geotecnia kmentrada a san luis 13-01-2014 ver 02
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CONTRATO No. 2013-OO-20-0023
MEJORAMIENTO, REHABILITACIN, MANTENIMIENTO Y CONSTRUCCIN DE OBRAS COMPLEMENTARIAS EN LA RED VIAL DE LA SUBREGIN
ORIENTE DEL DEPARTAMENTO DE ANTIOQUIA
ESTUDIO Y DISEO GEOTECNICO SOLUCION AL PUNTO CRTICO DEL ACCESO A SAN LUIS - ANTIOQUIA
ORI-DIS-GEO-SAN LUIS-V1
ENERO DE 2014
NDICE DE MODIFICACIONES
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ndice de Revisin Fecha de Modificacin Observaciones
01 Mayo de 2014 De acuerdo a oficio Interventora.
REVISIN Y APROBACIN
Contrato No.: 2013-OO-20-0023
Ttulo del documento:
ESTUDIO Y DISEO GEOTECNICO SOLUCION AL PUNTO CRTICO DEL ACCESO A SAN LUIS - ANTIOQUIA
Fecha: Octubre de 2013
Documento No.: ORI-DIS-GEO-SAN LUIS-V1
Control Interno
Especialista
Vo. Bo. Director de Consultora
Vo. Bo.Ingeniera de Calidad
LINA MARIA GUTIERREZ M.
Vo. Bo. Director de obra CARLOS MAURICIO ARANGO D.
Interventora
Director de Interventora
Especialista Interventora
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Contenido
1 INTRODUCCION 8
2 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 9
3 OBJETIVOS 11
3.1 OBJETIVO GENERAL 11
3.2 OBJETIVO ESPECIFICO 11
4 AMENAZAS, RIESGOS Y PLAN DE CONTIGENCIAS 12
4.1 PARAMETROS DE RIESGO Y VULNERABILIDAD 13
4.2 PLAN DE CONTIGENCIA 21
5 METODOLOGA O PLAN DE TRABAJO 22
5.1 FUENTES DE INFORMACIN 23
5.2 ENSAYOS 23
5.3 PROCESAMIENTO DE LA INFORMACIN 24
6 DESCRIPCION GENERAL DEL PROYECTO 25
6.1 Localizacin en Suramrica 25
6.2 Localizacin en Colombia 26
6.3 Localizacin en el Departamento 29
6.4 Localizacin Proyecto 30
7 GEOLOGA LOCAL 33
7.1 GEOMORFOLOGA: 34
7.2 SUELOS 36
7.3 PRECIPITACION 37
8 TRABAJOS DE CAMPO 38
8.1 EXPLORACIN GEOTCNICA 38
9 ANALISIS DE LA SITUACION EXISTENTE 47
10 MARCO TEORICO CORRELACIONES PROPIEDADES GEOTECNICA 49
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10.1 METDO DE EXPLORACIN 49
10.2 INTERPRETACION ENSAYOS 50
10.3 FORMULACIONES PROPUESTAS. 62
11 TIPO DE FALLA PROBABLES 91
12 MODELO GEOTECNICO 96
12.1 ANALISIS DEL TERRENO PROGRAMA SLIDE 6.0 96
12.2 RETROCALCULO 102
13 SOLUCION PROPUESTA 110
13.1 VALIDADCION Y COMPROBACION MODELO ELEMENTOS FINITOS 114
13.2 DISEO SISTEMA DE REFUERZO CON GEOTEXTIL 118
14 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 125
ANEXOS 127
RESUMEN ENSAYOS CLASIFICACION SONDEO No. 1 128
RESUMEN ENSAYOS CLASIFICACION SONDEO No. 2 128
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INDICE DE TABLAS
Tabla 1 Parametro por inclinacion del talud ......................................................................................................14 Tabla 2 Parmetro por fractura .........................................................................................................................15 Tabla 3 Parametro por vegetacion .....................................................................................................................16 Tabla 4 Parametro por volumen del movimiento ..............................................................................................17 Tabla 5 Parmetro por afectacin ......................................................................................................................18 Tabla 6 Parametro por pablacion .......................................................................................................................18 Tabla 7 Estimacin Susceptibilidad .................................................................................................................19 Tabla 8 Estiamcion Vulnerabilidad ..................................................................................................................19 Tabla 9 Estimacin del Riesgo ..........................................................................................................................20 Tabla 10 Calificacin de grado de riesgo. .........................................................................................................20 Tabla 11 Registro perforacin sondeo No.1 ......................................................................................................43 Tabla 12 Continuacin registro sondeo No.1 ....................................................................................................44 Tabla 13 Registro perforacin sondeo No. 2 .....................................................................................................45 Tabla 14 Continuacin registro sondeo No. 2 ...................................................................................................46 Tabla 15 Resumen ensayos de laboratorio Sondeo No. 1 ..................................................................................50 Tabla 16 Resumen ensayos de laboratorio Sondeo No. 2 ..................................................................................51 Tabla 17 Correlacin NSPT y compacidad de los suelos ..................................................................................57 Tabla 18 Compacidad de los suelos explorados ................................................................................................57 Tabla 19 Estado de plasticidad de los estratos sondeos .....................................................................................59 Tabla 20 Compresibilidad de los suelos .......................................................................................................60 Tabla 21 Plasticidad de los suelos ................................................................................................................60 Tabla 22 Caracterstica del suelo de acuerdo a su plasticidad - complemento ......................................60 Tabla 23 Caractersticas de los suelos segn clasificacin U.S.C. ..........................................................61 Tabla 24 Los factores de correccin comnmente usados ......................................................................64 Tabla 25 Correccin por Energa (CE) ..........................................................................................................66 Tabla 26 FACTOR DE CORRECION POR LONGITUD DE BARRAS CR ..............................................67 Tabla 27 FACTOR DE CORRECION POR EL DIAMETRO DE LA PERFORACIN CB ....................67 Tabla 28 NSP corregido sondeo No.1 ...............................................................................................................68 Tabla 29 NSPT corregido sondeo No.2 .............................................................................................................69 Tabla 30 Angulo de friccin estratos sondeo No. 1 ...........................................................................................71 Tabla 31 Angulo de friccin sondeo No. 2 ........................................................................................................72 Tabla 32 Densidad relativa Sondeo No. 1 .........................................................................................................77 Tabla 33 Densidad relativa Sondeo No. 2 .........................................................................................................78 Tabla 34 Modulo de elasticidad sondeo No. 1 ..................................................................................................80 Tabla 35 Modulo de Young sondeo No.2 ..........................................................................................................81 Tabla 36 Modulo edometrico sondeos ...............................................................................................................82 Tabla 37 Compresin no confinada sondeos .....................................................................................................83 Tabla 38 Parmetros de Resistencia de acuerdo al NSPT ......................................................................84 Tabla 39 Peso especfico suelos sondeo No.1 ...................................................................................................85 Tabla 40 Peso especfico suelos sondeo No.2 ...................................................................................................86 Tabla 41 Pesos especficos suelos saturados en los sondeos .............................................................................87 Tabla 42 Coeficiente de balasto estratos sondeo ...............................................................................................89 Tabla 43 Resumen parmetros geomecnicos sondeo 1 ....................................................................................90 Tabla 44 Resumen parmetros geomecnicos sondeo No. 2 .............................................................................90
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Tabla 45 Estratos representativos sondeos No. 1 ..............................................................................................91 Tabla 46 Estratos representativos sondeo No. 2 ................................................................................................91 Tabla 47 Relacin pluviografia y movimientos de laderas ................................................................................92 Tabla 48 Coeficientes ssmico zona en estudio ...............................................................................................104 Tabla 49 Factores de seguridad Bsicos mnimos. .........................................................................................105 Tabla 50 Variabilidad ......................................................................................................................................107 Tabla 51 Datos probabilsticos de cargas ssmicas ..........................................................................................107 Tabla 52 Datos probabilsticos de materiales por estratos ...............................................................................108 Tabla 53 Capacidad portante suelo fundacin. ................................................................................................119
INDICE DE GRAFICAS Grafica 1Geometria tipca del talud ....................................................................................................................14 Grafica 2. Colombia en Suramrica ..............................................................................................................25 Grafica 3 Localizacin de Antioquia en Colombia ......................................................................................26 Grafica 4. Localizacin en el Departamento de Antioquia ........................................................................30 Grafica 5 Vista area del sitio del proyecto .......................................................................................................31 Grafica 6 Localizacin de va en estudio ...........................................................................................................32 Grafica 7 Zonificacin geolgica de la zona en estudio ....................................................................................38 Grafica 8 Levantamiento topogrfico y ubicacin sondeos ...............................................................................39 Grafica 9. Exploracin Roto Percusin .........................................................................................................49 Grafica 10 Resumen clasificacin Sondeo 1 .....................................................................................................52 Grafica 11 Resumen clasificacin sondeo No. 2 ...............................................................................................52 Grafica 12 Resumen Granulometria Sondeo 1 ..................................................................................................53 Grafica 13 Resumen Granulometria Sondeo 2 ..................................................................................................53 Grafica 14 Resumen plasticidad Sondeo 1 .......................................................................................................54 Grafica 15 Resumen plasticidad Sondeo 2 .......................................................................................................54 Grafica 16 Colapsibilidad potencia sondeo 1 ....................................................................................................55 Grafica 17 Colapsibilidad potencia sondeo 2 ....................................................................................................56 Grafica 18 FACTOR DE CORRECION POR ENERGA ............................................................................65 Grafica 19 FACTOR DE CORRECION POR EL USO DE CUCHARA NORMAL (CS) ........................66 Grafica 20. Correlacin Nmero de Golpes y Densidad relativa ..............................................................74 Grafica 21 Erosin remontante ..........................................................................................................................93 Grafica 22 Procesos en erosin de laderas ........................................................................................................94 Grafica 23 Perfil de procesos de erosin de ladera ............................................................................................94 Grafica 24. Efecto de carga puntual en talud ....................................................................................................97 Grafica 25. Simulacin de carga vehicular en el talud. ..............................................................................98 Grafica 26 Modelo geotcnico bsico .............................................................................................................100 Grafica 27 Anlisis de estabilidad sin sismo. ..................................................................................................101 Grafica 28 Modelo retrocalculado falla F.S prximo a 1.0 .............................................................................102 Grafica 29. Ubicacin de zona ssmica. ..........................................................................................................103 Grafica 30. Anlisis pseudoestatico del terreno...............................................................................................106 Grafica 31 Anlisis de estabilidad con sensibilidad de los parmetros ...........................................................109 Grafica 32 Anlisis de sensibilidad parmetros crticos. ................................................................................110 Grafica 33 Solucin propuesta muro rgido y refuerzo de talud con geotextil ................................................112 Grafica 34 Modelo geotcnico solucin ..........................................................................................................113 Grafica 35 Verificacin de solucin propuesta ...............................................................................................113
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Grafica 36 Modelo bsico elementos finitos programa phase 2 ......................................................................114 Grafica 37 Factor de seguridad modelo basico ................................................................................................115 Grafica 38 Deformaciones con sismo ..............................................................................................................116 Grafica 39 Modelo de solucion .......................................................................................................................117 Grafica 40 Factpr de seguridad FEM ..............................................................................................................117 Grafica 41 Modelo geotcnico muro reforzado ...............................................................................................120 Grafica 42 Estimacin previa de separacin entre drenes. ..............................................................................123 Grafica 43 Esquema de subdrenaje subhorizontales........................................................................................124
INDICE DEFOTOGRAFIAS
Fotografa 1 Perdida de banca a acceso va San Luis Antioquia ..................................................................... 9 Fotografa 2 Suelos limo-arenosos saturados y erosionados en el sitio de la falla. ..........................................10 Fotografa 3 Vista lateral e inferior (sentido Medelln Bogot) de la falla ....................................................21 Fotografa 4 Exploracin geotcnica con equipo SPT .......................................................................................41 Fotografa 5 Panormica de las vas involucrada y la falla presentada. ............................................................47 Fotografa 6 Afectacin a Autopista Medelln - Bogot ...................................................................................48 Fotografa 7 Erosin de la ladera de la banca de la va volcamiento del muro de contencin ......................96 Fotografa 8Muro bajo en gaviones en sitio aledao a la falla (en talud bajo) ...............................................111
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1 INTRODUCCION
La Gobernacin de Antioquia ha adjudicado el contrato de obra pblica, a la
empresa PAVCOL S.A. cuyo objeto es el MEJORAMIENTO, REHABILITACIN,
MANTENIMIENTO Y CONSTRUCCIN DE OBRAS COMPLEMENTARIAS EN
LA RED VIAL DE LA SUBREGIN ORIENTE DEL DEPARTAMENTO DE
ANTIOQUIA todo esto con el fin de garantizar corredores viales estratgicos, con
mejoramientos significativos en sus especificaciones tcnicas y un adecuado
servicio hacia la poblacin en general, para lo cual se adelantarn las obras
prioritarias que tengan mayor impacto en el mejoramiento del servicio, acorde con
el trfico actual y proyectado que garantice una operacin segura, contribuyendo
as a la generacin de empleo y a la dinmica de comercializacin de los
productos a travs del transporte adecuado de los mismos y en definitiva mejorar
la calidad de vida de la poblacin.
El objeto del contrato tiene como propsito atender de manera eficiente, la
mayora de los sitios crticos de inestabilidad existentes dentro del corredor vial,
los cuales ponen en constante riesgo de cierres. Igualmente se pretende mejorar
la transitabilidad en dichos sitios crticos y la integracin y competitividad de los
corredores mediante la mejora de la infraestructura de transporte y
comunicaciones, optimizando de esta forma la conectividad de los municipios con
la capital del departamento como con el resto del pas para la distribucin de los
diferentes productos agrcolas generados en el campo, por tal motivo se ha
contratado a la empresa Diseos Vas y Pavimentos, con el fin de realizar los
estudios y diseos del punto crtico correspondiente al acceso a la poblacin del
Municipio de San Luis en PK00+0200 y que corresponde al talud superior de un
punto de la Autopista Medelln Bogot, Ruta 60.
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2 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA Fotografa 1 Perdida de banca a acceso va San Luis Antioquia
FUENTE: PROPIA - FECHA DE TOMA DE FOTOGRAFIAS 11 01 - 2014
En la va de acceso a la cabecera Municipal de San Luis (Antioquia) se evidencia
un deslizamiento de mediana magnitud, que afecta la va hacia San Luis y,
adems a la Autopista Medelln Bogot, de ah la importancia de la correcta
identificacin de las situaciones que generan este tipo de fenmeno y su
adecuada solucin. Este deslizamiento no es nico en el sector y, se deben
atender los incipientes movimientos aledaos, que en poca de alta pluviografa
se podran activar, generando problemas de igual o mayor magnitud.
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En el sitio exista un muro de contencin el cual se volc y est prximo a una
antigua alcantarilla transversal de dimetro 60 cm, y cunetas que recogen las
aguas de escorrenta de esa zona montaosa.
Histricamente, en el corredor, se han presentado movimientos de
desprendimientos de masas de magnitud significativa, que han ocasionado
diversos problemas de transitabilidad.
Las situaciones hidrogeolgicas de la zona son de alta relevancia, dado que los
niveles de pluviografa y las caractersticas de los suelos y el uso del mismo, son
factores que afectan el comportamiento mecnico de estas laderas.
Fotografa 2 Suelos limo-arenosos saturados y erosionados en el sitio de la falla.
FUENTE: PROPIA
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3 OBJETIVOS
3.1 OBJETIVO GENERAL
Realizar el estudio geotcnico y geolgico de los punto crtico por inestabilidad
de la ladera ubicado sobre en el acceso a la Va a San Luis (Antioquia) y que
colinda de la Autopista Medelln Bogot.
Proponer medidas de mitigacin y obras de contencin sobre el punto
sealado.
3.2 OBJETIVO ESPECIFICO
Identificar las amenazas y los riesgos que presenta el punto crtico estipulado
dentro del proyecto partiendo para ello de la visin regional del problema.
Interpretar los diferentes ensayos de caracterizacin geomecnica realizados
en el sector y presentar modelos tcnicamente soportados.
Elaborar planes de contingencia para la prevencin y la atencin de cada uno
de los riesgos identificados en este tramo, bajo los principios de la mecnica
de suelos, estabilidad de taludes, la geologa e hidrogeologa, socavacin y
modelacin con software especializados.
Disear obra de contencin considerando los parmetros que afectan la
estabilidad y previendo los mismos con un periodo de retorno razonable.
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Proporcionar conclusiones y recomendaciones.
4 AMENAZAS, RIESGOS Y PLAN DE CONTIGENCIAS
La situacin actual presenta, de hecho una amenaza considerable para el
patrimonio vial de la nacin y el patrimonio econmico de los particulares.
La amenaza, como un hecho que puede producir un dao provocado por un
evento natural o antrpico, estara representado por eventos naturales como los
excesos de lluvias y/o eventos ssmicos que podran generar variacin en las
condiciones de estabilidad de los taludes, en el estado actual que es, en s, un
estado de latente estabilidad dado la pendiente y las caractersticas propias de los
suelos constituyentes. Los agentes antrpicos seran las vibraciones producidas
por la movilidad vehicular, la malas prcticas de uso del suelos y la inadecuada
solucin a situaciones de manejo de aguas superficiales y subterrneas. De
hecho, este ltimo tpico es, tal vez, el de mayor influencia dado las velocidades
que adquieren las aguas superficiales por las altas pendientes longitudinales y
transversales y las muy escasas reas o secciones para evacuar esas aguas en
forma adecuada. Estas amenazas podran desencadenar la inestabilidad de la
ladera y la consiguiente prdida de la banca.
El riesgo, normalmente, est definido como como el producto entre una amenaza
y una vulnerabilidad.
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En este tipo de anlisis no se hace caso a las llamadas vulnerabilidades de tipo
social. Siendo la vulnerabilidad la fragilidad del sistema. Una sociedad es
vulnerable cuando est o queda expuesta a los efectos de un fenmeno de origen
natural, socio - natural o humano, sin tener la capacidad de recuperarse por s
misma de los efectos de ste. La vulnerabilidad, aqu, puede clasificarse en:
Vulnerabilidad econmica. Tanto la ausencia de recursos econmicos de
los miembros de la comunidad as como tambin la mala utilizacin de los
recursos disponibles por parte de las entidades responsables.
Vulnerabilidad fsica. Asociada a la ubicacin fsica de los asentamientos y
la calidad de materiales y de los tipos de suelos.
4.1 PARAMETROS DE RIESGO Y VULNERABILIDAD1
SUCEPTIBILIDAD AL DESLIZAMIENTO
PENDIENTE
La pendiente del talud la obtenemos a partir del ngulo de talud. Con el ngulo de
talud obtenido y teniendo en cuenta el tipo de cohesin de cada tipo de suelo
hemos dado parmetros segn el razonamiento que aparece en la siguiente tabla.
Los parmetros van del 1 al 4 siendo los que tienen menor importancia por lo que
respecta al riesgo geolgico aquellos que tengan una numeracin menor. Se le ha
dado parmetros ms elevados a los mayores valores de pendiente y a los suelos
menos cohesivos. Sabemos que un suelo cohesivo tiene menores probabilidades
a ser deslizado que los suelos no cohesivos. Igualmente el mayor riesgo a ser
1 Universidad Politcnica de Catalua.
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deslizado un suelo existe en los taludes de mayor pendiente (mayor ngulo de
talud).
Grafica 1Geometria tipca del talud
FUENTE: Universidad Politcnica de Catalua.
Tabla 1 Parametro por inclinacion del talud
FUENTE: Universidad Politcnica de Catalua.
En este caso el valor del parmetro es 3.
LITOLOGIA
Conociendo las propiedades geomecnicas de los materiales litolgicos que
conforman cada talud a analizar se han dado parmetros a cada uno de los
taludes partiendo de que hay litologas ms propensas a los deslizamientos que
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otras. Los parmetros ms elevados son aquellos que tienen mayor probabilidad a
deslizar. En este tpico se dan valores de 1 a 4 donde los suelos recientes (del
cuaternario) o prximos) tendran el mayor riesgo de deslizamiento y donde los
depsitos sedimentarios de zonas costeras presentan el menor riesgo; en este
caso se asumen un valor tpico de 3, dadas las condiciones superficiales de los
suelos, y su estado de exposicin.
FRACTURACION
La fracturacin en los suelos es un indicador que define muy bien la probabilidad
de que un suelo pueda deslizar. Un suelo muy fracturado es ms propenso a
caerse que un suelo no fracturado, por lo cual se han dado parmetros a todos los
taludes segn el nmero y el tipo de fracturas que contenan. Tambin se ha
tenido en cuenta el espaciado, largo y profundidad de las fracturas para poder
clasificarlas segn estn pocos o muy fracturadas.
Atendiendo a todo eso los parmetros fijados han sido los que refleja la tabla
siguiente.
Tabla 2 Parmetro por fractura
FUENTE: Universidad Politcnica de Catalua.
En este caso el valor del parmetro es 1, por lo poco fracturado.
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VEGETACION
La vegetacin es un elemento fundamental en los aspectos de conservacin de
suelos, ya que al sustentarse sobre l ejerce con las races una accin de sujecin
importante. Por otra parte, la masa forestal acta como amortiguador del agua de
las lluvias, disminuyendo su capacidad erosiva antes de llegar al suelo y
disminuyendo la escorrenta superficial.
Tabla 3 Parametro por vegetacion
FUENTE: Universidad Politcnica de Catalua.
En este caso el valor de los parmetros son 4 (semidesnudo en el cuerpo) y 3
(poblado en la cabeza del talud).
VOLUMEN DEL TALUD
Un factor muy importante para valorar la magnitud de un desastre e incluso el
grado de riesgo que conlleva un talud susceptible a ser deslizado es su volumen.
Aquellos deslizamientos que comporten la cada de mayor masa sern los que
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tengan el riesgo ms elevado, por eso en la tabla se dan valores ms elevados a
aquellos taludes que tengan mayor masa o volumen. El hecho que un talud sea
voluminoso comporta alcances a mayores distancias as que las afectaciones de
ese desprendimiento sern mayores.
Tabla 4 Parmetro por volumen del movimiento
FUENTE: Universidad Politcnica de Catalua.
En este caso el volumen previsto del deslizamiento fue superior a los 3000 m3, por
lo que el parmetro de vulnerabilidad por este tpico tiene un valor de 4.
VULNERABILIDAD
AFECTACIONES
Un hecho a tener en cuenta para analizar el grado de riesgo que conlleva un
deslizamiento de un talud en una comunidad es el tipo de afectacin que pueda acarrear.
Los tipos de afectaciones y que se les ha dado parmetros en la siguiente tabla, se
refieren a las comunicaciones y a las infraestructuras de servicios que puedan ser
daadas en caso de desprendimiento. Segn la menor o mayor importancia de la
afectacin se le ha dado un valor distinto de parmetro.
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Tabla 5 Parmetro por afectacin
FUENTE: Universidad Politcnica de Catalua.
En este caso se afecta la va principal (carretera) Medelln _ Bogot y la
secundaria de acceso al poblado de San Luis. El valor del parmetro es 4.
PROXIMIDAD RIESGOS POBLACION
Los parmetros que aparecen en la tabla siguiente han sido dados segn la
distancia a que se encuentran los taludes de cualquier vivienda o ncleo habitado.
La proximidad del riesgo a la poblacin es un factor que hace incrementar la
vulnerabilidad de los que habitan cerca. As los mayores parmetros reflejan
mayor vulnerabilidad o mayor riesgo.
Tabla 6 Parametro por pablacion
FUENTE: Universidad Politcnica de Catalua.
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En este caso, existen en la proximidad del fallo, elementos patrimoniales a menor
de 250m de la inestabilidad, por lo que el valor del parmetro es de 4.
Se determina, la susceptibilidad y vulnerabilidad del sistema.
Tabla 7 Estimacin Susceptibilidad
FUENTE: PROPIA
Tabla 8 Estiamcion Vulnerabilidad
UBICACIN COMUNIDAD
ID. T
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SGO
- P
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TOTA
L P
AR
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Va acceso a San Luis (Antioquia) Medelln- San
Luis 1 4 4 8 FUENTE: PROPIA
UBICACIN COMUNIDAD
ID. T
ALU
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LUM
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FRA
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Via acceso a San Luis (Antioquia) Medellin- San Luis 1 3 4 1 3 11
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Tabla 9 Estimacin del Riesgo
FUENTE: PROPIA
El valor mximo del riesgo es de 128, en este caso se obtiene un porcentaje de
riesgo del 69%, RIESGO ALTO, segn la tabla de calificacin.
Tabla 10 Calificacin de grado de riesgo.
FUENTE: Universidad Politcnica de Catalua.
UBICACIN COMUNIDAD
ID. T
ALU
D
SUSC
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D
VU
LNER
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SGO
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DO
Via acceso a San Luis (Antioquia) Medellin- San Luis 1 11 8 88
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Fotografa 3 Vista lateral e inferior (sentido Medelln Bogot) de la falla
FUENTE: PROPIA
4.2 PLAN DE CONTIGENCIA
Los planes de contingencias, se deben desarrollar ampliamente por los
encargados del mbito de la Seguridad Social y/o salud ocupacional; aqu el nivel
es II y III, dada la perdida de banca y la potencial afectacin a la Va Autopista
Medelln - Bogot.
Aqu se recomienda las siguientes acciones mnimas:
Sealizacin preventiva y obligatoria.
Iluminacin de la zona.
Desvos de las aguas superficiales que afectan la zona expuesta.
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Como obra definitiva se plantea la restitucin de la banca y la construccin de las
obras de drenaje y subdrenaje necesarias y suficientes.
5 METODOLOGA O PLAN DE TRABAJO
Para el desarrollo de este informe, se estableci una metodologa basada en los
siguientes criterios:
Recorrido de campo por parte del especialista en geotecnia de estructuras y vas
con el fin de realizar un diagnstico detallado e inventario de los sitios donde eran
ms significativas las auscultaciones y las respectivas tomas de las muestras,
teniendo en cuenta los siguientes criterios:
Recopilacin de informacin secundaria (Antecedentes).
Anlisis de la situacin existente y diagnstico de los factores detonantes.
Caractersticas geotcnicas de la zona.
Elaboracin de un programa de exploracin en campo, anlisis de muestras en
el laboratorio.
Diseo de contencin adecuada para la estabilidad de la ladera
Conclusiones y Recomendaciones
La informacin principal corresponde a la obtenida de la directa observacin, de la
toma de muestras y los ensayos sobre los mismos, la geomorfologa de la zona,
de donde se producen los modelos geotcnicos y estructurales. Todos los clculos
se hacen asistidos por programas especializados que permiten modificar y variar
los modelos, generando diferentes alternativas de solucin.
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La metodologa est enmarcada en la propuesta de atender una obra de
emergencia en el contexto de un contrato de Mantenimiento y propiamente de
estudios y diseos.
5.1 FUENTES DE INFORMACIN
En la elaboracin de este plan se analizaron dos tipos de fuentes de
informaciones; informacin primaria y secundaria, basados en.
Levantamiento topogrfico.
Sondeos con profundidad hasta 15m con sistema de rotopercusin.
Fotografa area
Planchas Ingeominas 205, 206 y 226 Caldas.
PRIMARIA: Un reconocimiento directo de la zona por parte de los especialistas en
va, geotecnia, geologa, estructuras e Hidrulica, para estimar los problemas
presentes, para lo cual se realiza toma fotogrfica, recoleccin de informacin por
parte de las personas que viven aledaos de los puntos crticos, entre otras.
SECUNDARIA: Estudios anteriores, memorias de clculos, estudio de suelos,
estimaciones geolgicas y geotcnicas, planchas IGAC, fuentes varias de Internet,
etc.
5.2 ENSAYOS
Elaboracin de un programa de exploracin en campo utilizando el equipo de
roto-percusin con profundidades hasta de 20 m, con el objeto de estipular y
realizar el respectivo anlisis de muestras en laboratorio.
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5.3 PROCESAMIENTO DE LA INFORMACIN
Los datos se procesan en concordancia con los lineamientos y directrices
del proyecto para estimar en profundidad los agentes generados de todos los
problemas de la zona de estudio. Para todo esto se planeta el diagnstico de
amenazas y riesgos, en referencia, movimientos de masas, los posibles planes
de contingencia. Aqu se incluyen la obtencin de cada uno de los suelos que
conforman los estratos estudiados y el tipo de roca que yace en lo ms profundo
de los estratos.
Modelacin de taludes de todos los puntos crticos utilizando el software
Slide v6.0, Geostructural Analysis, Phase 2 (elementos finitos) y NOVO SPT, para
lo cual se incluye la influencia de las presiones de poros presentes en las
diferentes laderas, tipos de suelo y roca, adems del anlisis pseudoestatico para
determinar la criticidad del sitio en un eventual movimiento telrico.
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6 DESCRIPCION GENERAL DEL PROYECTO
6.1 Localizacin en Suramrica
En la grfica No. 1 se muestra la
localizacin de Colombia en el mbito
Suramericano.
Colombia, de 1.141.748 km2 de
extensin, est situada al Noroeste de
Amrica del Sur, es el cuarto pas en
tamao de la regin, limita al norte con
aguas jurisdiccionales de Honduras,
Jamaica y Hait, al este con Venezuela y
Brasil, al sur con Per y Ecuador, al oeste
con aguas jurisdiccionales de Costa Rica
y Panam, y al noroeste con Panam.
Las coordenadas geogrficas generales del Pas son: Latitud 4 35 56 al Norte y
Longitud 72 04 51.30 al Oeste.
Grafica 2. Colombia en Suramrica
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6.2 Localizacin en Colombia
Grafica 3 Localizacin de Antioquia en Colombia
FUENTE: IGAC
Ubicacin y localizacin geogrfica:
El Departamento de Antioquia est situado al noreste del pas, localizado entre los
052620 y 085223 de latitud Norte, y los 735311 y 770716 de longitud
Oeste.
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Extensin y lmites:
Cuenta con una superficie de 63.612 km2 lo que representa el 5.6 % del territorio
nacional. Limita por el Norte con el mar Caribe y los departamentos de Crdoba
(franja de territorio en litigio) y Bolvar; por el Este con Bolvar, Santander y
Boyac; por el Sur con Caldas y Risaralda y por el Oeste con el departamento
del Choc.
Geografa fsica:
El territorio del departamento de Antioquia se caracteriza por un relieve variado,
representado por reas planas localizadas en el valle del Magdalena y las zonas
prximas al Choc y el Urab y una extensa rea montaosa que hace parte de
las cordilleras Central y Occidental, en donde se resaltan 202 altos importantes,
con alturas que oscilan entre los 1.000 y los 4.080 metros sobre el nivel del mar. El
mayor accidente es el Pramo de Frontino en el municipio de Urrao con 4.080
metros, tambin aqu encontramos el Morro Campana con 3.950 metros. En
Dabeiba encontramos el alto del Paramillo con 3.960 metros y en el municipio de
Andes tenemos el Cerro Caramanta que tiene 3.900 metros de altura.
Clima:
El clima del Departamento de Antioquia es muy variado, debido principalmente a
factores como la latitud, altitud, orientacin de los relieves montaosos, los
vientos, etc. En la regin de Urab, al noroeste del departamento, las lluvias tienen
un rgimen bimodal; existe un perodo seco de diciembre a marzo, refrescado por
los vientos del noreste, y una estacin de lluvias de abril a noviembre, con
mximas en mayo y noviembre. En la parte norte, hacia los departamentos de
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Crdoba, Sucre y Bolvar, los meses ms secos son diciembre, enero y febrero, y
los de mayor precipitacin agosto y septiembre.
En la regin central del departamento se presenta un perodo seco dentro de la
estacin lluviosa que va de junio a septiembre; los meses ms lluviosos son los de
mayo y octubre; en el valle del ro Magdalena se cumple la misma distribucin de
lluvias, siendo los meses ms secos diciembre, enero, febrero y julio. Sus pisos
trmicos se distribuyen en clido (35.550 km2), templado (16.430 km2), fro (10.900
km2) y Pramo (732 km2).
Actividades Econmicas:
La economa del departamento de Antioquia est sustentada en la prestacin de
servicios, la industria, el comercio, la agricultura, la ganadera y la minera.
Actualmente el departamento ocupa el segundo rengln en el mbito nacional en
cuanto a industria se refiere, la produccin textil, de tejidos y la confeccin, junto
con la elaboracin de productos qumicos, farmacuticos, maquinaria, cemento,
abonos, concentrados, metalmecnica y papel representan los mayores ingresos
al departamento.
El sector de servicios se especializa en la finca raz, servicios bancarios,
transportes y comunicaciones. En cuanto a la agricultura, Antioquia ocupa el
primer lugar en la produccin de caf y banano tipo exportacin, productos como
la caa, algunos cereales, cacao, yuca y tabaco junto a algunos frutales
contribuyen en menor proporcin a la economa regional.
Durante las ltimas dcadas la ganadera ha presentado un importante desarrollo,
principalmente en el Magdalena Medio, el ro Cauca y Urab. La minera
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represent el soporte de la economa durante el siglo XIX, producto de estos
ingresos se cre parte de la infraestructura industrial; actualmente produce oro,
plata, hierro, cobre y otros minerales.
6.3 Localizacin en el Departamento
San Luis:
San Luis es un municipio de Colombia, localizado en la subregin Oriente del
departamento de Antioquia. Limita por el norte con los municipios de San
Carlos y Puerto Nare, por el este con el municipio de Puerto Triunfo, por el sur con
el municipio de San Francisco y por el oeste con los municipios
de Cocorn y Granada2.
Su temperatura media es de 24 grados centgrados. Su cabecera municipal est a
124 kilmetros de la ciudad de Medelln, capital del Departamento de Antioquia, y
el municipio posee una extensin de 453 km .
Las coordenadas de la cabecera Municipal son
060232 N
745936 W
Altura: 1050 msnm
2 Fuente: Wikipedia
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Grafica 4. Localizacin en el Departamento de Antioquia
FUENTE: PAGINA WEB MUNICIPIO SAN LUIS
6.4 Localizacin Proyecto
La zona en estudio tiene las siguientes coordenadas geogrficas:
060041 N
745732 W
Altura representativa: 602 msnm
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Grafica 5 Vista area del sitio del proyecto
FUENTE: GOOGLE EART
Geomorfolgicamente corresponde a una va en montaa, influenciado, adems,
por las riveras del Rio Dormiln, y prximo a la desembocadura en el Rio Saman.
El talud superior presenta pendiente promedio del 39%. (2.6 H; 1 V). Esta
situacin genera corrientes superficiales y subsuperficiales hacia el Rio Dormiln
con el consecuente arrastre de los materiales finos que constituyen los suelos del
sector.
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Grafica 6 Localizacin de va en estudio
FUENTE: MAPA VIAL DE ANTIOQUIA
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7 GEOLOGA LOCAL3
Litologa: En la regin afloran rocas de edad paleozoico o cuaternario (Feiniger et
al 1972). Caractersticas de las rocas:
Rocas Metamrficas: Agrupadas en lo que Feiniger et al. (1972), denomin rocas
metamrficas de la cordillera central, e INGEOMINAS (1991), agrup con el
nombre de complejo Cajamarca. Incluye esquistos cuarzosenicticos y mrmoles;
algunas dataciones radiomtricas y relaciones de campo indican una edad
paleozoico inferior. Estas rocas son instruidas por neises datados
radiomtricamente como el paleozoico medio.
Rocas gneas: En la mayor parte del rea de estudio aflora la cuarzodiorita del
Batolito Antioqueo. Esta unidad es un cuerpo de gran extensin y uniformidad
que cubre un rea cercana a los 7.000 Km en el oriente antioqueo, es de
composicin montona de cuarzodiorita o granodiorita y presenta facies menores
flsicas y gabroides. Son mltiples las edades radiomtricas de este cuerpo que
indican una edad cretceo superior.
Rocas sedimentarias: Fajas delgadas de rocas sedimentarias de origen marino
con fsiles del cretceo denominados informalmente como sedimentos de San
Luis. La secuencia est constituida por sales de color negro con materia orgnica
e interestratificaciones de cherts, limolitas, arenitas y conglomerados.
3 Tomado principalmente del documento: Vas y Obras Complementarias Proyecto Central Hidroelctrica Rio
Dormiln.
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Depsitos cuaternarios: Asociado a los drenajes se presentan depsitos
aluviales y aluviotorrenciales de edad cuaternaria.
En la parte media y baja de las laderas se presentan igualmente depsitos
coluviales y flujos generados a partir de movimientos de remocin en masa poco
viscosos.
Tectnica: La regin del oriente antioqueo est comprendida entre dos sistemas
de fallas: Palestina y Romeral. Asociado a estos sistemas existentes un conjunto
de fallas
menores de direccin noroeste que afectan principalmente al Batolito Antioqueo;
algunas de las fallas que hacen parte de estos sistemas tienen evidencias de
actividad cuaternaria.
Aunque la cuenca del rio Dormiln no es atravesada por fallas importantes, existen
alineamientos que controlan el curso de las quebradas y del mismo ro.
7.1 GEOMORFOLOGA:
La mayor parte del paisaje se ha modelado sobresuelos residuales del Batolito
Antioqueo.
La cuenca alta del rio Dormiln se caracteriza por presentar un relieve abrupto con
filos agudos, largos y rectos, con vertientes de fuerte inclinacin con diseccin
muy marcada; los valles son en V estrechos.
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La parte media es caracterstico un paisaje moderado, donde son comunes
depsitos de ladera y cicatrices de antiguos movimientos de remocin en masa,
los filos son sinuosos y rectos, el valle es en forma de V muy abierta.
En la parte baja el can del ro se cierra nuevamente, el valle en forma de V es
estrecho, las laderas son tambin bastante largas y los filos tienden a ser rectos.
En general, las vertientes son predominantes cncavas y sobre ellas son comunes
Depsitos a media ladera y cicatrices de antiguos movimientos y remocin en
masa. El drenaje es predominante sub-dendrtico y dendrtico.
Las uniones geomorfolgicas ms importantes son:
Vertiente sobre saprolito: Corresponde principalmente a la parte superior de las
laderas, exhiben pendientes considerables, son altamente susceptibles a los
procesos erosivos.
Colinas saprolticas: Presentan superficies convexas semejando domos.
Escarpes rocosos: Asociados principalmente a afloramientos de roca fresca del
Batolito Antioqueo, Unidad geomorfolgica de depsitos torrenciales: Se
caracterizan por ser ms largos que anchos, de superficie plana a ligeramente
cncava, con pendientes planas a ligeramente inclinadas; se diferencian varios
niveles topogrficos, separados por pequeos cortes verticales que corresponden
a socavamiento antiguo.
Unidad de geomorfolgica de flujo de lodo: son superficies planas a ligeramente
Onduladas, pendientes suaves a moderadas y generalmente se encuentran en las
parte media e inferior de las vertientes saproliticas.
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- Unidad geomorfolgica de depsitos aluviales: Cuerpos alargados localizados en
las mrgenes de los drenajes caracterizados por presentar superficies planas, sin
Inclinacin, en algunos casos fuertemente disectadas. Las de mejor expresin se
Encuentran en la parte media de la cuenca.
7.2 SUELOS
El IGAC clasifico los suelos del municipio de San Luis como colinas, desarrollados
a partir de materiales gneos y sedimentarios, de clima hmedo y sper hmedo,
en relieve ondulado a quebrado, con alto contenido de nutrientes. Presentan
erosin ligera a moderada.
Dentro de la cuenca hidrogrfica del ro Dormiln, se encuentran las asociaciones
de los suelos Yarumal (YA), Yal (JD), ITE (IV) y la Lora (LR), siendo la Asociacin
Yarumal la de mayor predominancia en el rea de estudio.
Segn el Estudio General de Suelos del Departamento de Antioquia, la cuenca
alta del ro Dormiln est conformada, en gran medida, por la Asociacin Yarumal
(YA), con relieve de escarpado a ondulado y pendientes recto y convexo. El
material parental son rocas gneas, principalmente cuarzodioritas y granitos,
moderadamente profundos a profundos, limitados por gravillas, rocas y
afloramientos rocosos de gran tamao, pudiendo presentar grietas de poca
amplitud y profundidad en pocas secas.
Generalmente estos suelos son bien drenados, poseen texturas moderadamente
gruesas, medias y moderadamente finas, presentan de regulas a buen desarrollo
estructural. Fertilidad de baja a muy baja, capacidad de intercambio catinico de
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alta a baja, con contenido de bases totales de baja a media, saturacin de bases
de media a baja y bajo contenido de fsforo, concentracin de aluminio de ligera a
mediana en el perfil.
El material parental predominante en el noroccidente de San Luis y que
corresponde a casi la totalidad de la cuenca del ro Dormiln, es granodiorita
biottica, este material ha sufrido un intemperismo muy fuerte ocasionado por el
rgimen climtico de la zona, cuya precipitacin promedia anual es superior a
4500mm.
7.3 PRECIPITACION
En el sitio de inters que pertenece a la cuenca del ro Dormiln tiene dos
perodos lluviosos durante el ao, el primero se presenta en los meses de abril y
mayo y el segundo ocurre en los meses de septiembre y octubre; tambin muestra
dos perodos de disminucin en la precipitacin, uno ocurre durante los meses de
enero y febrero, en tanto que el segundo se presenta entre los meses de junio a
agosto. Este rgimen climtico bimodal, tpico para la regin andina colombiana,
est influenciado por las fluctuaciones de convergencia intertropical determinada
por los vientos alisios. La precipitacin media multianual en la cuenca es de
4698.05 mm.
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Grafica 7 Zonificacin geolgica de la zona en estudio
FUENTE: MAPA GEOLOGICO DE ANTIOQUIA
En resumen en la zona del proyecto no se tiene la influencia directa de falla
tectnica, en forma indirecta estn prximas las fallas Calderas, Quitania y
Cocorna. Las formaciones predominantes corresponden a rocas sedimentarias del
complejo San Luis (KissL) del Cretceo Inferior (limolitas y areniscas) y a las rocas
plutnicas del periodo Cretcico Superior tipo Batolito Antioqueo (Ksta).
8 TRABAJOS DE CAMPO
8.1 EXPLORACIN GEOTCNICA
La exploracin de campo fue programada para cubrir el rea geotcnica a
muestrear con sondeos con profundidades hasta de 20.0 m en los dos (2)
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puntos, uno localizado en el talud superior y otro en el talud inferior (060042.1 N
745732.1 W).
Grafica 8 Levantamiento topogrfico y ubicacin sondeos
FUENTE: PAVCOL S.A.S
La altura geogrfica del sondeo No. 1 es de 600 msnm (Ruta 60) y del sondeo
No.2 (Va a San Luis) de 617 msnm.
La localizacin de los sondeos y/o sondeo se determina con la finalidad de poder
establecer un perfil, en la zona de falla, que permitan realizar un modelo
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geotcnico que se encuentre dentro de los parmetros aceptados en la Ingeniera
de Fundacin, El Manual del INVIAS para cimentaciones establece en este tpico
(3.3.1.1.1. Profundidad de la exploracin) Para el caso de estructuras de
contencin se puede seguir la siguiente pauta: Las perforaciones se sitan a lo
largo de la alineacin propuesta para la estructura de contencin, tan cerca como
sea posible. Las perforaciones adicionales se realizan detrs del muro, procurando
ubicarlas dentro del rea definida como derecho de va, u otra rea segn lo
determine el ingeniero geotecnista, en una distancia suficiente para definir el perfil
del subsuelo, en direccin transversal al muro.
Dado el carcter de muro vial las normas aplicables para el diseo son El Manual
Colombiano de Puentes Sismo resistentes de 1995, y en el tpico de fundacin el
Capitulo A.6. Capitulo A.13 Tierra Armada y el Manual de Diseo de
Cimentaciones Superficiales y Profundas para Carreteras de INVIAS del 2013.
Se plantea como solucin la restitucin de la banca con un muro de tierra armada,
y un muro bajo rgido apoyado sobre pilas no mayor a 10m.
La profundidad recomendada de perforacin est dada por la formula (Manual del
INVIAS)
Dnde:
Zmin: profundidad de perforacin en m.
: dimetro del pilote (m)
L: Longitud del pilote (m).
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Proponiendo un dimetro de pilas de 1.00m la profundidad mnima de perforacin
es de 15m.
Fotografa 4 Exploracin geotcnica con equipo SPT
FUENTE: PROPIA
Para la recuperacin de los materiales a utilizar en los ensayos se emple tubos
de cuchara partida cada 1.5m en los estratos ms blandos y para estratos ms
densos se utiliz las barras NQ y el Muestreado: tipo NQ (Barreno).
Sobre las muestras recuperadas se realizaron ensayos de caracterizacin, y se
correlacionaron los datos geotcnicos y de respuestas estructurales con las
frmulas aceptadas por la literatura especializada sobre el tipo de suelo
encontrado y la caracterstica del equipo. Los ensayos se realizaron segn las
Normas de Ensayo para Materiales de Carreteras del INVIAS del 2007.
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Para los suelos encontrados dentro de las 2 perforaciones se realizaron los
siguientes ensayos:
Gradacin o Granulometra
Lmite lquido
Lmite plstico
Humedad Natural
Compresin Inconfinada
Corte directo
Y los resultados de los mismos se muestran en las siguientes tablas (se anexa
reporte de laboratorio).
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Tabla 11 Registro perforacin sondeo No.1
FUENTE: PROPIA
0.25
0.50 0.20
0.75
1.00 1.00 7
1.25 7
1.50 1.50 8 15 22.3 32 26.0 6.0 SM 100 100 99.9 67.5 31.7
1.75
2.00 2.00 11
2.25 17
2.50 2.50 20 37 21.2 32 26.0 6.0 SM 100 100 99.8 69.3 33.8
2.75
3.00 3.00 20
3.25 19
3.50 3.50 20 39 28.8 36 30 6 SM 100 100 100 68.7 35.3
3.75
4.00 4.00 20
4.25 20
4.50 4.50 20 40 29.3 36 30 6 SM 100 100 99.4 67.8 33.8
4.75
5.00 5.00 21
5.25 21
5.50 5.50 21 42 28.3 36 30 6 SM 100 100 99.5 67.6 34.5
5.75
6.00 6.00 21
6.25 22
6.50 6.50 21 43 29.3 38.0 30.0 8.0 SM 100 100 99.8 66.1 33.6
6.75
7.00 7.00 21
7.25 23
7.50 7.50 23 46 29.3 38.0 30.0 8.0 SM 100 100 99.9 66.3 32.9
7.75
8.00 8.00 23
8.25 25 25.5 51
8.50 8.50 26 51 28.9 38.0 30.0 8.0 SM 100 100 100 66.3 30.4
8.75
9.00
Limo arenoso color caf
SPT7
SPT
1 SPT
SPT
8
9
4 SPT
6 SPT
2 SPT
3 SPT
EXPLORACIN DE CAMPO
Pro
fu
nd
ida
d
m.
ENSAYOS DE LABORATORIO
GRANULOMETRA
PORCENTAJE MAS FINO POR PESO
1" N.4 N.40N.10 N.200
W gW
Lim
ite
L
iqu
ido
Lm
ite
Pl
stic
o
kN/m3 f % %
nd
ice
de
gru
po
n
dic
e
Pl
stic
o
Cla
sif
ica
ci
nU
.S
.C
%%no.
Mu
es
tra
RQ
D (
%)
Mu
es
tre
ad
or
Go
lpe
s/3
0c
m
Niv
el
Fre
tic
o
DESCRIPCIN DEL MATERIAL
Curva de EvolucinENSAYO DE PENETRACIN
ESTNDAR(Profundidad vs. Nmero de
golpes)
VARIACIN DE LA HUMEDAD NATURAL CON LA
PROFUNDIDAD
0
1
2
3
4
5
6
7
8
0 20 40 60 80
Nmero de golpes Humedad (%)
Parametros de resitencia al corte
C KPa
0
1
2
3
4
5
6
7
8
0 20 40
Humedad (%)
quKPa
-
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Tabla 12 Continuacin registro sondeo No.1
FUENTE: PROPIA
9.25 24
9.50 25
9.75 26 51
10.00 10.00 26
10.25 26
10.50 10.50 26 52 23.3 38.0 30.0 8.0 SM 100 100 99.9 70.9 37
10.75
11.00 11.00 26
11.25 28
11.50 11.50 29 57 16.9 30 26.0 4.0 SM 100 100 99.9 74.5 37.5
11.75
12.00 12.00 29
12.25 30
12.50 12.50 29 59 34.8 69.6 30 26.0 4.0 SM 100 100 99.4 72.9 38
12.75
13.00 13.00 30
13.25 31
13.50 13.50 32 63 20.0 30 26.0 4.0 SM 100 100.0 99.7 68.2 33.2
13.75
14.00 14.00 32
14.25 34
14.50 14.50 36 70 20.1 30 26.0 4.0 SM 100.0 100.0 99.6 58.6 24
14.75
15.00 15.00 28
15.25 30
15.50 15.50 31 61 23.2
15.75
16.00 16.00
16.25
16.50 16.50
16.75
17.00 17.00
17.25
17.50 17.50
17.75
18.00
SPT
Limo arenoso color caf
10 SPT
11 SPT
12 SHELBY
13
SHELBY
SPT
14 SPT
15
EXPLORACIN DE CAMPO
Pr
of
un
did
ad
m.
ENSAYOS DE LABORATORIO
GRANULOMETRA
PORCENTAJE MAS FINO POR PESO
1" N.4 N.40N.10 N.200
W gW
Lim
ite
L
iqu
ido
L
mit
eP
ls
tic
o
kN/m3 f % %
n
dic
e d
e g
ru
po
n
dic
e
Pl
st
ico
Cla
sif
ica
ci
nU
.S
.C
%%no.
Mu
es
tr
a
RQ
D (
%)
Mu
es
tr
ea
do
r
Go
lpe
s/
30
cm
Niv
el
Fr
e
tic
o
DESCRIPCIN DEL MATERIAL
Curva de EvolucinENSAYO DE PENETRACIN
ESTNDAR(Profundidad vs. Nmero de
golpes)
VARIACIN DE LA HUMEDAD NATURAL CON LA
PROFUNDIDAD
9
10
11
12
13
14
15
0 20 40 60 80
Nmero de golpes Humedad (%)
Parametros de resitencia al corte
C KPa9
10
11
12
13
14
15
0 20 40
quKPa
-
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Tabla 13 Registro perforacin sondeo No. 2
FUENTE: PROPIA
0.25
0.50 0.20
0.75
1.00 1.00 5
1.25 6
1.50 1.50 7 19.7 36.0 27.0 9.0 SM 100 100 99.7 66.7 33.5
1.75
2.00 2.00 8
2.25 8
2.50 2.50 8 19.0 36 27.0 9.0 SM 100 100 99.8 71.5 39
2.75
3.00 3.00 8
3.25 8
3.50 3.50 8 19.3 36 27.0 9.0 SM 100 100 99.8 67.6 32.4
3.75
4.00 4.00 6
4.25 7
4.50 4.50 9 22.6 45.1
4.75
5.00 5.00 5
5.25 8
5.50 5.50 16 13.9 22.6 45.1 33 30.0 3.0 SM 100.0 97.5 87.0 50.5 22
5.75
6.00 6.00 16
6.25 18
6.50 6.50 20 19.5 33.0 30.0 3.0 SM 100.0 100.0 99.5 70.2 38.4
6.75
7.00 7.00 21
7.25 23
7.50 7.50 24 19.7 33.0 30.0 3.0 SM 100.0 100.0 99.0 67.5 35.2
7.75
8.00 8.00 23
8.25 24
8.50 8.50 25 16.8 33 30 3.0 SM 100 100 96 62-5 31.3
8.75
9.00
8 SPT
9 SPT
1 SPT
2 SPT
3 SPT
4 SPT
6 SPT
7 SPT
EXPLORACIN DE CAMPO
Pro
fu
nd
ida
d
m.
ENSAYOS DE LABORATORIO
GRANULOMETRA
PORCENTAJE MAS FINO POR PESO
1" N.4 N.40N.10 N.200
W gW
Lim
ite
L
iqu
ido
Lm
ite
Pl
stic
o
kN/m3 f % %
n
dic
e d
e g
ru
po
n
dic
e
Pl
stic
o
Cla
sif
ica
ci
nU
.S
.C
%%no.
Mu
es
tra
RQ
D (
%)
Mu
es
tre
ad
or
Go
lpe
s/3
0c
m
Niv
el
Fre
tic
o
DESCRIPCIN DEL MATERIAL
Curva de EvolucinENSAYO DE PENETRACIN
ESTNDAR(Profundidad vs. Nmero de
golpes)
VARIACIN DE LA HUMEDAD NATURAL CON LA
PROFUNDIDAD
0
1
2
3
4
5
6
7
8
0 20 40 60 80
Nmero de golpes Humedad (%)
Parametros de resitencia al corte
C KPa
quKPa
0
1
2
3
4
5
6
7
8
0 20 40
Humedad (%)
-
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Tabla 14 Continuacin registro sondeo No. 2
FUENTE: PROPIA
9.25 28
9.50 34 7.0 NL NP SW 100 71.7 34.4 5.9 0.8
9.75 36
10.00 10.00 36
10.25 37
10.50 10.50 39 6.8 NL NP SW 100 71.7 27.6 4.7 0.6
10.75
11.00 11.00 38 11.00
11.25 39
11.50 11.50 41 7.1 NL NP SW 100 71.9 32.9 5.8 1.2
11.75
12.00 12.00 25
12.25 25
12.50 12.50 25 24.0 29 24.0 5.0 SM 100 100 98.6 52.6 18.8
12.75
13.00 13.00 25
13.25 26
13.50 13.50 27 25.0 29 24.0 5.0 SM 100 100.0 98.3 54.6 20.2
13.75
14.00 14.00 26
14.25 27
14.50 14.50 29 24.1 29 24.0 5.0 SM 100.0 100.0 98.2 54.4 20.6
14.75
15.00 15.00 36
15.25 35
15.50 15.50 36 23.9 29 24.0 5.0 SM 100.0 100.0 98.4 55.6 21.8
15.75
16.00 16.00
16.25
16.50 16.50
16.75
17.00 17.00
17.25
17.50 17.50
17.75
18.00
15 SPT
14 SPT
SHELB
Y
Limo arenoso color caf
10 SPT
11 SPT
12SHELB
Y
13 SPT
EXPLORACIN DE CAMPO
Pro
fu
nd
ida
d
m.
ENSAYOS DE LABORATORIO
GRANULOMETRA
PORCENTAJE MAS FINO POR PESO
1" N.4 N.40N.10 N.200
W gW
Lim
ite
L
iqu
ido
Lm
ite
Pl
stic
o
kN/m3 f % %
nd
ice
de
gru
po
n
dic
e
Pl
stic
o
Cla
sif
ica
ci
nU
.S
.C
%%no.
Mu
es
tra
RQ
D (
%)
Mu
es
tre
ad
or
Go
lpe
s/3
0c
m
Niv
el
Fre
tic
o
DESCRIPCIN DEL MATERIAL
Curva de EvolucinENSAYO DE PENETRACIN
ESTNDAR(Profundidad vs. Nmero de
golpes)
VARIACIN DE LA HUMEDAD NATURAL CON LA
PROFUNDIDAD
Parametros de resitencia al corte
C KPa
quKPa9
10
11
12
13
14
15
0 20 40 60 80
9
10
11
12
13
14
15
0 20 40
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9 ANALISIS DE LA SITUACION EXISTENTE
La situacin actual corresponde a procesos erosivos por efecto del agua de
escorrenta y subterrnea, en suelos de poca o escasa cohesin, en una regin
montaosa con altas pendientes transversales.
Fotografa 5 Panormica de las vas involucradas y la falla presentada.
FUENTE: PROPIA
La proximidad de una obra transversal de desage y la llegada de aguas de
escorrenta por medio de cunetas, con velocidades erosivas y alto caudal (la
pluviografa en la zona es superior a 3000 mm anuales), son los principales
agentes detonantes de este tipo de falla; el cambio del uso del suelos, vegetacin
nativa, por vegetacin de cortas races) conyuga a que la perdida y movilidad de
las capas de suelos superficial sea mayor.
Va a San Luis
Autopista
Medelln - Bogot
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La prdida de soporte gener, adems, el volcamiento de la estructura de
contencin
Fotografa 6 Afectacin a Autopista Medelln - Bogot
FUENTE: PROPIA
De hecho, la erosin producida por el agua se ve acentuada por la textura del
suelo, la agregacin de la estructura y la materia orgnica. Otros factores que
influyen son el tipo de precipitacin, la pendiente y la cubierta vegetal. Hay ms
prdida potencial en pendientes pronunciadas, las cuales permiten una mayor
velocidad del agua. La vegetacin superficial puede interceptar gotas de lluvia y
Volcamiento de muro de
contencin, afectacin
Autopista Medelln - Bogot
-
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disminuir su impacto directo en el suelo, as como tambin ralentizar el flujo de
agua a travs de la superficie y aumentar una deposicin ms uniforme.
10 MARCO TEORICO CORRELACIONES PROPIEDADES GEOTECNICA
10.1 METDO DE EXPLORACIN
Grafica 9. Exploracin Roto Percusin
FUENTE: Mecnica de Suelos en Obras Viales y de Fundacin -Espinace, R
La exploracin geotcnica se realiza con equipo de rotopercusin tipo SPT, dada
la gran variedad de estudios que existen sobre este sistema, que en una forma
destructiva, permite extraer la muestra e inferir en base al tipo de equipo, el tipo
de suelos y otros factores algunas propiedades geotecnias de materiales de los
diferentes estratos.
Sobre las muestras recuperadas se realizan ensayos de caracterizacin.
-
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10.2 INTERPRETACION ENSAYOS
Tabla 15 Resumen ensayos de laboratorio Sondeo No. 1
FUENTE: PROPIA
Seccion ABSCISA PROFUNDIDAD (m)Humedad.
Natural (%)
%Pasa Tamiz
No 10
%Pasa
Tamiz No 40
%Pasa Tamiz
No 200
Limite
Liquido
Indice de
Plasticidad
SPT
CORREGIDO
NEVEL
FREATICO
Indice de
GrupoA.A.S.H.T.O U.S.C
1 K0+060 1.5 22.25 31.7 67.5 99.9 32.0 6.0 13.0 0 A-2-4 SM
2 K0+060 2.5 21.30 35.2 69.9 99.8 32.0 7.0 15.0 0 A-2-4 SM
3 K0+060 3.5 28.77 35.3 68.7 100.0 36.0 6.0 14.0 0 A-2-4 SM
4 K0+060 4.5 29.28 33.8 67.8 99.9 35.0 5.0 14.0 0 A-2-4 SM
5 K0+060 5.5 28.34 34.5 67.6 99.9 36.0 5.0 21.0 0 A-2-4 SM
6 K0+060 6.5 29.28 33.6 66.1 99.8 38.0 8.0 34.0 0 A-2-4 SM
7 K0+060 7.5 29.28 32.9 66.3 99.9 38.0 9.0 40.0 0 A-2-4 SM
8 K0+060 8.5 25.60 30.4 66.3 100.0 39.0 9.0 41.0 0 A-2-4 SM
9 K0+060 9.5 28.92 37.0 70.9 99.9 37.0 8.0 55.0 0 A-4 SM
10 K0+060 10.5 26.91 31.7 67.5 99.9 38.0 7.0 58.0 0 A-2-4 SM
11 K0+060 11.5 23.30 37.5 74.5 99.9 30.0 4.0 58.0 0 A-4 SM
12 K0+060 12.5 16.85 31.7 67.5 99.9 31.0 5.0 36.0 0 A-2-4 SM
13 K0+060 13.5 19.99 38.0 72.9 99.4 30.0 5.0 37.0 0 A-4 SM
14 K0+060 14.5 20.13 33.2 68.2 99.7 31.0 6.0 39.0 0 A-2-4 SM
15 K0+061 15.5 23.18 24.0 58.6 99.6 27.0 3.0 52.0 0 A-2-4 SM
LOCALIZACION CARACTERIZACION CLASIFICACION
DESCRIPCION
Limo arenosos color caf con vetas
blancas
Limo arenosos color caf con vetas
blancas
Limo arenosos color caf con vetas
blancas
Limo arenosos color caf con vetas
blancas
Limo arenosos color caf con vetas
blancas
Limo arenosos color caf con vetas
blancas
Limo arenosos color caf con vetas
blancas
Limo arenosos color caf con vetas
blancas
Limo arenosos color caf con vetas
blancas
Limo arenosos color caf con vetas
blancas
Limo arenosos color caf con vetas
blancas
Limo arenosos color caf con vetas
blancas
Limo arenosos color caf con vetas
blancas
Limo arenosos color caf con vetas
blancas
Limo arenosos color caf con vetas
blancas
Inicia a los
1.00m
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DISEOS VIAS Y PAVIMENTOS S.A.S.
SERVICIOS DE CONSULTORIA EN LA ELABORACION DE RECOMENDACIONES GEOTECNICAS KM00+0600 ACCESO A SAN LUIS - ANTIOQUIA
Diseos Vas y Pavimentos S.A.S. Carrera 82 A No. 34 34 telefax 444-2539 Medelln www. dvp.com.co Pgina 51
Tabla 16 Resumen ensayos de laboratorio Sondeo No. 2
FUENTE: PROPIA
Se muestra arriba el resumen de los ensayos realizados sobre las muestras
recuperadas y la ubicacin del nivel fretico en cada uno de los sondeos
realizados. Se muestra una homogeneidad de los suelos, en donde predomina las
arenas limosas (suelos granulares friccionantes) y algunos estratos con granos
an ms gruesos (SP); en todos los casos esos suelos son competentes en el
mbito de la cimentacin, pero extremadamente erodables dada su baja cohesin.
Seccion ABSCISA PROFUNDIDAD (m)Humedad.
Natural (%)
%Pasa Tamiz
No 10
%Pasa
Tamiz No 40
%Pasa Tamiz
No 200
Limite
Liquido
Indice de
Plasticidad
SPT
CORREGIDO
NEVEL
FREATICO
Indice de
GrupoA.A.S.H.T.O U.S.C
1 K0+060 1.5 19.7 99.9 67.5 31.7 36.0 9.0 13.0 0 A-2-4 SM
2 K0+060 2.5 19.0 99.8 71.5 39.0 35.0 9.0 15.0 0 A-4 SM
3 K0+060 3.5 19.3 99.8 67.6 32.4 36.0 11.0 14.0 0 A-2-6 SM
4 K0+060 4.5 13.9 99.9 67.8 33.8 38.0 8.0 14.0 0 A-2-4 SM
5 K0+060 5.5 1.9 87.0 50.5 22.0 38.0 8.0 21.0 0 A-2-4 SM
6 K0+060 6.5 19.5 99.8 70.2 38.4 29.0 5.0 34.0 0 A-4 SM
7 K0+060 7.5 19.7 99.0 67.5 35.2 30.0 5.0 40.0 0 A-2-4 SM
8 K0+060 8.5 19.8 96.0 62.5 31.3 29.0 5.0 41.0 0 A-2-4 SM
9 K0+060 9.5 7.0 34.4 5.9 0.8 30.0 5.0 55.0 0 A-1-a SW
10 K0+060 10.5 6.8 27.6 4.7 0.6 29.0 4.0 58.0 0 A-1-a SP
11 K0+060 11.5 7.1 32.9 5.8 1.2 30.0 4.0 58.0 0 A-1-a SW
12 K0+060 12.5 24.0 98.6 52.6 18.8 31.0 5.0 36.0 0 A-2-4 SM
13 K0+060 13.5 25.0 98.3 54.6 20.2 30.0 5.0 37.0 0 A-2-4 SM
14 K0+060 14.5 24.8 98.2 54.4 20.6 31.0 6.0 39.0 0 A-2-4 SM
15 K0+060 15.5 23.9 98.4 55.6 21.8 27.0 3.0 52.0 0 A-2-4 SM
A los 11.0 mLimo arenosos color caf con vetas
blancas
Limo arenosos color caf con vetas
blancas
Limo arenosos color caf con vetas
blancas
Limo arenosos color caf con vetas
blancas
Limo arenosos color caf con vetas
blancas
Fragmento de rocas color caf
(meteorizacion)
Fragmento de rocas color caf
(meteorizacion)
Fragmento de rocas color caf
(meteorizacion)
Limo arenosos color caf con vetas
blancas
Limo arenosos color caf con vetas
blancas
Limo arenosos color caf con vetas
blancas
Limo arenosos color caf con vetas
blancas
Limo arenosos color caf con vetas
blancas
Limo arenosos color caf con vetas
blancas
Limo arenosos color caf con vetas
blancas
LOCALIZACION CARACTERIZACION CLASIFICACION
DESCRIPCION
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Grafica 10 Resumen clasificacin Sondeo 1
FUENTE: PROPIA
Grafica 11 Resumen clasificacin sondeo No. 2
FUENTE: PROPIA
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De las gradaciones se muestra suelos finos en un alto porcentajes. Solo en el sondeo 2, se muestran suelos intermedios en su gradacin.
Grafica 12 Resumen Granulometria Sondeo 1
FUENTE: PROPIA
Grafica 13 Resumen Granulometria Sondeo 2
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De acuerdo a la tabal de plasticidad esta se encuentra entre baja a media- Grafica 14 Resumen plasticidad Sondeo 1
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Grafica 15 Resumen plasticidad Sondeo 2
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Dadas las condiciones de humedad y compacidad los suelos son no colapsables.
Zur y Wisemam (1973) def
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