Los deslizamientos y la inestabilidad general de un talud tiene lugar por un aumento en el contenido de agua en los materiales que conforman el talud, que producen un debilitamiento y un mayor esfuerzo cortante.
Las propiedades resistentes de los materiales pueden ser mejoradas mediante una reducción de su contenido en humedad.
Estas mejoras pueden ser llevadas a cabo de dos formas:
- Eliminación o extracción del agua del interior del talud.
- Interceptación del agua superficial antes de que llegue al talud.
Eliminación o extracción del agua del interior del talud
Pinchado o drenaje del talud
Para evitar los problemas que pudiera producir el agua infiltrada, se necesita en muchos casos adoptar sistemas de drenaje profundo que se encarguen de recoger la mayor cantidad posible de agua que no escurre superficialmente. El método consiste e pinchar el talud con una tubería porosa que puede ser de distintos materiales: fibrocemento poroso, de plástico con taladros, etc. Es conveniente complementar estos sistemas con la construcción de unas bajantes superficiales que conduzcan el agua drenada hasta el desagüe principal.
Contrafuertes de drenaje
Son extensivamente usados como remedio contra los deslizamientos producidos por un exceso de humedad. Sirven además como colectores del agua infiltrada o superficial. Su gran peso distribuido arriba y abajo del talud y normal a las líneas de nivel reduce la posibilidad de deslizamientos rotacionales, siendo especialmente recomendados para los taludes mas inestables. Además de la función de drenaje que realizan, su construcción en masa da soporte físico al conjunto.
Interceptación del agua superficial para que no invada al talud
Esto no solo reduce la acumulación de agua en el interior del talud, sino que también reduce el peligro de erosión causado por el discurrir del agua pendiente debajo de la superficie del talud.
Instalación de canales o cunetas de guarda en la parte superior del talud
Recogen y desvían el agua de escorrentía e impiden que discurra por el talud. La cuneta o canal de desagüe deberá diseñarse con un gradiente adecuado y una sección transversal lo suficientemente grande como para transportar el agua de escorrentía a velocidades no erosivas. La recogida de los caudales drenado, al igual que en el caso del pinchado del talud, se puede hacer mediante bajantes superficiales o enterradas. Las primeras, en forma de cascada pueden construirse con piezas prefabricadas de hormigón u otro tipo de materiales mas rústicos como tejas, lajas de pizarras, etc. que conduzcan el agua hasta una cuneta o colector general. En la zona inmediata a la cuneta y situada entre esta y el talud, deberá crearse, cuando sea posible, una pequeña contra pendiente recubierta con plantas que eviten la erosión.
Los problemas de erosión y excesiva sedimentación en el cauce de la zanja, pueden solucionarse reforzando el lecho y los laterales, bien sembrándolos con herbáceos o revistiéndolos de rocas y ladrillo para formar un desagüe convencional.
Si la cuneta resultase demasiado inclinada podrían construirse represas, o efectuar plantaciones con especies adecuadas que contribuyan a hacer mas lento el flujo intermitente de las aguas de avenida. En sitios donde se presenten deslizamientos activos, los agrietamientos superficiales deberán ser recubiertos con materiales impermeables (arcilla, cemento, etc. ), con el fin de evitar el ingreso de agua.
Normas para garantizar la estabilidad de las escombreras
- Retirar la vegetación y recuperar los suelos del lugar de asentamiento. La descomposición de la vegetación al cabo de cierto tiempo y la existencia de una capa de suelo constituyen una zona de rotura probable por la resistencia al corte que presentan. En caso de no ser retirados estos materiales superficiales, se recomienda proceder por su compactación.
- Drenar cualquier volumen de agua que se halle estancado, antes de dar inicio a la escombrera. Si esto no es posible, se sugiere rellenar estas áreas.
- Captar y evacuar los acuíferos en áreas de surgencia, con el propósito de evitar el efecto de las presiones intersticiales del agua en las escombreras y de conservar las fuentes y manantiales.
- Si la surgencia es puntual, la captación del acuífero se hace mediante una arqueta construida sobre el terreno explanado. Desde la arqueta se sacará tubería, la cual se irá prolongando por acoples continuos, en la medida en que se vayan depositando los estériles.
- Cuando las surgencias son extensas, debe disponerse de una red de zanjas o tubos drenantes conectadas a unos colectores.
- Construir un canal perimetral situado a unos metros de la base de la escombrera, para evitar el estancamiento del agua y la socavación del pie del talud por la acción erosiva de ésta.
- Acometer las obras de desvío y canalización de las aguas de escorrentía superficial.
- Cuando se trabaja el vertido de materiales con el método de “basculamiento final " (descargue de material desde gran altura), deberá procurarse un talud general de unos 20º, con el fin de garantizar las condiciones de estabilidad de la escombrera durante lluvias prolongadas.
- Depositar y compactar los estériles por capas (método "por capas") con el fin de aumentar la resistencia al corte y la capacidad de vertido, al reducirse el efecto de esponjamiento, las condiciones de drenaje se consiguen creando un núcleo central de escollera. .
- Para el desarrollo de las escombreras (diseño geométrico, tamaño, método de depositación) es deseable seleccionar los materiales a colocar a diferentes profundidades, de acuerdo con sus características y objetivos a conseguir.
- Por ejemplo, si existe algún material con alto contenido de sales puede colocarse a suficiente profundidad para que las raíces no puedan alcanzarla. Si se presentan peligros de lavado de sulfatos por las piritas, se puede colocar encima una capa impermeable para evitar el lavado, o colocar dicho material por debajo de la capa freática, donde la baja oxidación contendrá el fenómeno de acidificación.
Para la construcción de escombreras de vaguada con núcleo de drenaje y escombreras de llanura se deben seguir las siguientes recomendaciones:
- En terrenos con pendientes (>20º) se recomienda el levantamiento de un dique de contención de sección trapezoidal a una profundidad de 1.5 m en material consolidado, taludes 1.5: 1 y anchura del fondo superior a 3 m
- Para aumentar la eficiencia del drenaje se recomienda en ciertos casos, que el dique de base se construya con bloques resistentes de arenisca. Pero cuando los ensayos de los suelos de base demuestren que la capacidad portante es suficiente, puede omitirse el dique de contención. En escombreras de mas de 0.8 Mm3 de capacidad, el dique de contención puede complementarse con contrafuertes o estribos para reforzar la estabilidad de la masa de material vertido.
- En todos los casos además de los drenajes considerados como principales, se construirán otros secundarios o laterales, de acuerdo con las recomendaciones de la siguiente tabla:
TIPO
DE ESTERIL |
CAPACIDAD
DE LA ESCOMBRERA |
|
<
0.8 Mm3 |
>0.8
Mm3 |
|
| Pizarras o similares | 5 m x 2.5 m |
5 m x 5 m |
| Areniscas o similares | 2.5 m x 1.2 m |
5 m x 2.5 m |
La granulometría del material empleado en los drenajes debe ser tal que contenga menos del 10% de bloques inferiores a 30 cm y no existir tamaños superiores al 25% de la sección del drenaje. Tanto los drenes principales como los laterales se diseñaran de acuerdo con la valoración de los factores geológicos y topográficos característicos del lugar.
El procedimiento para la colocación del estéril es el siguiente:
- Si el 65% o mas del material es arenisca puede ser vertido sin compactación, pero se nivelara según la cota del banco al finalizar el relevo de trabajo.
- Si el material contiene menos del 65% de arenisca puede ser vertido en tongadas de 1.2 m, compactándolo a continuación.
- En terrenos abruptos y de fuerte pendiente y siendo mas del 90% arenisca, los sistemas de drenaje se construirán basándose en la segregación natural que se produce en el vertido.
El material de relleno se dispondrá formando bancales con el fin de incrementar la estabilidad, recomendándose las siguientes formas finales:
- Altura del banco 15 m máximo.
- Anchura de berma 6 m máximo
- Pendiente de desagüe hacia el interior de las bermas 3-5%
- Pendientes laterales de coronación 3-5%
- Superficie de estabilización revegetacion coexistente con la construcción.
Todas las superficies de drenaje dispondrán de las pendientes adecuadas hacia ambos lados de la vaguada, dirigiendo las aguas hasta las zanjas construidas en roca inalterada. Estas zanjas estarán protegidas por escollera u otros materiales en las zonas de fuertes pendientes con objeto de reducir la velocidad de circulación.
En las escombreras de llanura construidas en retroceso y vertido en tongadas las normas a observar son:
- Altura de banco menor de 5 m.
- Ancho de berma no inferior a 5 m
- Altura máxima de escombrera 30 m si la humedad del material supera el 14%
En las escombreras de ladera se recomiendan los siguientes parámetros de diseño:
- Talud general menor de 22º (2.5: 1)
- Altura máxima de escombrera 15 m.
En la base del vertedero se levantara un dique de escollera debidamente compactado, complementándolo con una tubería de drenaje del lado de aguas arriba.