Evaluación de sistemas de contención mediante el uso de anclajes y pilotes para la estabilización del talud expuesto a socavación, tramo 10+430 a 10+550 de la vía panamericana Norte-Lima

Abstract

El talud vertical expuesto a socavación causada por el río Rímac muestra signos de inestabilidad que ponen en riesgo la integridad de la vía Panamericana Norte – Lima, en el tramo del km 10+480 al km 10+550, en ese sentido, el propósito de esta tesis es proponer y evaluar sistemas de contención, utilizando anclajes y pilotes, y seleccionar la mejor alternativa de estabilización del talud; para la realización de este trabajo; en primer lugar, se determinó la caracterización geotécnica del talud, luego, se realizó un análisis de estabilidad a la sección más crítica del talud sin reforzamiento mediante el método de equilibrio límite considerando el avance gradual de la socavación al pie del talud y en el lecho del río a fin de verificar la influencia de este fenómeno en la estabilidad del talud, se usaron los métodos de Morgenstern and Price y Spencer; seguidamente, mediante un análisis numérico de elementos finitos, se determinó el dimensionamiento de los elementos de reforzamiento de los sistemas de estabilización propuestos a través del modelamiento del talud reforzado en el programa PLAXIS, de acuerdo al factor de seguridad mínimo requerido, es preciso señalar que, conforme a la literatura revisada, las propuestas evaluadas fueron: Pantalla de pilotes proyectada desde el lecho del río y muros anclados (Propuesta I), y Pantalla de pilotes proyectada desde la corona del talud provista de una fila de anclajes (Propuesta II), además, para simular el comportamiento del suelo se utilizó el modelo constitutivo Hadening Soil with Small Strain Stiffness puesto que ha sido validado por su buena aproximación al comportamiento real de la grava típica de Lima; finalmente, se seleccionó la propuesta que presentó la mejor alternativa al evaluar sus costos aproximados y aspectos técnicos. Con el fin de establecer los parámetros de resistencia del suelo, se estudió el comportamiento de dilatación de las gravas de Lima, donde se encontraron relaciones significativas entre los parámetros derivados de la granulometría y los ángulos de fricción intrínseco y de dilatación, además, se encontró que la socavación produce un efecto de inestabilidad en el talud, con lo cual se justificó la necesidad de implementar medidas de reforzamiento, por otro lado, se encontró que las propuestas cumplen con su propósito de estabilizar el talud, no obstante, cuando se evalúan sus costos aproximados y los aspectos técnicos más relevantes, la Propuesta II presentó las mejores ventajas.