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Los proyectos de ingeniería civil y de minería normalmente involucran extensas operaciones de demolición y excavación que conducen a la formación de taludes rocosos excavados. Mantener la estabilidad de estos taludes hasta el final de su vida útil de diseño es esencial para el éxito del proyecto. Por lo tanto, la selección del sitio debe ser para orientaciones de la superficie de la junta/lecho adecuadas para una perforación estable.
Un sitio bien probado e investigado a fondo puede reducir los costos de estabilización. Además, el sitio de excavación debe seleccionarse de modo que los estratos del plano de lecho se alejen del plano de excavación.
Hay muchos escenarios en los que la selección del sitio simplemente no puede basarse en estratos debido a requisitos técnicos específicos. En tales casos, se deben utilizar técnicas de estabilización de taludes para aumentar la estabilidad de taludes.
Tabla de contenido
1. Método y clasificación de la estabilización de taludes
Las técnicas de estabilización de taludes más utilizadas se clasifican en:
1. Método geométrico: La aplicación del método geométrico provoca un cambio en la forma de la pendiente.
2. Técnicas Hidrológicas: La adopción de técnicas hidrológicas reduce el contenido de agua del suelo/materiales rocosos al bajar el nivel freático.
3. Técnicas químicas y mecánicas: Las técnicas de estabilización química y mecánica aumentan la resistencia al corte de la superficie crítica del suelo/masa rocosa por medios externos. Además, minimizar las fuerzas externas que provocan el derrumbe de taludes también puede aumentar la resistencia al corte del talud.
1.1 Método geométrico
La estabilización de gradiente utilizando técnicas geométricas se puede lograr mediante:
- Aplanamiento de taludes
- Retire un poco de tierra y rocas.
- Elimina las cargas de la parte superior de la pendiente y reduce el esfuerzo cortante en planos críticos
- Construye una berma de presión en la punta de la pendiente para mayor seguridad contra accidentes de vuelco.
- Reemplazar el material deslizado con material de drenaje libre reduce la acumulación de presión de agua en los poros
- Vuelva a comprimir los residuos de deslizamiento para aumentar la resistencia a la carga
1.2 Tecnología hidrológica
La estabilización de taludes mediante técnicas hidrológicas puede lograrse mediante:
- Instale tuberías de drenaje superficiales y subterráneas para reducir la presión intersticial del agua
- Usar filtros inversos
- Uso de técnicas térmicas como la congelación del suelo y métodos de calentamiento.
1.3 Métodos químicos y mecánicos
La estabilización de taludes mediante métodos químicos y mecánicos puede lograrse mediante:
- Utilice lechada para aumentar la resistencia al corte de taludes
- Construcción de estructuras restringidas como hormigón por gravedad o muros en voladizo
- Construcción de estructuras de gaviones, muros de cuna, pilotes de terraplén para evitar el vuelco
- Construcción de pilares de cal y cemento
- Instale anclajes al suelo, pernos de roca, pilotes de raíz, etc. para proporcionar una tensión efectiva a los bloques de roca.
- Plante arbustos y pastos para reducir la erosión del suelo
2. Tecnología de construcción para la estabilización de taludes
Las técnicas de estabilización de taludes se dividen en tres grupos:
i) Soportes de refuerzo: incluidos pernos de roca, pasadores, muros de amarre, hormigón proyectado, contrafuertes, etc.
ii) Remoción de rocas inestables: incluye métodos tales como volteo, corte.
iii) Protección: Incluyendo la construcción de zanjas, mallas, cercas de captura, cercas de advertencia, cobertizos de rocas, túneles, etc.
2.1 Soporte de refuerzo de roca
Los soportes de refuerzo de rocas involucran la aplicación de elementos externos para fortalecer la masa rocosa y evitar fallas.
2.1.1 Pernos de roca y anclajes
Los soportes más útiles son los pernos de roca y los anclajes que evitan que los bloques de roca se deslicen por las discontinuidades.
Los mecanismos de instalación de pernos de roca y anclajes gobiernan su capacidad de compresión efectiva. La forma más efectiva de instalar pernos de roca es montarlos perpendicularmente a la junta para que las discontinuidades de la junta queden atrapadas fácilmente.
Para taludes de roca agrietada, se utilizan pernos y anclajes para roca en combinación con muros de hormigón para cubrir rocas agrietadas.
2.1.2 Barras de acero
Las varillas de acero, también conocidas como barras de espiga, se instalan y se inyectan en el lecho rocoso para que actúen como refuerzos.
La diferencia entre los pernos para roca y las varillas de acero está en el método de fijación. Los pernos de roca se tensan durante la instalación, pero las varillas de acero no.
2.1.3 Hormigón proyectado
Los principales componentes del hormigón proyectado son el árido fino y el mortero. El hormigón proyectado generalmente se aplica neumáticamente y se coloca en capas de 50 a 100 mm.
Se puede utilizar una capa de hormigón proyectado aplicada a la pared de la roca para proteger zonas trituradas o capas de roca. Además, el hormigón proyectado también evita que se caigan pequeños bloques de roca. Aunque su función principal es la protección de la superficie, el hormigón proyectado proporciona cierto soporte para el deslizamiento a través de pendientes.
El hormigón proyectado mejora la resistencia a la tracción y al corte de los taludes y reduce la probabilidad de falla del talud.
2.1.4 lechada
La lechada es la técnica de inyectar lechada fluida en la masa rocosa para desplazar el aire o el agua presente en las grietas y fisuras. La lechada consiste en una mezcla de cemento y agua. Sin embargo, en lugar de cemento, se pueden usar arena, arcilla, polvo de roca, cenizas volantes y otros materiales similares. Como resultado, se reduce el costo del trabajo de estabilización, especialmente cuando la cantidad de grietas y grietas es alta.
Si existen cavidades en la pendiente, se pueden construir contrafuertes de hormigón para evitar desprendimientos de rocas y soportar voladizos.
3. Estrategias de estabilización para reducir el derrumbe de taludes
El propósito detrás de la estabilización de taludes es reducir el riesgo de derrumbe de taludes para mejorar la seguridad pública. Aquí hay algunas técnicas de estabilización estándar que se utilizan en la práctica para mejorar la seguridad pública.
- Aplanamiento de taludes de tierra vegetal
- Cortar bloques de roca inestables
- Escalado de materiales/bloques inconexos
- Instale tuberías de drenaje y orificios de drenaje.
- Uso de pasadores
- Instale anclajes de bloqueo para evitar el movimiento a lo largo de juntas discontinuas
- Uso de pernos de roca para fortalecer la masa rocosa conjunta
- Construcción de muros de hormigón o mampostería con orificios de drenaje
- Instale una zanja de caída de rocas en la punta de la pendiente
- Instale vallas contra desprendimientos de rocas y barreras de rocas a lo largo de las laderas para garantizar el uso público seguro del área circundante.
- Proporcione cadenas colgantes o redes para retrasar la inclinación de los bloques.
- Proporcione una red de malla que cuelgue libremente para garantizar que las virutas de roca sueltas caigan solo cerca del pie de la pendiente
- Construcción de una berma/banco como colector de caída de rocas
- Proporciona malla empernada y enrejada para proteger las capas frágiles
- Construcción de muros de prevención de caída de rocas (gabiones, bloques de hormigón, muros de tierra armada, etc.) en la punta del talud
- Construcción y construcción de cabañas de roca y túneles.
- Emisión de señales de precaución ante la caída de rocas
Preguntas más frecuentes
Los métodos de estabilización, como los pernos de roca y las anclas, evitan que el bloque de roca se mueva fuera de su posición inicial. Por ello, se reconocen como procedimientos activos.
Los muros, zanjas, cercas trampa, cabañas de roca y túneles son métodos pasivos porque no interfieren con el procedimiento de separación de rocas.
Los criterios para elegir una técnica de estabilización son:
1. Requisitos geológicos (geología, propiedades de la roca/suelo, agua subterránea y análisis de estabilidad)
2. Condiciones de construcción (tipos de maquinaria de construcción, acceso a los sitios de construcción, costos de construcción, etc.)
3. Requisitos ecológicos (eliminación de residuos, estética, etc.)
La elección depende del nivel de estabilización requerido, la vida útil del diseño y los costos asociados. Los costos de preparación también influyen en la elección de la técnica de estabilización. Esto garantiza su eficacia durante más tiempo.
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