101

CAPÍTULO 6 Sistemas de estabilización de taludes Una de las principales razones por la cual se estudia la estabilidad de movimiento de masas (taludes o laderas) es para establecer medidas de prevención y control permitiéndonos así reducir los niveles de amenaza y riesgo a futuro. Para lograr esta labor se debe trabajar conjuntamente con la población y el estado, estableciendo normativas acerca del uso del suelo y de identificación de potenciales zonas de deslizamiento con el fin de evitar pérdidas de vidas humanas y económicas. Sin embargo surge la necesidad de buscar alternativas de solución para los problemas de tratamiento de taludes y terraplenes para facilitar la conservación de las vías, reducir los costos de mantenimiento, el deterioro del medio ambiente, las pérdidas económicas y perjuicios a las comunidades por el cierre de las mismas. A esto se suma el dar cumplimiento a la legislación ambiental vigente en lo relacionado con la mitigación de impactos generados en los proyectos viales. Este trabajo es muy complejo y requiere de metodologías de diseño y construcción, por cuanto a continuación se presenta un resumen de los sistemas de estabilización de taludes. Estabilización. La estabilización de un talud comprende las siguientes fases. 1. Determinar el sistema o combinación de sistemas de estabilización más apropiados, teniendo en cuenta todas las circunstancias del talud estudiado. 2. Diseñar en detalle el sistema a emplear, incluyendo planos y especificaciones de diseño. 3. Instrumentación y control durante y después de la estabilización. Los sistemas de estabilización se pueden clasificar en cinco categorías principales. 1. Conformación del talud o ladera. Sistemas que tienden a lograr un equilibrio de masa, reduciendo las fuerzas que producen el movimiento. Método Remoción de materiales de la cabeza del talud Abatimiento de la pendiente Terraceo de la superficie

Ventajas

Desventajas

Muy efectivo en la estabilización de deslizamientos rotacionales.

En movimientos muy grandes las masas a remover tendrían una gran magnitud.

Efectivo especialmente en suelos friccionantes. Además de la estabilidad al deslizamiento, permite construir obras para controlar la erosión.

No es viable económicamente en taludes de gran altura. Cada terraza debe independientemente.

ser

estable

2. Recubrimiento de la superficie. Métodos que tratan de impedir la infiltración o la ocurrencia de fenómenos superficiales de erosión, o refuerzan el suelo más subsuperficial. El recubrimiento puede consistir en impermeabilizantes como el concreto o elementos que refuerzan la estructura superficial del suelo como la cobertura vegetal.

102

Método Recubrimiento de la superficie del talud Conformación de la superficie

Ventajas El recubrimiento ayuda a controlar la erosión. Puede mejorar las condiciones del drenaje superficial y facilitar el control de erosión.

Desventajas Se debe garantizar la estabilidad del recubrimiento. Su efecto directo sobre la estabilidad es generalmente, limitado.

Sellado de grietas superficiales

Disminuye la infiltración de agua.

Las grietas pueden abrirse nuevamente y se requiere mantenimiento por períodos importantes de tiempo.

Sellado de juntas y discontinuidades

Disminuye la infiltración de agua y presiones de poro en las discontinuidades.

Puede existir una gran cantidad de discontinuidades que se requiere sellar.

Cobertura vegetal. Árboles Arbustos y Pastos

Representan una alternativa ambiental excelente.

Pueden requerir mantenimiento para su establecimiento.

3. Control de agua superficial y subterránea. Sistemas tendientes a controlar el agua y sus efectos, disminuyendo fuerzas que producen movimiento y/o aumentando las fuerzas resistentes. Método Canales superficiales para control de escorrentía.

Subdrenes de zanja. Subdrenes horizontales de penetración Galerías o túneles de subdrenaje. Pozos profundos de subdrenaje.

Ventajas Se recomienda construirlos como obra complementaria en la mayoría de los casos. Generalmente las zanjas se construyen arriba de la corona del talud. Muy efectivos para estabilizar deslizamientos poco profundos en suelos saturados subsuperficiales. Muy efectivos para interceptar y controlar aguas subterráneas relativamente profundas. Efectivos para estabilizar deslizamientos profundos en formaciones con permeabilidad significativa y aguas subterráneas. Útiles en deslizamientos profundos con aguas subterráneas. Efectivos para excavaciones no permanentes.

Desventajas Se deben construir estructuras para la entrega de las aguas y disipación de las aguas y disipación de energía. Poco efectivos para estabilizar deslizamientos profundos o deslizamientos con nivel freático profundo. Se requieren equipos especiales perforación y su costo puede ser alto.

de

Muy costosos. Su uso es limitado debido a la necesidad de operación y mantenimiento permanente.

4. Estructuras de contención. Métodos en los cuales se van a colocar fuerzas externas al movimiento aumentando las fuerzas resistentes, sin disminuir las actuantes. Método Relleno o berma de roca o suelo en la base del deslizamiento.

Ventajas Efectivos en deslizamientos no muy grandes especialmente en los rotacionales actuando como contrapeso.

Muros de contención convencionales, de tierra armada etc.

Útiles para estabilizar relativamente pequeñas.

Pilotes

Son efectivos en movimientos poco profundos, en los cuales existe suelo debajo de la superficie de falla que sea competente para permitir el hincado y soporte de los pilotes.

masas

Desventajas Se requiere una cimentación competente para colocar el relleno. Se requiere una buena calidad de cimentación. Son poco efectivos en taludes de gran altura. No son efectivos en deslizamientos profundos o cuando aparece roca o suelo muy duro debajo de la superficie de falla. Poco efectivos en deslizamientos rotacionales.

103

Anclajes o pernos

Efectivos en roca, especialmente cuando es estratificada.

Pantallas ancladas

Útiles como estructuras de contención de masas de tamaño pequeño a mediano.

Se requieren equipos especiales y son usualmente costosos. Existen algunas incertidumbres sobre su efectividad en algunos casos, especialmente, cuando hay aguas subterráneas y son generalmente costosas.

5.

Mejoramiento del suelo. Son métodos que tienden a aumentar la resistencia del suelo mediante procesos físicos y químicos. Aumentan la cohesión y/o fricción de la mezcla suelo-producto estabilizante. Método Inyecciones o uso de químicos

Congelación.

Ventajas Endurecen el suelo y pueden cementar la superficie de falla. Convierte el suelo en roca utilizando rayos especiales desarrollados por la industria espacial. Endurecen el suelo al congelarlo.

Electro-osmosis.

Reducen la superficie de agua.

Explosivos

Fragmenta la superficie de falla.

Magmaficación.

Desventajas La disminución de permeabilidad puede ser un efecto negativo. Su utilización en la actualidad solamente para uso experimental

es

Efectos no permanentes. Utilización para estabilización no permanente. Su efecto es limitado y puede tener efectos negativos.

A continuación de los sistemas de estabilización descritos detallamos los más utilizados y más factibles para aplicarlos, ya sea individual o combinando uno o más de ellos. Posteriormente se planteará la solución para lograr estabilizar la zona de estudio referente a este proyecto.

6.1

Abatimiento de la pendiente del talud

Al disminuir la pendiente del talud, el círculo crítico de falla se hace más largo y más profundo para el caso de un talud estable, aumentándose en esta forma el factor de seguridad. El abatimiento se puede lograr por corte o por relleno. El abatimiento de la pendiente del talud es económicamente posible en taludes de poca altura, pero no ocurre lo mismo en taludes de gran altura, debido al aumento exagerado de volumen de tierra de corte con el aumento de la altura. El abatimiento por relleno en ocasiones no es posible por falta de espacio en el pie del talud (Suárez, 1998).

6.2

Remoción de materiales

La remoción de una suficiente cantidad de materiales en la parte superior del talud puede resultar en un equilibrio de fuerzas que mejore la estabilidad del talud. En la práctica este método es muy útil en fallas activas. La cantidad de material que se requiere depende del tamaño y características del movimiento y de la geotecnia del sitio (Fig. 6.1). (Suárez, 1998).

104

F.S. Talud fallado = 1.0 F.S. Corte A 1.30 F.S. Corte B 1.01

Cí r

cul od e

fall a

Corte A

Corte B

Arenisca

Grava de río

Fig. 6.1 Corte de parte del material deslizado para mejorar el factor de seguridad Antes de iniciar el proceso de corte debe calcularse la cantidad de material que se requiere remover con base en un análisis de estabilidad para un factor de seguridad propuesto. El cálculo se realiza generalmente, por un sistema de ensayo y error. Canaleta de coronación

Perfil original Canaleta intermedia

Bermas

Perfil definitivo

Canaleta de pie

Fig. 6.2 Estabilización por conformación de talud y bermas Finalmente la efectividad técnica del sistema y el factor económico van a determinar su viabilidad. En ocasiones estos materiales pueden ser utilizados como préstamo para terraplenes en el mismo proyecto (Fig. 6.2).(Suárez,1998).

105

6.3

Colocación de contrapesos

Al colocarle carga adicional a la base de un deslizamiento de rotación se genera un momento en dirección contraria al movimiento, el cual produce un aumento en el factor de seguridad. Se debe hacer un análisis del peso requerido para lograr un factor de seguridad determinado. La adecuada cimentación de estos contrapesos debe ser requisito para que el sistema sea exitoso. El efecto del sistema de contrapeso es hacer que el círculo crítico en la parte inferior del talud se haga más largo (Fig. 6.3). (Suárez, 1998).

Contrapeso de enrocamiento

Agua en el pie

MA

WR2

WR1

Superficie de falla Al colocar un contrapeso se produce un momento resistente en dirección contraria a la del momento

Fig. 6.3 Contrapeso para estabilización de un deslizamiento activo. Los contrapesos pueden ser estructuras conjuntamente con un muro de contención o rellenos de tierra armada, llantas de caucho, etc.

6.4

Estructuras de contención

El propósito de una estructura de contención es el de resistir las fuerzas ejercidas por la tierra contenida, y transmitir esas fuerzas en forma segura a la fundación o a un sitio por fuera de la masa analizada de movimiento. En el caso de un deslizamiento de tierra, el muro ejerce una fuerza para contener la masa inestable y transmite esa fuerza hacia una cimentación o zona de anclaje por fuera de la masa susceptible de moverse. Deben diferenciarse dos condiciones de diseño de una estructura de contención totalmente diferentes así: 1. Condición de talud estable. Este es el caso típico de muro de contención. Se supone que el suelo es homogéneo y se genera una presión de tierras de acuerdo a las teorías de Rankine o Coulomb y la fuerza activa tiene una distribución de presiones en forma triangular (Fig. 6.4). (Suárez, 1998).

106

a) Condiciones de talud inestable

Superficie de falla o Superficie de debilidad obtenida del análisis geotécnico del talud

Movimiento actual o posible

FDD FDD > PA

b) Condiciones de talud estable

Superficie de falla asumida por los modelos de Rankine o Coulomb de acuerdo al tipo de material 45+ ϕ /2

PA FDD > PA

Fig. 6.4 Condiciones de diseño para muros de contención 2. Condición de deslizamiento. En el caso de que exista la posibilidad de ocurrencia de un deslizamiento o se trate de la estabilización de un movimiento activo, la teoría de presión de tierras de Rankine o de Coulomb no representa la realidad de las fuerzas que actúan sobre el muro y generalmente el valor de las fuerzas actuantes es muy superior a las fuerzas activas calculadas por teorías tradicionales. Existen varios tipos de estructuras que se pueden construir, pero sin duda unos con más eficiencia que otros. De todos aquellos podemos distinguir cinco grandes grupos, y dentro de ellos varios tipos, que se nombran a continuación: 1.

Muros masivos rígidos. Muros de hormigón armado Muros de hormigón simple Muros de hormigón ciclópeo

2.

Muros masivos flexibles. Muros de gaviones Muro de llantas Tierra reforzada. Refuerzo con tiras metálicas Refuerzo con geotextil Refuerzo con malla

3.

107

4.

Estructuras ancladas. Anclajes y pernos individuales Muros Anclajes con malla

5.

Estructuras enterradas. Tablestacas. Pilotes. Pilas o caissons.

Muros Rígidos Los muros rígidos son estructuras que actúan como una masa concentrada para contener a la masa inestable. Su empleo es muy reconocido en todo el mundo pero se ve limitado por la dificultad que existe en el análisis de fuerzas ya que por lo regular siempre son superiores a las calculadas. La experiencia ha demostrado que no son aplicables a todos los deslizamientos rotacionales pues casi siempre tienden a levantarse con el deslizamiento, sin embargo son aplicables para deslizamientos de traslación siempre que su cimentación esté por debajo de la posible superficie de falla y su cálculo se realice con un factor de seguridad mayor a 2,0. La aplicación de los muros está supeditada a controlar posibles superficies de falla antes de que se produzca su activación. Muros de concreto Reforzado Es una estructura de concreto reforzado que resiste movimientos debidos a la presión de la tierra sobre el muro apoyada en una cimentación por fuera de la masa inestable. Existen los siguientes tipos de muro reforzado: 1. Muros empotrados o en cantiliver, en forma de L o T invertida, los cuales tienen una placa semivertical o inclinada monolítica con otra placa en la base. 2. Muros con contrafuertes, en los cuales la placa vertical o inclinada está soportada por contrafuertes monolíticos que le dan rigidez y ayudan a transmitir la carga a la placa de cimentación. Una pared en concreto reforzado es generalmente, económica y viable para alturas hasta de 8 metros. Para alturas mayores el espesor de la placa semi -vertical aumenta en forma considerable y el muro se vuelve muy costoso. Debe dársele una inclinación moderada a la pared de fachada para evitar la sensación visual de que el muro se encuentra inclinado. Generalmente, se recomienda una pendiente de 1 en 50. El diseño de un muro en concreto armado incluye los siguientes aspectos: 1. Diseño de la estabilidad intrínseca del muro para evitar volcamiento o deslizamiento sobre el suelo de cimentación. 2. Diseño de la estabilidad general del talud o cálculo del factor de seguridad incluyendo la posibilidad de fallas por debajo de la cimentación del muro.

108

3. Diseño de las secciones y refuerzos internos para resistir momentos y cortantes. 4. Cálculo de capacidad de soporte de la cimentación. En todos los casos los muros de concreto armado debe contener un sistema de drenaje detrás de su pared vertical y/o un sistema de lloraderos o salidas para el agua represada detrás del muro. Muros de concreto sin refuerzo (muros a gravedad) Los muros de concreto sin refuerzo son, masas relativamente grandes de concreto o concreto con piedra, las cuales trabajan como estructuras rígidas. Los muros de concreto simple o ciclópeo actúan como estructuras de peso o gravedad y se recomienda no emplear en alturas superiores a cuatro metros, debido no sólo al aumento de costos, sino a la presencia de esfuerzos de flexión que no pueden ser resistidos por el concreto simple y puedan presentar roturas a flexión en la parte inferior del muro o dentro del cimiento. Siguiendo las mismas recomendaciones que un muro de concreto reforzado, se debe disponer de sistema de subdrenaje para eliminar la posibilidad de presiones de agua, la construcción de juntas de contracción o expansión a distancias máximo de 20 metros y si las condiciones lo ameritan a 8 metros entre ellas, y una pendiente de la pared del muro adecuada. Los muros de concreto deben cimentarse por debajo de la superficie de falla con el objeto de obtener fuerzas de reacción por fuera del movimiento que aporten estabilidad, no solo al muro sino al deslizamiento. Muros de Concreto Ciclópeo El concreto ciclópeo es una mezcla de concreto con cantos o bloques de roca dura. Generalmente, se utilizan mezclas de 60% de concreto y 40% de volumen de piedra. Sin embargo, debe tenerse en cuenta que a mayor cantidad de piedra existe mayor posibilidad de agrietamiento del muro, por presencia de zonas de debilidad estructural interna. En ocasiones se le colocan refuerzos de varilla de acero dentro del concreto ciclópeo para mejorar su resistencia interna. El diseño de un muro de concreto ciclópeo es muy similar al de los muros de concreto simple rígidos y masivos. Muros de Gaviones Los gaviones son cajones de malla de alambre galvanizado que se rellenan de cantos de roca. Entre sus ventajas tenemos que son fáciles de construir, mantener y utiliza piedras disponibles en el sitio. Su construcción puede estar sobre fundaciones débiles y su estructura es flexible lo que le permite tolerar asentamientos diferenciales mayores que otro tipo de muros. Además es fácil de demoler o reparar (Fig. 6.5). (Suárez, 1998).

109

Fig. 6.5 Esquema de un muro de Gaviones. Para su construcción se dispone de tres tipos de mallas diferentes, hexagonales o de triple torsión, electro soldada y elaborada simple. Las canastas de gavión se colocan unas sobre otras tratando de traslapar lo mejor posible las unidades para darle cierta rigidez que requiere el muro. El tamaño y la forma de estas celdas deben diseñarse en tal forma que no se debilite la estabilidad interna general del muro. El diseño de un muro en gaviones debe consistir de: a. Diseño de la masa del muro para estabilidad a volteo y deslizamiento y estabilidad del talud. b. Diseño Interno de la estructura del gavión. c. Especificación del tipo de malla, calibre del alambre tamaño de las unidades, tipo y número de uniones y calidad del galvanizado, tamaño y forma de los cantos según la norma ASTM - D412, INEN 1616. d. Despiece de las unidades de gavión nivel por nivel. Se debe diseñar el traslape entre unidades para darle rigidez al muro. e. Sistema de filtro. Los procesos constructivos y recomendaciones de los muros de gaviones se pueden encontrar en la sección 508-3.01 a 508-3.03 de las especificaciones del Ministerio de Obras Públicas del Ecuador (MOP).

6.5

Tratamiento químico

El tratamiento químico consiste en la aplicación de métodos de estabilización por medios físicos y químicos que garantiza el aumento de la resistencia del suelo en fricción y/o cohesión. Existen diversos procesos para lograr su estabilización de los cuales los más empleados y apropiados para nuestro estudio son las inyecciones de cemento o cal.

110

Inyecciones Las inyecciones de productos químicos se utilizan para mejorar la resistencia o reducir la permeabilidad de macizos rocosos y en ocasiones de suelos permeables. Estas inyecciones consisten en la aplicación de materiales cementantes, tales como el cemento y la cal o de productos químicos tales como los silicatos, resinas, etc. Las inyecciones de cemento o de cal se utilizan en suelos gruesos o fisuras abiertas, y los productos químicos en materiales menos permeables como la arcilla (Fig. 6.6). (Suárez, 1998).

b

a

c

1 a) Abrir perforación b) Se inyecta el sello c) Se inyecta la roca

2

3

DETALLE Las inyecciones bloquean el paso de agua por las discontinuidades

Fig. 6.6 Inyecciones para estabilización de taludes

Para optar por una inyección se debe garantizar su penetrabilidad dentro del estrato de suelo o roca, esto se puede determinar en términos de la relación de inyectabilidad definido como:

N=

D15 ( suelo) D85 (inyección)

Si la relación es mayor de 25 se garantiza que la inyección penetre la formación en forma exitosa. Si es menor que 11 no es posible realizar el trabajo de inyección. La penetrabilidad de las inyecciones químicas depende de su viscosidad, presión de inyección y periodo de inyección, así como la permeabilidad del suelo inyectado. Para suelos con más de 20% de finos generalmente, no son inyectables incluso por productos químicos (Suárez, 1998).

111

Estabilización con Cemento. Consiste en un proceso de cementación y relleno de los vacíos del suelo o roca y las discontinuidades de mayor abertura, aumentando la resistencia del conjunto y controlando los flujos internos de agua. En suelos residuales la inyección de cemento de zonas permeables en el límite inferior del perfil de meteorización ha tenido buen éxito (Fig. 6.7). (Suárez,1 998). La estabilización con cemento se puede utilizar en forma de inyección o colocándolo en perforaciones sobre la superficie de falla. El efecto de la inyección es el de desplazar el agua de los poros y fisuras y en esta forma producir una disminución de la humedad, así como de cementar los poros de fisuras. Relleno Inyector Caminos de lachada

Asentamiento Grietas de tensión

Fig. 6.7 Inyecciones de terraplenes para rellenar y cementar grietas internas

La presión de inyección debe ser mayor que el producido por el sobrepeso de suelo y agua para permitir la penetración dentro de las fisuras a lo largo de la superficie de falla activa. Con frecuencia es común agregar al cemento productos para mejorar el resultado de la inyección como aceleradores, retardantes, coloides para minimizar la segregación, materiales expansores, etc. Este método de estabilización puede resultar muy costoso por cuanto en ocasiones para disminuir costos se mezcla con arena, arcilla o pozolana y cenizas como llenantes. Si el propósito es estabilizar un área para aumentar su capacidad de carga utilizando las inyecciones de cemento, la distribución de cada inyección se realiza haciendo un cuadriculado. Se debe utilizar una o dos líneas paralelas de inyección con separación entre ellas de 6 a 12 m. y el espaciamiento de los agujeros a lo largo de las líneas es inicialmente de 3 a 6 m.

112

Estabilización con Cal. Este es un método muy aplicable para estabilizar terraplenes de arcilla con capas de cal viva (CaO). El proceso de mezcla consiste en hacer reaccionar la cal con la arcilla, produciendo silicato de calcio, el cual es un compuesto muy duro y resistente. La técnica de aplicación consiste en la inyección de una lechada de cal dentro del suelo, siguiendo las zonas fracturadas o juntas y otras superficies de debilidad. La estabilidad con cal es efectiva sólo en suelos finos y no en granulares. Una desventaja del método es el largo periodo de tiempo de al menos 80 días para considerar estabilizadas las columnas de cal (Fig. 6.8 y Fig. 6.9). (Suárez, 1998). La inyección debe ser colocada a intervalos de 30 y 45 centímetros de separación con presiones típicas entre 350 y 1300 kPa. De esta forma se pueden tratar profundidades de más de 40 metros.

Cal Cal y aire comprimido Mesa rotatoria

Mezcladora

0.5 m 15 m

Inyector de cal

Arcilla blanda

Columna completa

Fig. 6.8 Detalle de inyección de columnas de cal. Otro sistema es el de colocar columnas de cal vertical.

previa construcción de una perforación

El aumento de las columnas de cal representa un aumento de la cohesión promedio, a lo largo de una superficie de falla activa o potencial. Cprom = Csuelo * (1 − ar ) +

Donde:

C = Cohesión ar = π*D²/4*s² D = Diámetro de la columna S = Separación entre columnas

Ccol ar

113

Broms (1991), recomienda utilizar factores de seguridad mayores a 1.3 siempre que se diseñen columnas de cal.

Fig. 6.9 Sistemas de columnas de cal.

6.6

Vegetación y bioingeniería

El uso de la vegetación se realiza para controlar la erosión y estabilizar pendientes, básicamente actúa como un anclaje entre la cobertura vegetal dispuesta y los estratos interiores del suelo (Fig. 6.10a); igualmente, las raíces colaboran a la disminución de agua en el suelo mediante la evapo transpiración y consecuentemente disminuye la presión de poros (Fig. 6.10b). DINAGE – PMA: GCA (GSC). Curso de Movimientos de masas. Dr. Reginald Hermann’s, Dr. Lionel Jackson.

Ni

ve

lf re át ico

(a) Anclaje de las raíces de los árboles a un estrato más profundo.

114

Ni ve Ni

ve

lf re

lf re á

át ico

(c

tic

on

o

ve

(s

in

ge

ve

ge

ta ció

ta ció

n)

n)

b) Proceso de evapo transpiración de la cobertura vegetal. Fig. 6.10 Función de la vegetación en el suelo.

Los biomantos y agrotextiles además de ser un método mecánico rápido y económico, presentan estas ventajas: • Retienen el suelo. • Las semillas y los fertilizantes aplicados protegen el suelo de los rayos solares directos, y por consiguiente moderan la temperatura y retienen la humedad. • Al ser biodegradables, la materia orgánica producida por su descomposición estimula el desarrollo de las raíces y favorece la sucesión de la vegetación natural. • Disipa y absorbe la energía de las gotas de lluvia y reduce la velocidad del agua de escorrentía y en consecuencia el arrastre de materiales. A continuación presentamos sistemas comunes de vegetación que se pueden utilizar. a) Cubrimiento de laderas con colchones de rastrojos. Este sistema utiliza estacas como elementos de soporte para colchones de rastrojos, que contienen material vegetal que germina, reforzado con el suministro y colocación de semillas, tallos nacederos estolones y rizomas, como se ve en la figura 6.11 http://www.geocities.com/carlose_escobar/6_tratamientos_vegetales_control_erosion.htm)

Estaca de guadua o material resistente

Capa de rastrojo

Suelo

15 0. m

Fig. 6.11 Establecimiento de vegetación con colchones de rastrojo.

115

Procedimiento: Se anclan estacas de 30 cm. de longitud, distanciadas 30 cm, colocadas a tres bolillos, posteriormente se cubre el suelo, con una capa de rastrojo semillas y estolones, de 15 cm de espesor. El rastrojo tiene como finalidad la de proteger el talud de las variaciones climáticas; es la materia orgánica necesaria para garantizar la germinación y el establecimiento del material vegetal vivo, además de conservarlo en el sitio de tratamiento. Los tratamientos con rastrojos permiten proteger el suelo de la erosión y del secado intenso, porque lo cubre en su totalidad. El material que se utiliza es explotado en la vecindad del tratamiento y es el ecológicamente más viable para proteger el talud. b) Cubrimiento de taludes con costales. Es el establecimiento de cobertura vegetal correspondiente a estratos rasante y arbustivo en donde el suelo es rocoso, de pendientes fuertes, utilizando costales de fique, estacas de 30 cm de largo, rastrojo, semillas y estolones. El material vegetal vivo (semillas y estolones), será ecológicamente viable para el trabajo, con el vigor suficiente para una propagación rápida, adaptabilidad al medio y con la suficiente madurez fisiológica para garantizar el retoño. La figura 6.12 (http://www.geocities.com/carlose_escobar/6_tratamientos_vegetales_control_erosion.htm) ) es el esquema de un tratamiento de taludes con costales de fique. Procedimiento: Se limpia el talud del material suelto, se hincan las estacas distanciadas 30 cm (aproximadamente 11 estacas por m²), posteriormente se cubre el suelo con una capa de rastrojo de 10 centímetros de espesor; sobre ésta se riegan semillas de diferentes especies; se coloca otra capa de rastrojo hasta conseguir un espesor de 15 cm. Por último se cubre con tela de fique o costales (unidos entre si formando una sabana) y asegurándolos en los extremos de las estacas. Tela de fique (costal) Estaca de guadua o material resistente

Estaca de material resistente Capa de rastrojos, semillas y estolones

Capa de rastrojo semilla

Roca

Tela de costal de fique Superficie rocosa

15 0. m

Fig. 6.12 Tratamiento de vegetación con colchones de rastrojo y tela de fique o costales c) Barreras vivas. Es la siembra en línea de tallos, plantas, arbustos y árboles de porte bajo y medio. Se utilizan plantas perennes de crecimiento denso, que en tiempo corto formen un obstáculo efectivo. Las barreras vivas son tratamientos poco efectivos, cuando se trata de hacer control de erosión. Cuando se requiere complementar tratamientos con el establecimiento de plántulas que filtren sedimentos o para la fijación de orillas de cauces, las barreras vivas se convierten en una buena alternativa. Otra práctica común son las barreras vivas dispuestas a desnivel, con el fin de orientar escorrentías, evitando que lleguen a escarpes.

116

El material vegetal será ecológicamente viable para el trabajo, con el vigor suficiente para la una propagación rápida, adaptabilidad al medio y con la suficiente madurez fisiológica para garantizar su retoño. La figura 6.13 (http://www.geocities.com/carlose_escobar/6_tratamientos_ vegetales_control_erosion.htm) Presenta varias alternativas para establecer barreras vivas. Las barreras pueden ser sencillas, dobles o triples y son utilizadas para reducir la velocidad del agua de escorrentía o del viento, para atrapar sedimentos o para fijar las orillas de cauces torrenciales de sección amplia (tramos de sedimentación), conformados por la acumulación de sedimentos. Procedimiento: Se siembran sobre alineamientos preestablecidos, con material vegetal distanciado entre 20cm y 3 metros en el sentido de la barrera. La distancia entre barreras depende de la pendiente del terreno.

Fig. 6.13a. Barreras vivas utilizando plantas.

Fig. 6.13b Barreras vivas utilizando cañas

117

6.7 Propuesta para la estabilización del talud De los análisis realizados en el talud de estudio, el tipo de falla (rotacional), producido por la desforestación, erosión superficial causada por el clima, erosión subterránea, nivel freático, topografía, construcción de obras, los tipos de suelos y la geología. De los sistemas de estabilización descritos y los más factibles aplicarlos en el sitio de estudio ya sea individual o una combinación entre ellos, realizaré un resumen de los sistemas de estabilización de los taludes aplicables a dar solución de la zona de estudio. Se puede clasificar en cinco categorías principales de las cuales recomendaré las que son aplicables a la estabilización. a) Conformación de un talud o ladera Este sistema se logra un equilibrio de masas reduciendo las fuerzas que producen el movimiento rotacional. Se debe realizar una remoción de los materiales de la cabeza del talud. Por los materiales presentes en el sitio del proyecto se debe realizar un abatimiento de la pendiente. Para lograr la estabilidad del deslizamiento se debe realizar un terraceo de la superficie, permitiendo la construcción de obras para controlar la erosión. b) Recubrimiento superficial Este método trata de impedir la infiltración y reforzar la estructura superficial del suelo. Se debe realizar un recubrimiento de la superficie del talud para ayudar a controlar la erosión. El sellado de las grietas superficiales, disminuye la infiltración del agua y se debe dar mantenimiento porque pueden abrirse nuevamente. Se realizará una cobertura vegetal con árboles y pastos propios del lugar. c) Control de aguas superficial y subterránea. Este sistema controla las aguas y sus efectos en el talud. Construir canales superficiales para controlar la escorrentía, en la corona del talud a una distancia de 3.0m., del borde superior del talud, construyendo canales interceptores y canales para disipación de energía. d) Estructuras de contención. Este método trata de colocar fuerzas externas al movimiento mediante un contrapeso al pie del talud.

118

Este método consiste colocar contrapeso al pie del talud.

e) Mejoramiento del suelo. Este tipo de método tiende aumentar la resistencia del suelo mediante procesos físicos y químicos. Se recomienda utilizar para el cerramiento de grietas de tensión.