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EXCAVACIÓN DE TALUDES UTILIZANDO BANQUETAS
Miguel Angel Villanueva De La Cruz1
Sinopsis: Es un método aplicado en Minas a tajo abierto en zonas alejadas de la ciudad, sin
embargo existen algunas minas en la misma ciudad como el caso de Cerro de Pasco donde
también se aplican banquetas para estabilizar sus taludes.
Los estudios de estabilidad y seguridad en la excavación, son los temas que día a día se van
mejorando en este tipo de excavaciones debido a la necesidad de obtener mayor seguridad por
la gran altura de taludes que se presenta, sin embargo muchos de estos criterios se han venido
empleando en excavaciones profundas para sótanos, o en edificaciones que se encuentran en
una pendiente. Por tal motivo en este artículo desarrollaremos la utilización de banquetas para
brindar una mejor estabilización al talud que está asociado a la característica del tipo de roca o
suelo del talud.
Palabras Clave: Talud; Banquetas; Estabilidad.
Introducción
Este artículo muestra el diseño de banquetas como solución para excavaciones en minas a
tajo abierto y para estabilizar taludes adyacentes a las vías de comunicación, etc.
Dicha solución conlleva a realizar algunos estudios que aseguren la estabilidad de las
mismas, como por ejemplo conocer los parámetros geotécnicos y geológicos de la roca y del
suelo.
Objetivo
El objetivo es conocer las características que se aplican en el sistema de excavación en
minas a tajo abierto, para luego poder aplicarlos a excavaciones urbanas, edificaciones que se
encuentren en una pendiente, teniendo en cuenta que el procedimiento es el mismo pero
dependerá de los parámetros geotécnicos y geológicos del suelo.
Desarrollo de la investigación
Al efectuar el análisis de estabilidad muchas veces el talud se encuentra inestable, por tal
motivo se tiene la necesidad de modificar el talud, aplicando el criterio de banquetas.
a. Modificación de la Topografía
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 de esta forma el factor de seguridad.
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.
La remoción de materiales en la parte superior del talud ayuda a mejorar la estabilidad como
se muestra en la Fig. 1.
1
Bachiller en Ciencias, mención Ingeniería Civil. Universidad Nacional de Ingeniería,
Av. Túpac Amaru 210 – Rímac. Lima, Perú.
Miembro del IIFIC-UNI. Página web: http://iific.blogspot.com; http://www.iific.edu.pe .
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Fig 1. Corte del material deslizado para mejorar el
factor de seguridad – Libro Juárez Badillo, Alfonso
Rico Rodríguez, Cap. 12
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.
Fig 2. Partes del talud luego de realizar el corte –
Libro Juárez Badillo, Alfonso Rico Rodríguez, Cap. 12
b. Terrazas o bermas intermedias
La construcción de terrazas en la parte alta de un deslizamiento de rotación tiende a reducir
el momento actuante y controlar el movimiento. Si el proceso se hace en la parte inferior se
puede lograr el proceso inverso de disminuir el factor de seguridad. En deslizamientos de
traslación y en ciertos flujos o deslizamientos de residuos generalmente no es efectivo emplear
métodos de remoción de materiales.
Al construir las terrazas el talud puede quedar dividido en varios taludes de comportamiento
independiente, los cuales a su vez deben ser estables.
En suelos residuales generalmente, la grada más alta debe tener una pendiente menor,
teniendo en cuenta que el suelo subsuperficial es usualmente el menos resistente.
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c. Diseño de la geometría de las bermas
Uno de los objetivos principales del área de la estabilidad de taludes, es el diseño de
taludes topográficamente estables.
Fig. 3. Cortes en taludes con juntas semiparalelas a la
topografía del terreno.
El diseño de un talud consiste en definir su altura, pendiente y elementos topográficos con
base en parámetros geotécnicos. Para el diseño de un talud se pueden emplear varios
sistemas:
- Empleo de gráficos de diseño, teniendo en cuenta algunas de las características del suelo o
macizo rocoso.
- Cálculo de factor de seguridad del talud y diseño por el sistema de prueba y error, hasta
encontrar el diseño que mejor se ajuste a los requisitos de estabilidad establecidos.
- Definición de pendientes y alturas de acuerdo al comportamiento de taludes similares en la
misma formación geológica.
Se recomienda que los diseños no sean ciegos, sino que obedezcan a un conocimiento muy
claro de los factores básicos y mecanismos de falla. Un sistema que funcionó exitosamente en
un sitio, no necesariamente es aplicable en otro, por tal motivo en las zonas urbanas es
necesario conocer las condiciones del lugar y la característica esencialmente del suelo.
Fig. 4. Configuración típica en lutitas meteorizadas
con mantos de carbón (Kentucky department of
Highways 1993)
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Fig. 5. Conformación típica de taludes en lutitas
ligeramente meteorizadas (Kentucky department of
Highways 1993)
En el diseño de cortes del talud se debe tener en cuenta la geología, en especial las
estructuras o discontinuidades y el perfil de meteorización de la roca. En las figuras
presentadas anteriormente se muestran algunos taludes típicos recomendados por
departamentos de transporte en los Estados Unidos.
Se pueden tener taludes verticales que en muy pocos casos se mantienen estables sin
ninguna contención. Ya que dependerá de las características Geotecnias y estructurales del
suelo rocoso.
Fig 6. Configuración típica de taludes en calizas y
areniscas (Kentucky department of Highways 1993)
c.1 Criterios generales para el diseño de bermas.
Las areniscas, calizas y rocas ígneas duras y sanas permiten taludes casi verticales y
grandes alturas. Mientras no ocurre lo mismo con los esquistos y lutitas.
Veamos algunos criterios que se tienen que tomar en cuenta.
• Meteorización
Al aumentar la meteorización se requieren taludes más tendidos, menores alturas entre bermas
y mayor ancho de las gradas. Los materiales muy meteorizados requieren de taludes inferiores
a 1H: 1V, en la mayoría de las formaciones geológicas no permiten alturas entre bermas
superiores a 7 metros y requieren anchos de berma de mínimo 4 metros.
• Microestructura y estructura geológica
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A menos que las discontinuidades se encuentren bien cementadas las pendientes de los
taludes no deben tener ángulos superiores al buzamiento de las diaclasas o planos de
estratificación.
Para materiales muy fracturados se requieren taludes, alturas y bermas similares a los que se
recomiendan para materiales meteorizados.
• Consideración en un suelo de arcilla
Las alturas entre bermas en suelos arcillosos no deben ser superiores a 5 metros y las gradas
deben tener un ancho mínimo de 4 metros.
• Niveles freáticos y comportamiento hidrológico
Los suelos saturados no permiten taludes superiores a 2H:1V a menos que tengan una
cohesión alta.
• Sismicidad
En zonas de amenaza sísmica alta no se deben construir taludes semiverticales o de
pendientes superiores a 1/2H: 1V, a menos que se trate de rocas muy sanas.
• Elementos en riesgo
Los taludes con riesgo de vidas humanas deben tener factores de seguridad muy altos.
El diseño de banquetas y análisis de estabilidad debe brindar como resultado final un factor
de seguridad que permita cuidar la integridad del personal de trabajo y los equipos.
Fig. 7. Criterios para el diseño de taludes en roca
(West Virginia U.S.A.)
En los Estados Unidos bajo un estudio de estabilidad en varios tipos de suelos rocosos se
estableció una tabla con valores con respecto a la altura, ancho, pendientes, que gráficamente
se puede ver mejor en la Fig 7.
Tabla 1. Criterios para el diseño de taludes en roca.
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• Contrapesos en el pie del deslizamiento
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.
Fig. 8. Contrapeso para estabilización de un
deslizamiento activo
Los contrapesos pueden ser estructuras con un muro de contención o rellenos de tierra
armada, llantas de caucho (Tiresoil), etc. Que se encuentran sobre una berma o contra berma.
Las bermas o contra bermas son usadas para colocar una carga al pie de un terraplén sobre
suelo blando y en esta forma aumentar la resistencia abajo del pie.
El efecto de la contraberma es crear un contrapeso que aumente la longitud y profundidad
del círculo crítico de falla.
Fig. 9. Detalle de Bermas bajas en el pie de
deslizamiento
Pero no existe solo las bermas o contra bermas para solución de contrapesos sino también
los muros de contención o el relleno compactado como se muestra en la Fig. 10.
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Fig. 10. Alternativas de relleno y muros de contención.
d. Aplicación en excavaciones urbanas.
En los últimos años se han tomado en cuenta muchos criterios en excavaciones profundas
que provienen del mundo minero, por ejemplo en la actualidad se utilizan bastante el sistema
de banquetas, que vienen hacer un soporte que le brinda al talud temporalmente mientras se
construyen los muros de contención ya sean calzaduras o muros pantalla.
Pero no solo se utiliza esta metodología por que ayuda a mantener la estabilidad del talud,
sino también en algunas edificaciones que se pretenden construir en laderas.
Por ejemplo en la actualidad existen muchas edificaciones a lo largo del acantilado de la
Costa Verde y en algunos distritos que tienen edificaciones como Hoteles o edificios en
Laderas o cerros (Chorrillos, La Molina, etc.).
Fotografía 1. Edificio en el acantilado de la Costa
Verde – Distrito de Barranco.
En la fotografía 1, se puede observar que indirectamente se ha aplicado el criterio de
banquetas en el talud ya que se libera sobrecarga en la parte superior y esto mejora la
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estabilidad del talud, sin embargo pueden existir algunos puntos en contra como mantener la
estabilidad en los lados adyacentes.
Fotografía 2. Edificando los cerros del Distrito de La
Molina en Lima
En la fotografía 2, se puede ver un suelo más rocoso que corresponde a esta zona del
distrito de La Molina, donde también se adopta una forma ligeramente escalonada, que
mantiene pendientes menores en la parte inferior del talud.
Según este criterio de la utilización de banquetas en minas a tajo abierto es recomendable
que las edificaciones en laderas se diseñen bajo el criterio de banquetas ya que esto mejora la
estabilidad, es decir que la estructura de la edificación sea de forma escalonada, ya que ayuda
a mantener la estabilidad del talud con la sobrecarga de la edificación.
Conclusiones
1. Las banquetas son utilizados en minas a tajo abierto por que ayuda a mantener la
estabilidad ya que le brinda una menor pendiente a la ladera así como la liberación de
sobrecarga.
2. Es necesario tener en cuenta la metodología aplicada en las minas ya que a menor escala
se pueden utilizar en las excavaciones de las zonas urbanas referidas a excavaciones para
sótanos y edificaciones en laderas.
3. Es recomendable que los proyectos de edificación, siempre se realicen en base al diseño
escalonado ya que esto le permitirá mantener la estabilidad del talud con la edificación.
4. Los criterios de diseño de una banqueta dependen siempre de las características
geotécnicas, geológicas, y estructurales del tipo de suelo, para ello es necesario conocer los
parámetros que me ayudaran a obtener dichos resultados.
Referencias
1.
2.
3.
4.
Autor J. Suarez “Deslizamientos y estabilidad de taludes en zonas tropicales” Capitulo
12: Prevención, estabilización y diseño.
Planificación Minera 2, presentación, Universidad Nacional de ingeniería Facultad de
Ingeniería de Minas.
Bodocsi, A., Bowers, M.T. (1991). Proc. American Society Civil Engineers, journal
Geotechnical Engineering División, 117 (8), 1227-44.
Boyton, R.S., Blacklock J.R. (1985). “Lime slurry pressure injection Bulletin”. Bulletin 331.
National Lime Association, Arlington, Va., 43 pp.
Lima 2009
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