDANCLAJES
NANCLAJESLONGITUD/BULBO
TIPOA=ActivoP=Pasivo
17+135
17+22
5
90 IZQUIERDO
TRAMOLONGITUDDELTRAMO
(m)LADO
SECCINTIPO
unidades
17+11517+135
20 IZQUIERDO 3
17+225
17+24
5
20 IZQUIERDO 5
4
17+245
17+27
5
30 IZQUIERDO 6
17+275
17+32
5
50
IZQUIERDO 7
DERECHO 7
17+325
17+340
15
IZQUIERDO 8
DERECHO 8
NOTA: La longitud total incluye 0.3 m adicional por anclaje en
cabeza para rosca y placa
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Junto con el presente informe, se adjuntan los planos del
sistema de estabilizacin de taludes (secciones transversales,
planta, detalles de armados, hormign proyectado y anclajes).
Se recomienda en cualquier caso, realizar un seguimiento de las
deformaciones que se producirn durante las excavaciones,
verificando que se encuentran dentro de los rangos esperados. Dicho
seguimiento debe ser intensivo en las zonas donde haya estructuras
sensibles a las deformaciones. Para ello el plan de auscultacin de
la obra deber recoger el plan de lecturas y los sistemas de aviso y
alarma.
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APNDICE 1: PLANOS
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Binder1.pdfTU-ET14-01-1de8_Ed02TU-ET14-01-2de8_Ed02TU-ET14-01-3de8_Ed02TU-ET14-01-4de8_Ed02TU-ET14-01-5de8_Ed02TU-ET14-01-6de8_Ed02TU-ET14-01-7de8_Ed02TU-ET14-01-8de8_Ed02TU-ET14-02-1de1_Ed02TU-ET14-03-1de1_Ed02TU-ET14-04-1de1_Ed02TU-ET14-05-1de5_Ed02TU-ET14-05-2de5_Ed02TU-ET14-05-3de5_Ed02TU-ET14-05-4de5_Ed02TU-ET14-05-5de5_Ed02