Cálculo condición drenaje taludes excavación

Cálculo de la condición de drenaje de un talud de excavación.

Sabemos por experiencia que los terrenos arcillosos suelen ser estables con un talud cuasivertical en un corto periodo de tiempo. Pasado ese tiempo el terreno deja de ser estable y empiezan a producirse desmoronamientos e inestabilidades. La hoja de cálculo que os mostramos hoy, permite determinar ese tiempo en el que el talud pasa de un comportamiento no drenado a drenado.

Imagen superior. Ejemplo de excavación de un sótano de un edificio mediante bataches verticales.

Como se ha comentado a veces en el cálculo de estabilidad de un talud cohesivo (arcilloso) es necesario conocer a partir de que periodo de tiempo el talud se comporta como drenado (largo plazo)  y cuando como no drenado (corto plazo). Es decir el tiempo que tarda un talud en drenarse y por tanto pasar a una situación más desfavorable ya que como es habitual los taludes en condiciones no drenados presentan una estabilidad mayor a esos mismos taludes en condiciones drenadas.

Cobra especial relevancia en excavaciones temporales para albergar cimentaciones como: sótanos, zanjas para conducciones, etc. donde es necesario conocer el tiempo mínimo que será estable un talud, en general, muy inclinado (en condición no drenada). Es muy útil, como se ha comentado antes, en el cálculo de bataches para ejecución de sótanos o para conducciones de tuberías donde las medianerías no permiten tender los taludes de excavación.

En estos casos, Duncan (1996) proporciona la siguiente expresión:

Introducir los datos en las celdas celestes y el resultado se muestra en la celda blanca:

Donde:

Cv = Coeficiente de consolidación. En ausencia de edómetros el Cv puedes estimarlo en la categoría caracterización geotécnica.

t = Tiempo de drenaje.

D = Longitud del camino de drenaje o distancia de salida del agua al cambio de presiones.

T = Factor adimensional.

A partir de lo anterior:

– Si T es mayor de 3 la condición es drenada.

– Si T es menor de 0,01 la condición es no drenada.

– Si T está entre 0,01 y 3 ocurre drenaje parcial durante el tiempo de cambio de cargas. En este caso deben analizarse ambas condiciones. El caso drenado y el caso no drenado.

Para saber si un terreno es arcilloso puedes recurrir los siguientes enlaces de las granulometrías de suelos y límites de Atterberg.

Si aun así el talud no es estable o el periodo de tiempo es muy reducido podéis recurrir a diferentes tipos de entibaciones o a otras soluciones de contención como muros pantallas, pantallas de micropilotes, etc.

Recuerda que antes de realizar cualquier cálculo debes consultar la normativa y/o manual de referencia. No nos hacemos responsable del mal uso de las hojas de cálculo o de errores contenidos en las mismas. Para más información consulta la página de inicio.

Si estás interesado en aprender más sobre estos métodos de cálculo, visita nuestra sección de cursos de geotecnia. Son muy buenos y eminentemente prácticos.