Monitoreo de deslizamientos mediante sistemas de auscultación geotécnica

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María Luz Luna Escobar
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1 Monitoreo de deslizamientos mediante sistemas de auscultación geotécnica ING. ALICIA ALPIZAR BARQUERO PRESIDENTE IIG CONSULTORES

2 Introducción o antecedentes Dirigido a: Ingenieros Vigilancia de Comportamiento de las Obras Evaluación de Seguridad de las Obras y/o del terreno Instituciones Estatales Empresas Constructoras

3 Introducción o antecedentes Monitoreo de: Obras lineales o puntuales en entorno urbano

4 Agenda y programa Desafíos de la Ingeniería Definición de la Auscultación Geotecnica a. El Método Observacional b. Pasos del Proceso c. Magnitudes sujetas a control d. Equipos de Instrumentación e. Programas de Seguimiento Aplicaciones Conclusiones

Pasos del Proceso c. Magnitudes sujetas a control d.

5 DESAFIOS DE LA INGENIERIA Obras ambiciosas Avances tecnológicos Necesidad de desarrollo Espacios limitados Geologías complejas

terreno ante determinadas variaciones en las condiciones de su entorno,

6 Qué es la auscultación geotécnica? Es la rama de la ingeniería que nos permite medir la respuesta del terreno ante determinadas variaciones en las condiciones de su entorno, las cuales pueden ser debidas a la ejecución de obras o a fenómenos naturales. Se fundamenta en el Método Observacional.

Método Observacional (MO) de Peck (1969) El objetivo fundamental del MO es proporcionar una manera de controlar el proyecto y construcción afianzando la seguridad y minimizando los costos, en la

7 Método Observacional (MO) de Peck (1969) El objetivo fundamental del MO es proporcionar una manera de controlar el proyecto y construcción afianzando la seguridad y minimizando los costos, en la medida que el diseño puede modificar la construcción. Peck propone dos maneras de aplicar el MO: a. Como la mejor salida (Best way out): cuando se presentan en el sitio problemas inesperados durante la construcción, el MO es la única esperanza para el buen éxito de la obra. b. Ab initio: en los que el uso del MO se ha visualizado desde el inicio del proyecto.

Peck propone dos maneras de aplicar el MO: a.

8 PASOS DEL MÉTODO OBSERVACIONAL Y LA AUSCULTACIÓN GEOTECNICA Análisis previo Diseño Instrumentación Análisis e Interpretación Exploración para establecer la naturaleza, el patrón y las propiedades del sitio. Evaluar las condiciones más probables que se pueden presentar. Establecer el diseño basado en una hipótesis de trabajo. Calcular los mismos valores bajo las condiciones más desfavorables. Seleccionar de manera anticipada las acciones a seguir o modificar el diseño para cada pronóstico. Seleccionar las cantidades que serán observadas. Medir las cantidades que serán observadas y evaluar las condiciones reales. Modificar el diseño para adaptarlo a las condiciones reales.

Calcular los mismos valores bajo las condiciones más desfavorables. Seleccionar de manera anticipada las acciones a seguir o modificar el diseño para cada pronóstico.

Magnitudes en Control Movimientos Superficiales Control Topográfico Inclinómetros Movimientos Horizontales y Verticales Increx Sliding Extensómetros

10 Magnitudes en Control Movimientos Superficiales Control Topográfico Inclinómetros Movimientos Horizontales y Verticales Increx Sliding Extensómetros Apertura de Grietas Extensómetros horizontales Piezómetros abiertos Presiones Intersticiales Piezómetros cuerda vibrante Fuerzas de Anclaje Celdas de Carga

Extensómetros Apertura de Grietas Extensómetros horizontales Piezómetros

11 Instrumentación Auscultación Monitoreo

12 INSTRUMENTACIÓN Constituye la parte instrumental del Plan de Auscultación Para su diseño se debe definir y concretar: La finalidad de la instrumentación Variables a conocer y medir Interrelación entre las variables que permita el contraste Tipos de aparatos de medida: Fundamento físico en que se basan Robustez, fiabilidad, precisión y tolerancias admisibles Rango de medidas Limitaciones de emplazamiento y seguimiento Secciones representativas a instrumentar, emplazamiento y profundidad de colocación de los aparatos, así como momento de su puesta en obra Interferencias con las obras o estructuras Seguimiento: Frecuencia de las lecturas, velocidad de información y tratamiento de los datos Hay que contemplar el riesgo de perder equipos!: Duplicar

medidas Limitaciones de emplazamiento y seguimiento Secciones representativas a instrumentar, emplazamiento y profundidad de colocación de los aparatos, así como momento de su puesta en

13 ADQUISICION MANUAL DE TOPOGRAFIA

14 INCLINOMETRIA ARQUETA DE PROTECCIÓN TAPÓN DE BOCA TUBERÍA INCLINOMÉTRICA DE ALUMINIO ANODIZADO O DE ABS RELLENO MANGUITO DE EMPALME TAPÓN DE FONDO

15 INCLINOMETRO

16 Profundidad (m) INCLINOMETRO Desplazamiento (mm) ,0 5,0 10,0 15,0 20,0 25,0 30,0 35,0

17 EXTENSÓMETRO DE VARILLA Los extensómetros son dispositivos lineales que miden variaciones de longitud entre puntos concretos

18 EXTENSÓMETRO DE VARILLA

19 EXTENSÓMETRO DE VARILLA

20 EXTENSÓMETRO INCREMENTAL Los extensómetros incrementales solucionan la limitación de puntos de medida, ya que permiten establecer puntos de control cada metro Miden los incrementos de deformaciones axiales a lo largo de un sondeo, en puntos consecutivos solidariamente unidos al terreno equidistantes inicialmente

cada metro Miden los incrementos de deformaciones axiales a lo largo de un

21 EXTENSÓMETRO INCREMENTAL

22 PIEZOMETROS Proporcionan de manera automática o manual, información de la presión del agua en los poros. Abiertos Cuerda Vibrante

25 PIEZOMETROS MULTINIVEL

26 CELDAS DE PRESION TOTAL Son aparatos constituidos por láminas o discos que se instalan en la superficie de estructuras en contacto con el terreno y miden tensiones normales a ellos Se emplean en estructuras de contención, para determinar las presiones activas y pasivas del suelo

28 LINEAS CONTINUAS DE ASIENTO

29 LINEAS CONTINUAS DE ASIENTO

30 ASIENTO EN M HITOS DE NIVELACIÓN TOPOGRÁFICA -0,050 0,000 0,050 0,100 0,150 0,200 0,250 0,300 0,350 P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 P10 P11 P12 P13 P14 P15 P16 P17 P18 P19 P20 P21 P22 P23 P24 P25 P26 P1002

31 Deformación (mm x 0,001) ASIENTO (m) HITOS DE NIVELACIÓN TOPOGRÁFICA TIEMPO (s) ,020 0,000 0,020 0,040 0,060 0,080 0,100 0,120 0,140 CURVA DE CONSOLIDACIÓN 0,160 0,180 0, ,220 0,240 0,260 0,280 0, Tiempo (sg) P1 P2 P4 P5 P6 P7 P8 P9 P10 P11 P12 P13 P14 P15 P16 P17 P18 P19 P20 P21 P22 P23 P24 P25 P26

32 ASIENTO (m) HITOS DE NIVELACIÓN TOPOGRÁFICA -0,050 TIEMPO (segundos) ,000 0,050 0,100 0,150 0,200 0,250 0,300 0,350 0,400 P1 P2 P4 P5 P6 P7 P8 P9 P10 P11 P12 P13 P14 P15 P16 P17 P18 P19 P20 P21 P22 P23 P24 P25 P26 MODELO

33 ASIENTO (m) HITOS DE NIVELACIÓN TOPOGRÁFICA 0,00 TIEMPO (días) ,10 0,20 0,30 Situación actual 0,40 Situación a 3 meses 0,50 0,60 MODELO MODELO SIN PRECARGA

34 PROGRAMA DE SEGUIMIENTO Deben ser prolongadas en el tiempo: No menos de 3 meses con obra parada Superior a un ciclo climático si se analizan efectos de este tipo Al menos un mes tras la finalización de las obras En todo caso, hasta obtener una información fiable o descartar esta posibilidad Frecuencia de las lecturas: Una periodicidad normal es semanal-quincenal Se debe intensificar si se detectan comportamientos anómalos Deben estar correlacionadas con las fases, hitos y avances de las obras A ser posible deben mantenerse los operarios y aparatos de medición a lo largo de toda la campaña Para tratar los datos es preciso disponer de un número mínimo de lecturas (no menos de 5-6)

35 PROGRAMA DE SEGUIMIENTO Tratamiento de los datos: Debe disponerse de la información con rapidez suficiente para poder adoptar las medidas correctoras o preventivas necesarias en su caso Es fundamental reflejarlas en gráficos y analizar sus tendencias Debe aplicarse un criterio lógico para descartar medidas erróneas o incorrectas (fallos de lectura, error de los aparatos, alteraciones en las bases de referencia, etc.) que pueden enmascarar comportamientos reales Es importante analizar las velocidades de los movimientos Cuando se analizan fenómenos temporales muy prolongados es recomendable convertir la escala temporal en logarítmica Se deben comparar con las previsiones realizadas y, en su caso, corregirlas a medida que se conocen los resultados Hay que realizar la previsión temporal de estabilización de los fenómenos

36 EJEMPLOS DE APLICACIONES

37 EJEMPLOS DE APLICACIONES

38 EJEMPLOS DE APLICACIONES

39 EJEMPLOS DE APLICACIONES

40 EJEMPLOS DE APLICACIONES

41 EJEMPLOS DE APLICACIONES

44 Registro de Parámetros de comportamiento me permite: Mejorar los criterios de decisión (intervención / reconstrucción) Respaldar la toma de decisiones de los profesionales a cargo Retroalimentar los modelos geotécnicos y los condicionantes previstos Acercanos a sistemas de estabilización definitivos

45 CONCLUSIONES La implantación de un sistema de monitoreo, permite mejorar la eficacia de los mantenimientos preventivos y correctivos. Por otro lado, el empleo de sistemas de monitoreo, permite no sólo cuantificar el impacto de un problema, sino también aclarar cuál es la causa que genera dicho problema. Por lo que a la hora de plantear actuaciones correctoras, se pueden aplicar soluciones definitivas que resuelvan el origen del problema, en vez de plantear soluciones temporales que frenen momentáneamente el problema. Asimismo, el coste que supone implantar un sistema de monitoreo, es ínfimo, en comparación con el ahorro económico que puede suponer para el Estado o para las Constructoras, aplicar soluciones correctoras o modificar durante la marcha, el propio proceso constructivo, disponiendo de información detallada que permita asegurar el éxito de dicha solución correctora o de dicha modificación realizada durante la propia ejecución.

46 Información de Contacto ING. ALICIA ALPÍZAR BARQUERO Teléfono: (506) Web:

47 Preguntas y Respuestas

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