Taludes de Excavación Vectoriales y por Estrato

ISTRAM es un software especializado en el diseño de infraestructuras de ingeniería civil, con un fuerte enfoque en BIM . Es ampliamente utilizado para proyectos de Ferrocarriles y Carreteras.

Los taludes de corte son las pendientes resultantes de las excavaciones realizadas para la construcción de terracerías en carreteras. Su diseño y estabilidad son aspectos fundamentales que se determinan a través de estudios geotécnicos.

Pueden definirse de multiples maneras, en este caso te mencionamos dos de ellas:

  • Por Estrato Geotécnico
  • Vectorialmente

A continuación, se detalla la información relevante sobre los taludes de corte según las fuentes.

Determinación de Taludes Estables

La determinación de los taludes estables, tanto de cortes como de terraplenes, se realiza conforme a lo establecido en la Norma N·PRY·CAR·1·02·011, titulada “Determinación de los Taludes Estables”

• Factores y Datos para su Diseño: El diseño de estos taludes se basa en:

    ◦ La estratigrafía y propiedades del subsuelo a lo largo del eje de trazo, obtenidas mediante exploración directa e indirecta.
◦ La definición del uso de los materiales producto de los cortes, su atacabilidad (facilidad de excavación o agresividad) y los tratamientos a los que se sujetarán.
◦ Los resultados de pruebas de resistencia y deformabilidad de los suelos, tales como compresión triaxial, compresión simple, corte directo, prueba de tensión y consolidación, que permiten determinar su comportamiento mecánico.
 ◦ La masa volumétrica seca natural y el valor soporte de California (CBR) natural de los materiales para terracerías.
• Clasificación de Materiales en el Perfil de Suelos: Para ilustrar los cambios en las formaciones a lo largo del eje de trazo, se elabora un croquis del perfil de suelos. Este croquis, para cada subtramo de un (1) kilómetro o menos, debe mostrar.
◦ La posición de la posible subrasante.
 ◦ La ubicación de pozos a cielo abierto o sondeos realizados.
  ◦ Información sobre las profundidades donde se detectaron cambios de materiales.
 ◦ La descripción y clasificación de los materiales constituyentes de cada estrato según el Sistema Unificado de Clasificación de Suelos (SUCS).Este sistema clasifica los suelos basándose en su composición granulométrica y características de plasticidad.Por ejemplo, se clasifican suelos como gravas con finos (GC), arenas bien o mal graduadas (SW, SP), arenas limosas o arcillosas (SM, SC), limos (ML, MH), arcillas (CL, CH) y suelos altamente orgánicos (Pt).
 ◦ La clasificación de los materiales para fines de presupuesto según su atacabilidad
◦ La posición del nivel de aguas freáticas.

Características de los Materiales

  ◦ Los fragmentos de roca tienen un tamaño entre 7,5 cm y 200 cm y se identifican por tamaño, forma, textura superficial y grado de alteración (sanos, alterados, muy alterados)

 ◦ Los suelos tienen partículas menores de 7,5 cm

 ◦ Se utilizan pruebas de laboratorio como la dilatancia, tenacidad y resistencia en estado seco para clasificar los suelos finos

    ◦ El color del suelo es un dato útil para diferenciar estratos y, con experiencia, identificar tipos de suelo (ej. color oscuro para materia orgánica o ferromagnesianos, colores claros para suelos ácidos)

• Recomendaciones de Construcción: Las recomendaciones para los procedimientos de construcción de las terracerías se formulan en función de las características de los materiales encontrados

• Materiales Inadecuados: Durante la excavación, las zonas de material inadecuado que Específicamente, los materiales altamente orgánicos como la turba (Pt) no deben utilizarse para la formación de terraplenes, capas subyacentes o subrasantes.Específicamente, los materiales altamente orgánicos como la turba (Pt) no deben utilizarse para la formación de terraplenes, capas subyacentes o subrasantes

Taludes según la SICT 2018

Los taludes de corte son elementos fundamentales en el diseño geométrico de carreteras y se refieren a las superficies laterales inclinadas que limitan la excavación de un camino.

En una sección transversal de corte, el talud comienza inmediatamente después de la cuneta.

A continuación, se detalla información relevante sobre los taludes de corte, basándose en las fuentes proporcionadas:

• Definición y Ubicación

    ◦ Un talud es la inclinación de la cara de los cortes o terraplenes, expresada numéricamente por el recíproco de la pendiente.
  ◦ En los cortes, el talud es la superficie comprendida entre la línea de ceros y el fondo de la cuneta.La “línea de ceros” es donde el talud de corte o terraplén se encuentra con el terreno natura.
    ◦ El “chaflán” o estaca extrema de talud es el punto donde el talud de corte o terraplén se encuentra con el terreno natural. La línea de chaflanes en planta indica hasta dónde se extiende lateralmente el movimiento de tierras.

 

• Inclinación y Determinación

    ◦ Las inclinaciones de los taludes se determinan en base a estudios geológicos y geotécnicos del lugar.
◦ Para los cortes, el talud típico es de 2 verticales por 1 horizontal (2V:1H)
  ◦ El “talud interior” (pendiente del talud del lado interior) no debe ser mayor de 4:1 (horizontal:vertical), y el “talud exterior” no mayor de 3:1.Si se utilizan inclinaciones mayores, podría ser necesaria la construcción de muros de contención o barreras por seguridad y estabilidad
  ◦ Las fuentes ofrecen tablas detalladas de taludes recomendados según el tipo de material:
▪ Granito sano y masivo: 1/4:1.
▪ Granito fracturado y poco alterado: 1/4:1 a 1/2:1.
▪ Dioritas y riolitas fracturadas en grandes bloques: 1/2:1.
▪ Andesita fracturada en grandes bloques: 1/2:1.
▪ Areniscas fuertemente cementadas: 1/4:1.
▪ Conglomerado brechoide bien cementado: 1/4:1.
▪ Caliza fracturada con echados casi horizontales: 1/2:1.
▪ Arcillas muy suaves, expansivas y compresibles: 1.5:1.
• Estabilidad y Materiales
    ◦ El comportamiento de los cortes varía según el material.

Por ejemplo, la roca sana puede no sufrir desprendimientos, pero si está empacada con arcilla o arena, los cambios de humedad pueden causar desprendimientos.

  ◦ Si el corte contiene diferentes estratos, su comportamiento distinto puede propiciar la formación de cavernas y desprendimientos de los estratos superiores.
    ◦ El estudio geotécnico de detalle para las terracerías debe contener los taludes recomendables en cortes
    ◦ Los materiales obtenidos en los cortes a menudo no son adecuados para rellenos, requiriendo su desecho y la búsqueda de materiales de préstamo de otras partes.

• Elementos Asociados y Drenaje

    ◦ Las cunetas en corte se construyen para eliminar el agua de la sección transversal del camino. Tienen un ancho horizontal de 1.0 m desde el fondo de la cuneta hasta el hombro de la corona, con una profundidad que depende del talud de la cuneta, típicamente 3:1 resultando en 0.30 m de profundidad.
    ◦ Las contra-cunetas se construyen en la parte superior de los cortes para interceptar el agua superficial.
    ◦ Una berma en corte es un escalón que se hace recortando el talud para darle mayor estabilidad y para detener el material que pueda desprenderse, evitando que llegue a la corona del camino.
    ◦ Los estratos en corte designan las diferentes capas de material con características distintas que aparecen en un corte.

• Apariencia y Seguridad

    ◦ Los taludes planos y tendidos benefician la seguridad, apariencia y control de emisiones.
    ◦ El aspecto estético de los cortes en roca con fuerte pendiente puede ser deseable para mostrar la magnitud de los elementos naturales y la importancia de la obra de ingeniería, especialmente en tangentes o curvas verticales. Sin embargo, en curvas horizontales, se prefiere un talud más suave y tendido.
    ◦ Los taludes tendidos (suaves) aumentan la sensación de seguridad.
    ◦ La vegetación es importante para proteger los taludes contra la erosión y mejorar su apariencia. En cortes, la parte inferior de los taludes (al menos los dos primeros metros) debe dejarse libre de arbolado para no obstaculizar el tránsito.
• Impacto en el Proyecto
    ◦ Los cortes con taludes tendidos (suaves) implican un mayor volumen de extracción de material.
    ◦ La clasificación de los materiales de las terracerías (Material A, B, C) se basa en la dificultad de su ataque, siendo el Material C el que solo puede ser excavado con explosivos.
    ◦ La mitigación ambiental y la protección vegetal de los taludes son conceptos de costo significativos en el proyecto.
    ◦ En terrenos montañosos, las longitudes de curvas verticales a menudo requieren grandes movimientos de tierra, lo que puede resultar en la necesidad de alcantarillas de alivio y tramos de desperdicio ininterrumpidos.
    ◦ El “despalme” es la remoción de la capa superficial del terreno natural que no es adecuada para la construcción, aplicable a zonas de corte, terraplén o préstamo.
Forma de Taludes y Relación con la Curva Masa

Como se Definen en ISTRAM