Estudio San Pedro - Entrerrios

CONSULTORIA Y CONSTRUCCIONES COLOMBIA Ltda.

SERVICIOS DE CONSULTORÍA EN EL ESTUDIO DE LA ESTABILIDAD EN LOS SITIOS CRITICOS Y DISEÑO DE

LAS SOLUCIONES DE LOS MISMOS EN LA VIA SAN PEDRO DE LOS MLAGROS - ENTRERRIOS EN EL

SENTIDO SAN PEDRO DE LOS MILAGROS - ENTRERRIOS.

I

EXPLORACION GEOTECNICA Y DISEÑO DE SOLUCIONES A SITIOS

PROBLEMA VIA SAN PEDRO DE LOS MILAGROS - ENTRERRIOS

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SERVICIOS DE CONSULTORÍA EN EL ESTUDIO DE LA ESTABILIDAD EN LOS SITIOS CRITICOS Y DISEÑO DE LAS SOLUCIONES DE LOS MISMOS EN LA VIA SAN PEDRO DE LOS MLAGROS - ENTRERRIOS EN EL SENTIDO SAN

PEDRO DE LOS MILAGROS - ENTRERRIOS. CONSULTORIA Y CONSTRUCCIONES COLOMBIA Ltda.

Medellín, OCTUBRE 12 de 2010.





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1. INTRODUCCION

La rehabilitación de la interconexión vial, que va desde el municipio de San Pedro de los Milagros hasta el municipio de Entrerrios, está constituida por 22.5 kilómetros, los cuales van desde la entrada al municipio de San Pedro de los Milagros y la salida del municipio de Entrerrios hacia el municipio de Santa Rosa de Osos. En diferentes sectores de esta, existen zonas definidas como de media a alta criticidad (K7+561 y K8+660), las cuales deben ser intervenidas con el fin de estipular soluciones óptimas para garantizar el funcionamiento a largo plazo de la vía. Dado que dichos sitios son de atención inmediata, se requiere hacer un análisis de estabilidad, el cual estipula como premisa, tener en cuenta las situaciones más críticas y desfavorables que se puedan presentar al momento de generar el diseño, por lo que es fundamental la selección de la mejor metodología de cálculo, teniendo en cuenta que el diseño estará regido bajo los parámetros más desfavorables. El análisis de estabilidad, en este caso se considera como elemento de soporte en el ajuste de las soluciones o recomendaciones referentes a las mismas, teniendo en cuenta que este es de una u otra manera una herramienta en la estipulación de la solución más optima, considerando la disponibilidad e incertidumbre asociada a los parámetros de diseño y observaciones registradas en campo (accidentes morfológicos, cambios debido a la dinámica del ambiente, etc.). Adicional a esto se tiene una serie de perforaciones correspondiente a la exploración geotécnica, la cual permitió realizar una caracterización de los tipos de materiales que se podían encontrar en la zona de estudio, siendo estos corroborados con la geología presentada, así la exploración en campo, identificación de los accidentes en el terreno y los ensayos de laboratorio, constituyen la herramienta fundamental en este informe, quedando este con el objeto principal de determinar la viabilidad de la solución, estimando la criticidad de la zona, asistencia de la misma, decisiones y sugerencias que estarán sujetas a las observaciones presentadas por los especialistas en campo, parámetros obtenidos en laboratorio y geología para soportar la veracidad de dichos parámetros.

2. METODOLOGIA

Para el desarrollo de este informe y el análisis de estabilidad que en él se plantea se estableció una metodología basada en los siguientes pasos:

2.1. Recopilación de información (Antecedentes).

2.2. Características geotécnicas de la zona.

2.3. Aparato matemático.





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2.4. Resultados.

2.5. Recomendaciones y conclusiones.

3. ANTECEDENTES

3.1. Características de la zona.

3.1.1. Localización.

Las zonas en estudio están ubicadas en la margen derecha de la vía que comunica el municipio de San Pedro de los Milagros con el municipio de Entrerrios, en el sentido San Pedro – Entrerrios.

Sitio 1. Sitio localizado en la abscisa K7+561.

Fotografía Nº 1. Ubicación del sitio 1.

Sitio 2.

Sitio ubicado entre las abscisas K8+244 a K 8+296.

DEFORMACION

PRESENTADA

UBICACIÓN Y LONGITUD DEL MURO





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Sitio 3.

Este tramo se está ubicado entre las abscisas K8+660 a K8+755.


Sitio 4.

Este tramo se está ubicado entre las abscisas K9+470 a K9+490.


HUNDIMIENTO DE

LA VIA

DESLIZAMIENTO ROTACIONAL

DESLIZAMIENTO

ROTACIONAL

GAVIONES EXISTENTES

MURO EXISTENTE





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Sitio 5. Zona ubicada entre las abscisas K9+668 a K 9+695.

Fotografía Nº 5. Ubicación sitio 5.

Sitio 6.

Sitio ubicado entre las abscisas K20+780 y K20+820.

Fotografía Nº 6. Ubicación sitio 6.

3.1.2. Geología de la zona.

La zona hace parte del batolito Antioqueño, el cual cubre un área de 7221 kilometros cuadrados, en el centro y parte oriental del Departamento (FEININGER and BOTERO. 1982): está caracterizado por su homogeneidad litológica con poca variación de un lugar a otro. La facie normal tiene composición entre tonalita y granodiorita. Estas rocas son macizas, de grano fino a grueso, hipidiomórficas equigranulares de color moteado, sal y pimienta y están compuestas por cuarzo,

MURO CICLOPEO

EXISTENTE

DESLIZAMIENTO

ACTIVO





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feldespato, horblenda, biotita, y minerales accesorios. La forma del batolito es trapezoidal, a diferencia de otros grandes plutones que son alargados, en el sentido tectónico regional y se caracteriza por su homogeneidad petrográfica y petroquímica (ALVAREZ, 1983). Tiene contactos discordantes con rocas encajantes, generalmente intrusivos con desarrollo de aureolas de contacto, de extensión y magnitud variables (FEININGER et al, 1970 GONZALEZ et al, 1980 a. b), en facies piroxenos cornubianita hasta albita-epidota cornubianita. Muy poca deformación puede atribuirse a su intrusión: no hay cambios en la forma o intensidad de la deformación de la roca encajante. El intrusivo no deflecta los plegamientos regionales sino que los trunca y por ello los buzamientos en las rocas metamórficas o en las sedimentitas de San Luis varían poco o nada a medida que se aproxima al contacto con el intrusivo. La estructura interna es simple, homogénea y maciza y solo localmente se encuentran una débil lineación de inclusiones producidas por flujo magmático.

Figura 1. Unidades geológicas presentes en la zona. Tomado de Mapas

geológicos de Antioquia.





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Los contactos agudos y discordantes y la falta de foliación son característicos de los batolitos intruidos en la epizona (DUDDINGTON, 1959). En los alrededores del área de estudio se presenta principalmente la unidad geológica correspondiente a las anfibolitas de Medellín (Anfibolitas – Pam). Definidas por Jaramillo, 1971 como Anfibolitas de Medellín, corresponden al miembro basal del Grupo Ayurá - Montebello (Botero, 1963) con una posible edad cretácica definida por Restrepo y Toussaint, 1989, e interpretadas por Echeverría, 1973, como producto del metamorfismo de la corteza oceánica basáltica que constituía el fondo de la cuenca, donde se depositaron los sedimentos y derrames basálticos protolitos de los esquistos y ortoanfibolitas que posteriormente darían origen al Grupo Ayurá – Montebello. La edad radiométrica de rocas asociadas a esta unidad, es entre 220 – 260 Ma U/Pb y Sm/Nd (Ordóñez, 2001). Afloran en franjas alargadas con dirección noroccidente, al oeste del municipio de Bello, en el sector de Guasimalito parte alta, en la vía que conduce a la casa de máquinas de la Subestación de la hidroeléctrica de Niquía, en las quebradas Chagualones, la Seca, y en el municipio de Copacabana en El Noral parte alta, en la autopista Medellín - Bogotá entre el Túnel y la quebrada Rodas, y El Limonar parte alta. También en las quebradas que drenan la vertiente oriental del valle en la zona de Envigado y Medellín. Esta unidad de roca se encuentra en contacto intrusivo con el Batolito Antioqueño en el sector del alto de La Virgen en Girardota, en contacto fallado con dunitas en la parte alta de la quebrada Chagualones del cerro Quitasol, en el municipio de Bello y en contacto fallado con dunita en la autopista Medellín - Bogotá a la altura del cruce de la quebrada Rodas y más hacia el sur del valle. Es común encontrar esta roca como material de afirmado en las vías veredales; en algunos sectores de Copacabana donde se existen afloramientos de esta roca, que se explotan comercialmente para la extracción de arenas y triturados pétreos. En muestra de mano son de color gris verdoso a gris oscuro, moteadas de blanco, foliadas, exhiben frecuentes variaciones texturales con tamaño de grano desde media (apariencia foliada) a fino (apariencia masiva). La composición mineralógica es bastante homogénea, dentro de la cual se distinguen principalmente una alternada presencia de minerales máficos, donde predomina la hornblenda en un 70% y de minerales claros, principalmente plagioclasas en un 30% y como accesorios en algunos casos se tienen sulfuros, como pirita y algo de cuarzo. Estas rocas se observan en estado fresco, desarrollando perfiles de meteorización de profundidad variada, en los cuales prevalecen arcillas caoliníticas y arenas ferromagnesianas concentradas en los niveles superiores, y como cantos y bloques de roca en diferentes tipos de depósitos a lo largo del área de estudio. La foliación presenta direcciones muy variables entre las cuales se tienen los





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siguientes datos NS/subvertical, N40°E/50°E, N10°E/36°E, N10°W/50°E, N60°E/90°, N20°W/35°E, N45°E/10°E, NS/75°W, N3°W/35°E. Como estructuras presentes en estas rocas se tienen diaclasas rellenas con óxidos de hierro, con una separación entre discontinuidades de aproximadamente 10 cm, que en muchos casos favorecen la descomposición de la roca debido a la circulación del agua que acelera el proceso de alteración de los minerales. En ocasiones la roca se encuentra fracturada en forma no sistemática, las fracturas en su gran mayoría se encuentran rellenas de cuarzo y feldespato como se observa en la vereda Ancón en la antigua vía entre Copacabana y Girardota (sector de Algarrobo). Estas diaclasas pueden formar una o varias familias con las siguientes actitudes: N60°W/30°E, para la familia principal, N30°W/30°E y N30°E/50°W, N60°W/20°E con una superficie plana, continua, lisa y sin relleno (parte alta de la vía a la subestación de Niquía); N35°E/85°E, N60°W/70°E que se presentan cerradas y secas, con superficies rugosas, continuas, tendencias planas, espaciadas de 3 a 5 cm, en este mismo sector (portal de salida) se presentan dos familias de direcciones N40°W/80°E, N30°E/75°W, con superficies planas y lisas, continúas y secas, cerradas y sin relleno. Se tienen intrusiones de composición intermedia en diques con tendencia N30°E/20°W, que se pueden observar en la vía que conduce a la casa de máquinas de la subestación Niquía. El perfil de meteorización generalizado de la anfibolita se compone de un nivel de suelo (VI) de color crema a gris claro, un nivel saprolítico de color gris verdoso a pardo amarillento o pardo rojizo debido a la alteración del anfíbol y algunas bandas de color blanco debido a la alteración de la plagioclasa. Morfológicamente, se caracteriza por pendientes fuertes a moderadas, rectas con filos altos y agudos, algunos escarpes donde aflora la roca ligeramente meteorizada como en la parte alta de Niquía y en el sector de Ancón Norte. El perfil de meteorización más común es el siguiente:

Horizonte A-B: Horizonte orgánico de aproximadamente 30 cm de espesor. Horizonte VI: Suelo residual de 40 cm de espesor, color gris claro a blanco,

consistencia suave, no plástico, húmedo, débilmente cementado. Horizonte V: Roca extremadamente meteorizada con un espesor promedio de

1.50 m, color blanco moteado de negro, deleznable, consistencia firme, no plástico, húmedo, débilmente cementado.





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Horizonte IV: Roca altamente meteorizada, color gris moteada de blanco, deleznable, consistencia firme, no plástico, húmedo, débilmente cementado, al que no se le pudo determinar el espesor. Por lo general no se observan señales de inestabilidad o procesos erosivos activos, sin embargo se reconocen evidencias de antiguos eventos erosivos de gran magnitud en diferentes sectores donde aflora esta roca, la anfibolita aparece como la composición más común en las distintas unidades superficiales, la causa obedece a la amplia área y variada morfología donde afloran y a que se altera formado perfiles de meteorización de considerable espesor por lo tanto la morfogénesis en esta unidad litológica puede manifestarse mediante diversos mecanismos de ruptura.

3.1.3. Marco tectónico. El Departamento de Antioquia hace parte del norte de Colombia, que conjuntamente con el noroccidente de Venezuela y la parte oriental de panamá están situados cerca a la unión triple del Darién de las placas de Nazca, Caribe y Suramérica. Esta unión triple se caracteriza por una tectónica compleja, donde los mecanismos primarios son la subducción y el fallamiento transcurrente. Además, el noroccidente colombiano, no hace parte en forma clara, de la placa suramericana, ni de la placa del Caribe, sino que más bien se trata de una zona amplia de deformación de 600 km de ancho, que existe entre las placas, al oriente de la unión triple del Darién (PAGE, 1986). Está enmarcado dentro de dos grandes sistemas de fallas aproximadamente perpendiculares entre si: el primer sistema está representado por las fallas de Palestina y Mulato al este y Cauca romeral al oeste con dirección entre NNE – SSW y NE – SW, las cuales coinciden con las direcciones generales de los sistemas tectónicos de la cadena andina (PAGE, 1986: TOUSSAINT et at., 1987). El segundo sistema tiene dirección aproximada NW – SW a E –W y está constituido por las fallas Monteloro, Nare, Nus, Calderas, Balseadero y Biscocho y los lineamientos de los ríos San Bartolomé y Arma.

Sistema Palestina: tiene un rumbo de N 10º a 20 ºE y una longitud aproximada de 500 km, las principales fallas que comprende este sistema son: Palestina, Mulato, Jetudo y Cocorná Sur. Es importante resaltar que Collins y otros (1981) hallaron evidencias de actividad cuaternaria, mientras que según Page (1986) la tasa de desplazamiento para la zona de falla de Palestina como un todo es superior a 0.2 mm/año.

Sistema Cauca - Romeral: es un conjunto de fallas paralelas que se extiende desde la dorsal de Grijalva y Alvarado en el pacífico ecuatorial, hasta el mar Caribe en la parte norte de Colombia de este sistema forman parte las fallas Falla Sabanalarga, Zona de falla del cauca, Falla Anzá, Falla Peque, Falla Urrao, Falla





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Cañasgordas, Falla Abriaquí, Zona de falla Tucurá, Falla San Pedro, Zona de falla Murrí – Mutatá, Falla Murindó, Falla Atrato y Espíritu Santo.

3.1.4. Amenazas Geológicas. El Departamento de Antioquia, por sus características geológicas, tectónicas, climáticas, y sociales, es uno de los más propensos en Colombia a los fenómenos naturales que originan catástrofes. Los tipos de eventos más comunes en orden de ocurrencia son: deslizamientos, inundaciones, avenidas torrenciales, vientos huracanados y sismos. Basados en las condiciones morfograficas, litológicas, en investigaciones de campo, se procedió a zonificar el corredor vial, teniendo en cuenta los siguientes elementos:

Perfil de meteorización.

Pendiente topográfica.

Discontinuidades y estructuras en suelos y rocas.

Caracterización pedológica de los suelos.

Hidrología, clima y vegetación.

Procesos erosivos y uso del suelo.

4. CARACTERÍSTICAS GEOTÉCNICAS DE LOS SITIOS.

4.1. Método de exploración. Esta se llevó a cabo mediante la ejecución de seis perforaciones en campo, con el fin de determinar profundidad de cimentación y recolección de muestras para ensayos de laboratorio, mediante un ensayo de penetración estándar, comúnmente conocido como SPT (Standard Penetration Test), que consiste en medir el número de golpes necesario para que se introduzca una determinada profundidad una cuchara (cilíndrica y hueca), que permite tomar una muestra en su interior. El peso de la masa y la altura de la caída libre, están normalizados. Cuando en la perforación del sondeo se alcanza la profundidad donde se efectuará la prueba, sin avanzar la entubación y viendo limpio el fondo del sondeo, se desciende el tomamuestras unido al varillaje hasta apoyar en el fondo con suavidad.





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Luego se eleva repetidamente la masa con una frecuencia constante, dejándola caer libremente sobre una sufridera colocada en la zona superior del varillaje. Se contabiliza y se anota el número de golpes necesarios para hincar la los primeros 15 centímetros (N0 − 15). Seguidamente se realiza la prueba introduciendo otros 30 centímetros, anotando el número de golpes requerido para la hinca en cada intervalo de 15 centímetros de penetración (N15 − 30 y N30 − 45). El resultado del ensayo es el SPT o Resistencia a la Penetración Estándar:

Si el número de golpes requerido para profundizar en cualquiera de estos intervalos de 15 centímetros, supera los 50, el resultado del ensayo deja de ser la suma anteriormente indicada, para convertirse en rechazo (R), debiéndose anotar también la longitud hincada en el tramo en el que se han alcanzado los 50 golpes. Hasta aquí, el ensayo SPT se considera finalizado cuando se alcanza este valor. A partir del número de golpes y del tipo de suelo pueden estimarse las propiedades geo-mecánicas de comportamiento del suelo. Éste se realiza de acuerdo a la Norma ASTM D-1586. Durante la ejecución del sondeo exploratorio se recuperaron muestras remoldeadas (tomadas con muestreador estándar). Del sondeo se levantó un perfil estratigráfico con la localización de las muestras tomadas y la descripción de los materiales detectados al avanzar la exploración. En las perforaciones se recuperaron 85 muestras remoldeadas. Los testigos de las muestras tomadas permanecerán en CCC durante un mes a partir de la fecha de entrega del presente informe. Si durante este tiempo no se recibe instrucción alguna por parte de PROCOPAL S.A. con respecto al uso de las muestras, CCC no se compromete a su conservación y dispondrá de ellas de la manera que se considere la adecuada.





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4.2. Resultados de las perforaciones. 4.2.1. Sitio 1.





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4.2.2. Sitio 2.





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4.2.3. Sitio 3.





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4.2.4. Sitio 4.





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4.2.5. Sitio 5.





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4.2.6. Sitio 6.





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4.3. Resultados de laboratorio. El suelo del sector se clasifico en su gran mayoría como un Limos Arenosos, los cuales están asociados a la formación de la Anfibolita de Medellín, roca metamórfica, con un grado medio de meteorización. Los suelos originados a partir de esta roca conservan algunas de sus características primarias, debido a su alto grado de metamorfismo, sufren de meteorización intrincada, proporcionado suelos con grandes matrices arenosas de alta permeabilidad, contribuyendo a afloramientos de nivel freático o en la mayoría de los casos niveles freáticos que siguen el perfil del terreno. De esta manera mediante exploración y ensayos de laboratorio el suelo presente en la zona posee las siguientes características y propiedades, proporcionando de esta manera parámetros de diseño y modelos ajustados a valores reales, los cuales están soportados por ensayos de laboratorio y condiciones especificas de la zona, considerando esta ultima como, ensayos diseñados bajo la premisa de esfuerzos a profundidad de muestreo y bases geológicas que generan mayor relación entre resultados de laboratorio y suelos residuales presentes en la zona, por lo que se resumen las propiedades más relevantes de los posibles estratos de cimentación:

4.3.1. Sitio 1. Tabla 1. Propiedades geotécnicas del sitio 1.

RESULTADOS LABORATORIO

PERFORACION 1

Profundidad (m) Humedad (%) LL LP IP Clasificación U.S.C Υh φº C ( Kpa )

1,0 61,00 53 41 12 MH --- --- ---

2,0 72,30 71 44 27 MH --- --- ---

6,0 62,34 58 42 16 MH --- --- ---

7,0 62,10 52 34 18 ML --- --- ---

10,0 53,38 51 39 12 MH 16,3 31 10

4.3.2. Sitio 2.

Tabla 2. Propiedades geotécnicas del sitio 2.


PERFORACION 2


2,0 62,35 57 34 23 MH --- --- ---

5,0 55,96 52 35 17 MH --- --- ---

7,0 40,83 35 4 31 CL --- --- ---

10,0 25,61 21 13 8 ML --- --- ---

14,0 28,73 26 13 13 ML 16,4 33 12





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4.3.3. Sitio 3. Tabla 3. Propiedades geotécnicas del sitio 3.


PERFORACION 3


1,0 29,19 25 12 13 ML --- --- ---

3,0 55,96 52 35 17 MH --- --- ---

4,0 64,76 55 8 47 CH --- --- ---

7,0 55,96 52 35 17 MH --- --- ---

13,0 55,96 55 40 15 MH 16,4 31 11

4.3.4. Sitio 4.



PERFORACION 4


5,0 10,77 10 8 2 ML --- --- ---

9,0 15,81 --- --- --- --- 16,3 39 ---

4.3.5. Sitio 5.



PERFORACION 5


6,0 55,96 52 35 17 MH --- --- ---

16,0 15,21 --- --- --- --- 16,3 36 16

5. DESCRIPCIÓN DE LOS SITIOS PROBLEMA Y SOLUCIONES

PLANTEADAS.

Sitio 1. El primer sitio es caracterizado por un hundimiento en la vía, que corresponde a deformaciones presentadas en un muro de contención viejo. Análogo a la deformación de la vía, el muro presenta una leve inclinación, dando indicio de falencias presentadas por este y no del material de lleno. Una de las posibles causas de este fenómeno es el descole insuficiente de la alcantarilla ubicada en la abscisa K7+565.60, la cual recoge aguas de escorrentía y de los filtros. El descole de esta alcantarilla tiene una dimensión menor a 1 metro. Adicionalmente se tiene que la zona es de alta pendiente favoreciendo de manera directa a la generación





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de procesos erosivos en la parte baja del muro y a la socavación de la fundación del mismo, provocando de esta manera la deformación e inclinación de este.

Fotografía Nº 7. Fallas presentadas en K7+561.

Fotografía Nº 8. Ubicación la alcantarilla K7+565.60.

Fotografía Nº 9. Descole de la alcantarilla y erosión provocada por este.

MURO DEFORMADO E

INCLINACIÓN DEL MISMO

HUNDIMIENTO EN

LA VÍA

ALCANTARILLA

COLECTORA

DESCOLE MAL

ENTREGADO

EROSION EN EL

DESCOLE





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Como primera medida se recomienda realizar el desmonte o limpieza de la zona de descole para verificar de manera contundente la erosión producida por el agua, así mismo la prolongación del descole, con una longitud mayor a 30 m, para evitar erosión en la cercanía del muro. La longitud de estará definida por la longitud de descarga a la corriente de agua superficial más cercana, debe tenerse en cuenta que para no afectar el régimen de flujo de la misma esta descarga se hará en cuneta escalonada, con disipadores de energía al final de la conducción, para así garantizar que no ocurran socavaciones en la parte inferior del talud generando así una inestabilidad en la pata del mismo, lo cual favorezca a un fenómeno remontante y comprometiendo de manera directa la estabilidad de la vía. Dado la falla presentada en el muro, es de inmediata atención, la demolición de este y reemplazo con un muro en concreto, con una altura de 3.50 m y una longitud de 29 m, cimentado en un sistema de pilas profundas de 6.50 m de profundidad y 1 m de diámetro.

Figura 2. Esquema de solución sitio 1.





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Figura 3. Diagrama de la pila sitio 1.

Figura 4. Distribución y espaciamiento de las pilas sitio 1.





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Sitio 2. En la zona se puede apreciar un asentamiento en la vía, el cual puede deberse a la existencia de un deslizamiento rotacional antiguo. Este se encuentra en su totalidad revegetalizado y estabilizado, ya que las construcciones vecinas y alcantarilla ubicada en la parte media de este no se encuentran agrietadas ni deformadas. En la cercanía del deslizamiento en la parte baja, corre el rio Chico, el cual no muestra evidencia de socavaciones en la pata del deslizamiento, por lo que se descarta la hipótesis de que la inestabilidad y asentamiento presente en la vía sea causa de fenómenos erosivos provocados por el rio, sin embargo existe una alcantarilla cuya descarga es directa al costado inferior izquierdo del deslizamiento, por lo que es posible que esta sea una de las causas de la inestabilidad.

Fotografía Nº 10. Fallo de la vía y detalle K8+355.

Por efecto de las deformaciones presentadas, la estructura presenta huecos y piel de cocodrilo, las deformaciones excesivas ocasionan que el tránsito por la zona sea riesgoso. El manejo de aguas en la zona es deficiente, manifestándose esto, ya que el decole de las alcantarillas colectoras ubicadas en el inicio y fin del deslizamiento descargan de manera directa al talud de la margen inferior derecha de la vía, ocasionando filtraciones y erosión al mismo, favoreciendo la inestabilidad de este, por otra parte estas descargas han generado nuevos regímenes de flujo para las aguas de escorrentía, favoreciendo esto a inestabilidades futuras y reactivación de movimientos en el deslizamiento. La parte superior del deslizamiento presenta cicatrices múltiples, manifestándose estas en escarpes pequeños escalonados, los suelos están cubiertos por pastos y muy húmedos.

MURO EN CONCRETO

A CONSTRUIR





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Fotografía Nº 11. Corona del deslizamiento.

El talud inferior es una zona de alta pendiente. En él se observa la continuidad del drenaje descrito en el talud superior, la superficie del terreno presenta una fisiografía irregular y muy húmeda.

Fotografía Nº 12. Talud inferior del deslizamiento.

Fotografía Nº 9. Descole de alcantarilla totalmente colmatado.

CORONA DEL

DESLIZAMIENTO

CICATRIZ DEL

DESLIZAMIENTO

DESCOLE COLMATADO





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Fotografía Nº 10. Nuevo régimen de flujo y erosión provocada por el descole.

Para la intervención de esta zona se recomienda en primera instancia la conducción de manera adecuada de los descoles de las 2 alcantarillas ubicadas en la zona. Como la zona de descarga está muy cercana a la rivera del rio Chico, se recomienda el direccionamiento del agua mediante cunetas escalonadas cuya longitud será la distancia hasta el rio. Cabe notar que para no afectar el régimen de flujo de este, evitar erosión y socavaciones en la base de estos, se recomiendan disipadores de energía al final de la conducción. Estos diseños deberán estar regidos por un estudio hidráulico, para asegurar su optimalidad y correcto funcionamiento. A demás se recomienda el mantenimiento de las mismas debido a la alta sedimentación de estas. Para controlar de manera eficiente los movimientos del terreno generados por el mal manejo de aguas y el tránsito de vehículos pesados, se establece la construcción de un muro de contención en concreto fundado en pilas profundas, el cual servirá para cortar la superficie de falla, controlar la zona inestable y proporcionar seguridad y estabilidad a la estructura del pavimento. Cabe recordar que la vía se encuentra en una zona de amenaza sísmica intermedia, con una aceleración pico efectiva de 0.15. Esto requiere una estructura en concreto con capacidad moderada de disipación de energía (DMO). Se propone un muro de contención de 4.0 m y una longitud de 42 m, con un sistema de cimentación en pilas profundas de 1.0 m de diámetro con una separación de 3.0 m entre ejes y profundidad de 14 m, una viga de conexión que trabaje a torsión, con una altura de 4.0 m y espesor de 0,4 m en la parte inferior.

NUEVOS REGIMENES

DE FLJO





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Sitio 3.

El segundo problema está afectado por lo que aparenta ser un escarpe o corona de un deslizamiento remontante en forma de herradura. El daño en el pavimento se viene presentando por un negativo o fallo en forma de media luna de más o menos 12 m de longitud. Las aguas de escorrentía de la vía, y las aguas infiltradas del talud superior, se direccionan hacia la corona del deslizamiento infiltrándose en el terreno, lo cual viene acelerando los procesos erosivos en el talud inferior. El talud presenta pendientes transversales altas (100%). La zona presenta una cicatriz de deslizamiento, manifestado en múltiples escarpes pequeños escalonados, sobre la cara del mismo, se presenta un gran escarpe y grietas de distensión mayores a 15 cm, múltiples escarpes con presencia de abundante agua y surcos evolucionando hacia la formación de una cárcava. En las zonas contiguas al deslizamiento, se presenta una fisiografía irregular con reptación y grietas de distensión, las cuales evidencian la alta actividad del movimiento remontante; esto pone en peligro la banca de la vía.

Fotografía Nº 11. Fallas presentadas en K8+660.

Dado que el muro en gaviones que está en la zona, se encuentra deformado y es un peso adicional en la corona del talud, este debe ser demolido y retirado del sitio, en reemplazo de este se pretende realizar la construcción de un muro en concreto el cual sirva como estructura de contención, ubicado en la parte alta del deslizamiento. El muro será de corona reforzado, el cual servirá para controlar el lleno de la banca y proporcionar seguridad y estabilidad a la estructura del pavimento. Se recomienda que este se ubique contiguo a la banca derecha de la vía. Dado que este se encuentra en una zona de amenaza sísmica intermedia, con una aceleración pico efectiva de 0.15. Esto requiere una estructura en concreto con capacidad moderada de disipación de energía (DMO). Este muro debe estar dotado de un sistema de cimentación profunda resistir al volteo y se recomienda una llave de concreto para resistir al deslizamiento. La altura del muro debe ser de

CORONA DEL

DESLIZAMIENTO

PEQUEÑOS ESCARPES

DEL MOVIMIENTO





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4.0 m, con una longitud de 50 m, sobresaliendo por lo menos 0.50 m sobre la rasante de la vía, cimentado en pilas con una profundidad de 16 m, con un diámetro de pila de 1 m.





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Figura 10. Distribución y espaciamiento de las pilas sitio 3. Sitio 4.

En esta zona se encuentra ubicado un muro de contención seguido por unos gaviones no revestidos, los gaviones se encuentran altamente deteriorados y deformados, generando de esta manera una zona inestable por parte de la estructura del gavión.

Fotografía Nº 12. Deformaciones excesivas banca derecha de la vía.

La falla por capacidad de soporte a esfuerzos laterales por parte de los gaviones, ha ocasionado un asentamiento diferencial en la banca de la vía. Por otra parte la banca se encuentra asentada, de manera que se evidencia una leve inclinación del muro de contención en concreto hacia adelante, esta falla se debe como se mencionó anteriormente a que los gaviones no están trabajando de manera ideal, por lo que se establecen estos como causantes de la falla.

Fotografía Nº 13. Falla en muro y gaviones.

Para controlar de manera eficiente el peso de la vía y la sobrecarga de los camiones, se recomienda la construcción de un muro de contención, con las

MURO Y ESTRUCTURA DEL

PAVIMENTO DEFORMADOS

DILATACIONES Y

EMBOMBAMIENTO





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mismas especificaciones del muro existente, adyacente al muro de gaviones a reemplazar. El muro será de corona reforzado, el cual servirá para controlar el lleno de la banca y proporcionar seguridad y estabilidad a la estructura del pavimento. Se recomienda que este se ubique contiguo a la banca derecha de la vía. Dado que este se encuentra en una zona de amenaza sísmica intermedia, con una aceleración pico efectiva de 0.15. Esto requiere una estructura en concreto con capacidad moderada de disipación de energía (DMO). Este muro debe estar dotado de un sistema de pilas profundas para resistir al volteo y se recomienda una llave de concreto para resistir al deslizamiento. La altura del muro debe ser de 3.0 m sobresaliendo por lo menos 0.50 m sobre la rasante de la vía, las pilas deben tener una profundidad de 7.0 m y 1 m de diámetro.





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Existe en la margen derecha un muro de contención, en concreto ciclópeo, el cual data de la misma edad de la vía (según relatos entre 18 y 24 años). Este muro tiene aproximadamente 18 metros de largo. El muro se encuentra por debajo del nivel de rasante, ocasionado asentamientos en la estructura de pavimento, los cuales se observan según el desnivel de aproximadamente 80 cm en un tramo de 30 m en la vía, dados por una falla presente en el muro, localizada en la mitad de este, donde se observa una grieta de más de 2 cm que va desde la corona del muro hasta la base del mismo.

Fotografía Nº 14. Muro ubicado por debajo del nivel de la rasante.

Fotografía Nº 15. Falla presentada en el muro.

La vía en la margen derecha no posee cuneta de recolección de aguas lluvias, ocasionando que toda el agua que cae sobre la vía drene de manera directa y sin ninguna restricción a la ladera adyacente. Como el muro se encuentra en un nivel más bajo que la rasante de la vía, sus bordes externos generan una superficie

MURO FALLADO Y

DEFORMADO

MURO POR DEBAJO DEL

NIVEL DE LA RASANTE

GRIETAS PRESENTES

EN EL MURO





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discontinua entre el terreno y el muro ocasionado erosión pronunciada del material entre el muro y la rasante. La gran cantidad de agua, bajando por los extremos del muro y los terraceos hechos por los residentes de la zona, asociados de manera directa al sobrepastoreo, han generado grietas en el talud, lo que aumenta la infiltración, ocasionando un considerable aumento en la presión de poros del terreno. Este aumento en la presión de poros ha generado movimientos reptantes, movimientos que de no ser controlados pueden ocasionar deslizamientos.

Fotografía Nº 16. Erosión en los bordes externos del muro.

Como primera medida se debe establecer el manejo de aguas en la parte superior de la vía, con el fin de evitar infiltraciones en el talud de la parte inferior, aunque en este caso no se presentan infiltraciones importantes la ubicación del muro por debajo del nivel de la rasante ocasiona erosión en las esquinas del muro, provocando desconfinamientos en la banca, lo cual podría ser una de las causas de los asentamientos producidos. Para controlar de manera eficiente el tránsito de vehículos pesados, se recomienda construir un nuevo muro, ya que actual está completamente deteriorado y no cumple con ninguna de las normativas vigentes. Se recomienda construir un muro de corona reforzado, el cual servirá para controlar el lleno de la banca y proporcionar seguridad y estabilidad a la estructura del pavimento. Se recomienda que este se ubique por la parte interna del muro existente, de manera que se sustituya por completo el material de la banca y se elimine y no haya necesidad de demoler el existente. La vía se encuentra en una zona de amenaza sísmica intermedia, con una aceleración pico efectiva de 0.15. Esto requiere una estructura en concreto con capacidad moderada de disipación de energía (DMO). Este muro debe estar dotado de un sistema de pilas profundas para resistir al volteo y se recomienda una llave de concreto para resistir al deslizamiento. La altura del muro debe ser de 2.50 m, una longitud de 30 m, sobresaliendo por lo menos 0.50m sobre la rasante de la vía. Adicionalmente se debe construir una cuneta de recolección de aguas lluvias, para evitar que el agua que cae sobre la vía continúe drenando hacia el muro y se generen

EROSIÓN PRESENTE

EN EL MURO





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sobrepresiones innecesarias. En la parte interna del muro se debe instalar un filtro que permita disminuir las presiones que se actuantes contra el muro. Este muro debe estar dotado de un sistema de pilas profundas para resistir al volteo y se recomienda una llave de concreto para resistir al deslizamiento, las pilas deben tener una profundidad de 12.0 m y 1 m de diámetro.





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Movimiento en el talud, margen derecha de la vía, debido a infiltraciones causadas por una marranera ubicada en la parte alta del talud. Se caracteriza por un deslizamiento, evidenciado por el movimiento de tiras causados y las grietas de tracción ubicadas en la parte alta del mismo. El movimiento actualmente se encuentra activo, ya que en la pata del talud, existe una alcantarilla que se encuentra agrietada, ocasionando que esta no trabaje al 100% de su capacidad.

Fotografía Nº 17. Movimiento en masa zona 6.

Este deslizamiento en esta parte es causado por una marranera, ubicada en la parte alta del talud; esta descarga de manera directa las aguas servidas provenientes del lavado de los chiqueros y de las aguas lluvias, a parte que existe una tubería antigua la cual descarga a la grieta ocasionada por el deslizamiento, generando un aumento en la presión hidrostática en el talud, lo que facilita la falla del mismo.

Fotografía Nº 18. Falla en la alcantarilla.

ESCARPE DEL

DESLIZAMIENTO

GRIETAS DE LA

ALCANTARILLA





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Fotografía Nº 19. Grietas de tracción y movimientos parte alta.

Para controlar de manera eficiente los movimientos del terreno generados por el mal manejo de aguas y el peso del talud, establece como primera medida la construcción de un muro de contención en concreto fundado en pilas profundas, debido a que no se tiene mucho espacio para la obra (hacia adentro está el talud de 6m aproximadamente y encima de él se encuentra una propiedad construida y hacia afuera se encuentra la vía que no puede ser disminuida en su calzada), este muro controlaría la zona inestable y proporcionaría seguridad y estabilidad al talud. Cabe recordar que la vía se encuentra en una zona de amenaza sísmica intermedia, con una aceleración pico efectiva de 0.15. Esto requiere una estructura en concreto con capacidad moderada de disipación de energía (DMO). Se proponen pilas de 1.0 m de diámetro con una separación de 3.0 m entre ejes, una viga de conexión que trabaje a torsión y un muro con una altura sea de 2.0 m, longitud de 50 m y espesor mínimo de 0,40 m en la parte inferior. Este muro debe estar dotado de un sistema de pilas profundas para resistir al volteo y se recomienda una llave de concreto para resistir al deslizamiento, las pilas deben tener una profundidad de 10.0 m y 1 m de diámetro.

GRIETAS DE TRACCIÓN Y

SENTIDO DEL MOVIMIENTO





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Tabla resumen sitios críticos.

6. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES.

Dado que mediante la exploración geotécnica, se determino que algunos sitios están afectados por movimientos en masa, se recomienda que la solución de dichos sitios las cuales serán un sistema de muros en concreto reforzado, cimentados en un sistema de pilas profundas, cuya profundidad de cimentación está dada en cada una de las soluciones planteadas, esta profundidad podrá oscilar dado que pueda ser mayor o menor, dependiendo esta de que al momento de construcción se verifique, que se llego al estrato portante bajo el cual se efectuaron dichos diseños, es decir, para poder garantizar la estabilidad de los muros se deberá bajar hasta encontrar el suelo residual de anfibolita, garantizando





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que las pilas queden por lo menos 2 metros dentro de dicho estrato, para así poder establecer una buena capacidad portante y estabilidad del muro.

Las múltiples superficies de falla, generadas por los antiguos deslizamientos,

estarán sujetas a que las pilas añadan una resistencia adicional a estas, por lo que se recomienda cimentar en profundidad, siguiendo el registro de perforaciones y verificaciones en campo, sin embargo no se deben despreciar de manera efectiva posibles superficies más profundas, por lo que estas deberán ser estabilizadas mediante las pilas, ya que están soportaran y amarraran dichas superficies de falla a lo largo de todo el trayecto del muro, generando una especie de control por medio de punzonamiento en el terreno de posibles inestabilidades por superficies alternas, obteniendo así una resistencia adicional en el diseño. Aunque inicialmente este aporte no se tuvo en cuenta, dado que se busca un diseño estable, sin variabilidades adicionales y puntos ciegos, este parámetro se convierte en un elemento adicional, por lo que se tiene un diseño sin restricciones.

Para el sitio 3, se recomienda la construcción de un filtro en espina de pescado, este estará ubicado en la parte central del deslizamiento y tendrá una longitud de 300 m, cuya sección transversal tendrá las siguientes dimensiones:

Esto con el fin de realizar el debido manejo de aguas de la zona, se hace énfasis

en que es imperativo la construcción del filtro para garantizar estabilidad de la

zona.

0.6 m

1.2

m





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José Joaquín Lara Ingeniero Civil

Especialista en Vías

Estudio San Pedro - Entrerrios

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