Nomenclatura de taludes: Grado, pendiente y porcentaje

Un esquema de los taludes más habituales en grados sexagesimales, pendiente (V:H) y porcentaje.

No recuerdo dónde vi este esquema por primera vez, lo que si recuerdo es que no hubo manera de hacerlo con Framework II o Lotus 1-2-3, que eran las hojas de cálculo que usaba por aquel entonces (finales de los 80), así que terminé dibujándolo en papel milimetrado (lo que me permitió comprobar que el esquema original tenía un error, por cierto).

Esquema Talud: Grados - Pendiente - Porcentaje

La siguiente versión, ya trabajando, fue en acetato transparente (si, eso que se usaba cuando no había PowerPoint) y resultaba muy útil para «intuir» -porque esa era la palabra- las pendientes en aquellos planos fotocopiados una y otra vez, cuando no enviados por fax, ¡¡ el horror !!.

Al empezar a trabajar en Bosnia decidí que ya era hora de actualizarlo, así que añadí todos los taludes que me he ido encontrando durante estos años y, ya de paso, cambié al formato V:H usado allí, más cercano al concepto de pendiente.

El archivo pdf está pensado para imprimir en A4. Espero que a alguien le sirva (y no haber cometido ningún error, claro).

icono pdfEsquema Talud: Grados – Pendiente – Porcentaje

 

PD: Otro día os cuento lo que uso para medir directamente en pantalla cuando me envían un archivo pdf o jpg.

¿Puede un simple acopio de tierras desestabilizar la pila de un viaducto?

Por supuesto que si, y eso es lo que ocurrió en junio de 2014 en este tramo (google maps) en viaducto de la autopista interestatal I-495 (Delaware, EEUU).

I-495-vista-general-acopio

He aquí el culpable del problema

El viaducto, que no es precisamente pequeño (3 carriles por sentido y 90.000 vehículos diarios) fue cerrado al tráfico tras verificar una llamada al 911 que advertía que «el puente parecía estar separándose» (puedes oír la llamada aquí).

La inspección comprobó que, efectivamente, las pilas de las secciones 11 a 14 estaban inclinadas (hasta un 4%), con un asentamiento vertical máximo relativo de 46 cm entre calzadas, por lo que el tramo quedó cerrado al tráfico el 2 de junio.

El viaducto, construido en 1974, tiene una longitud total de 1.463 metros, formado por 38 vanos de 35 metros apoyados en pilas columna de 18 metros de altura. La cimentación de las pilas está resuelta por zapatas arriostradas de 1,70 m de canto sobre pilotes metálicos (perfil en H) hasta el nivel de roca, a algo más de 30 metros de profundidad.

I-495-inclinacion-pilas

Como se puede comprobar, la alerta estaba justificada.

Lo primero que llamó la atención de los inspectores fue un enorme acopio de rellenos (aprox. 45.000 toneladas) próximo a la cimentación de la zona afectada, alrededor del cual se podían apreciar asientos y grietas, un acopio que no estaba ahí en la última revisión bianual de la FHWA, de octubre de 2012, pero que si aparecía en fotografías aéreas de 2013.

I-495-fotos-aereas

Por experiencias previas, primero se sospechó de una corrosión de los pilotes metálicos pero una vez realizadas las catas se pudo comprobar que los pilotes, pese a haber pandeado, se conservaban en buen estado, no así las zapatas, con fisuras horizontales y diagonales.

El hecho de que las dos zapatas de cada sección estuvieran dañadas del mismo modo parecía confirmar la causa, un desplazamiento del terreno debido a la extrusión lateral del suelo blando bajo la carga creada por el acopio de tierras.

I-495-esquema1

Según el informe oficial, hubo una «perfect storm of factors«, una perfecta mala combinación de factores «si y sólo si» que hicieron posible el fallo:

  • El terreno: Suelos orgánicos muy blandos y muy compresibles en un espesor medio de 30 metros, algo más bajo la pila más afectada.
  • La cimentación: Pilotes metálicos (perfil en H, no se indican dimensiones) de más de 40 metros de longitud, hasta el nivel de roca, que no pudieron soportar la carga lateral y pandearon.
  • La carga: Un acopio de tierras de aproximadamente 45,000 toneladas que produjo la extrusión lateral del terreno.

La autopista se cortó al tráfico el 2 de junio. Los rellenos se retiraron entre esa misma noche y el 10 de junio. Puesto que el tiempo era el factor crítico (repetimos, 90.000 vehículos diarios) y el arreglo no podía esperar, el 4 de junio se decidió acudir de urgencia a obras cercanas y «tomar prestado» el equipo necesario, lo que permitió ahorrar entre 10 y 12 semanas.

I-495-esquema2

Como se puede ver en los esquemas (tomados de www.delawareonline.com), el arreglo consistió en una nueva cimentación en las secciones 12 y 13 y un recalce en las 11 y 14 (pulsa en los esquemas para verlos mejor).

I-495-esquema3

I-495-esquema4

Para ello se perforaron 4 pilotes de 1,20 m de diámetro hasta 50 metros de profundidad a ambos lados de la cimentación existente, uniendo las cabezas con una viga de coronación. En las secciones 12 y 13 se colocó un apeo metálico temporal y se sustituyeron las pilas originales por otras tres, mientras que en las secciones 11 y 14 se «solidarizó» la cimentación existente con las nuevas vigas.

I-495-viga

Detalle de las nuevas vigas

Tras las preceptivas pruebas de carga, la calzada sur fue abierta al tráfico el 31 de julio y la calzada norte el 23 de agosto. Los trabajos terminaron totalmente en abril de 2015. El coste de la operación ascendió a 40 millones de dólares y por lo que se ve, un montón de gente visitó la obra, incluso el presidente Obama.

I-495-Obama

La incidencia quedó añadida al protocolo de inspecciones de la FHWA y poco después se localizó un caso similar, así que al menos ha servido para algo… algo más que ser un ejemplo real de extrusión lateral, quiero decir.

Más información:

How Could a Pile of Dirt Cause a Major Interstate Bridge To Tilt?

Toda la información, fotos y vídeos en delawareonline.com

Actualizada la Geotechnical Engineering Circular No. 7 del FHWA: Soil Nail Walls Reference Manual

Toca hablar de nuevo sobre las «Geotechnical Engineering Circular» del FHWA, porque la número 7, antes titulada “Soil Nail Walls” (lo que por aquí llamamos «muros de suelo claveteado»), ha sido actualizada, ampliada (120 páginas más) y rebautizada como “Soil Nail Walls Reference Manual”.

FHWA GEC 007 – Soil Nail Walls Reference Manual (February 2015)

Según informa GeoPrac.net, esta nueva versión implementa ya el método Load and Resistance Factor Design (LRFD), algo que están haciendo poco a poco todas las publicaciones técnicas del FHWA, y ha cambiado los ejemplos hechos con el programa SNAILZ (de CalTrans) por el Soil Nail Analysis Program (SNAP) desarrollado por la propia FHWA (hay incluso una versión de pago más completa, SNAIL PLUS).

El nuevo archivo tiene 425 páginas, ocupa 17 MB, y se puede descargar pulsando el icono inferior, así de fácil.

FHWA Geotechnical Engineering Circular Nr. 7 - “Soil Nail Walls Reference Manual”

FHWA GEC 007 – Soil Nail Walls Reference Manual (February 2015)

Y como ya dije en su día, allá por 2009, la traducción de «soil nailing» por «suelo claveteado» me sigue pareciendo un tanto extraña, sigo pensando que «suelo cosido» refleja mejor su estado, tras todo el proceso.

Artemio Cuenca: «Comentarios sobre el Cálculo de Taludes» (in memoriam)

Cuando uno se decide a escribir un blog lo primero que hace es avisar a los amigos, especialmente a los amigos más afines a la temática del blog. Artemio Cuenca era uno de esos amigos. Habitual del Foro de Ingeniería Geológica y Geotecnia, en el que se hacía llamar Laube, era conocido por responder cuántas preguntas le hicieran, normalmente las de trayectorias de tensiones, ensayos triaxiales y cosas así, las difíciles, las que los demás procuraban evitar y él respondía siempre con buen humor y una fina ironía, la justa para hacer más certera la respuesta.

En julio de 2009 le dije que quería publicar sus «Comentarios sobre el Cálculo de Taludes«, no sin antes pedirle permiso. Le gustó mucho la idea, pero me pidió que esperase unos días, tenía unas fotos muy buenas y unas comparativas muy interesantes entre los métodos de equilibrio límite y los de elementos finitos. Iba a escribirlo todo de nuevo y añadir más conclusiones, incluso había pensado hacer una especie de «Decálogo de pasos previos antes de calcular un talud«.

No sé si llegó a escribir el decálogo, supongo que si, pero las siguientes veces que hablamos ya se había embarcado en alguna otra aventura: artículos sobre la Clasificación Geomecánica SMR con sus antiguos alumnos, ahora amigos, de la Universidad de Alicante, recopilaciones bibliográficas sobre movimientos sísmicos históricos, el polémico «calentamiento global», la contaminación por lixiviados en vertidos ilegales (El País, 05/08/2012), transformar su página web en un blog, siempre tenía un montón de cosas en mente…

… hasta el pasado lunes.

Artemio, dejo aquí tus comentarios. Estoy seguro de que muchos lo agradecerán.

Un abrazo, compañero.

Artemio Cuenca. «Comentarios sobre el Cálculo de Taludes»

 Artemio Cuenca. «Comentarios sobre el Cálculo de Taludes» [pdf, 179 KB]

 


Girando a oscuras, el lazo carretero en túnel de la CV-223 entre Aín y Eslida, en Castellón

El pasado verano «Carreteras Históricas» publicó un post sobre «Lazos de corbata y rabos de cerdo carreteros» (alias spiral bridges o pigtails), replicado posteriormente por «Ingeniería en la Red«, en el que se mostraban cuatro ejemplos españoles de esta peculiar forma de salvar desniveles manteniendo pendientes (el muy fotogénico «nudo de la corbata» de Sa Calobra, dos muy próximos en Málaga y otro en Navarra), comentando que «En ferrocarriles debido a sus menores pendientes, hay espirales incluso en túneles«.

Bien, pues añado otro «lazo carretero» a la lista, y con algo más del 50% de su trazado en túnel, además, como ya ocurría en los túneles del Passo de San Boldo.

lazo carretero en túnel de la CV-223 entre Aín y Eslida, en Castellón

Está en Castellón, en la CV-223, entre las localidades de Eslida y Aín, en pleno Parque Natural de la sierra de Espadán. Es casi circular, tiene aprox. 220º de sus 360º en túnel, con sección en herradura, y es muy curioso ver cómo se ha resuelto el hormigonado interior. Ojo, el túnel no está iluminado, el arcen es mínimo y es zona motera/ciclista, mucho cuidado si pasáis por allí en fin de semana.


Ver mapa más grande

Las fotos son de Google Maps, Terrasit y propias, y en la última mi chica me pilló desprevenido, allá por 2004 (turismo de túneles, un sector poco explotado). Si os dais un paseo por la zona estad atentos a los taludes, hay roturas muy interesantes, planas, en cuña, vuelcos, pandeos, un poco de todo.

lazo carretero en túnel de la CV-223 entre Aín y Eslida, en Castellón

He encontrado también un vídeo en el que se ve muy bien el giro:

Por cierto, ¿recordáis que en mecánica de rocas la orientación de las discontinuidades respecto de la traza del túnel era muy importante a la hora de calcular su estabilidad?, pues si el túnel hace cosas como esta ya ni os cuento.

lazo carretero en túnel de la CV-223 entre Aín y Eslida, en Castellón - Boquilla superior

Vista de la boquilla superior, en 2004

 

lazo carretero en túnel de la CV-223 entre Aín y Eslida, en Castellón - Boquilla inferior

Vista de la boquilla inferior. El peatón soy yo, en 2004, medio cegado por el sol.