geotecnia km11+400 nariÑo - puente linda ver0 (reparado) jjlr

DISEOS VIAS Y PAVIMENTOS S.A.S.

SERVICIOS DE CONSULTORIA EN LA ELABORACION DE RECOMENDACIONES GEOTECNICAS KM 11+0400 DE LA VIA NARIO PUENTE LINDA

Diseos Vas y Pavimentos S.A.S. Carrera 84D No. 9 28 telefax 5832364 Medelln Pgina 1

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 PARA LA POSIBLE SOLUCION AL PUNTO CRTICO DEL KM11+0400 DE LA VIA NARIO PUENTE LINDA

ORI-DIS-GEO-NARIO PUENTE LINDA K11+0400-V0

MEDELLIN JULIO DE 2015




NDICE DE MODIFICACIONES

ndice de Revisin Fecha de Modificacin Observaciones

REVISIN Y APROBACIN

Contrato No.: 2013-OO-20-0023

Ttulo del documento:

ESTUDIO Y DISEO GEOTECNICO PARA LA POSIBLE SOLUCION AL PUNTO CRTICO DEL KM4+0800 DE LA VIA ALEJANDRIA - CONCEPCION

Fecha: Julio de 2015

Documento No.: ORI-DIS-GEO-NARIO PUENTE LINDA K11+0400-V0

Control Interno

Especialista Coordinador

JOSE JOAQUIN LARA RUIZ

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




Contenido

1 INTRODUCCION 10

2 DESCRIPCION DEL PROBLEMA 11

2.1 CLIMA DE LA REGION 15

3 OBJETIVOS 18

3.1 OBJETIVO GENERAL 18

3.2 OBJETIVO ESPECIFICO 18

4 MARCO TEORICO 19

5 AMENAZAS, RIESGOS Y PLAN DE CONTIGENCIAS 21

5.1 PARAMETROS DE RIESGO Y VULNERABILIDAD 23

5.2 PLAN DE CONTIGENCIA 31

6 METODOLOGA O PLAN DE TRABAJO 32

6.1 FUENTES DE INFORMACIN 32

6.2 ENSAYOS 32

6.3 PROCESAMIENTO DE LA INFORMACIN 34

7 DESCRIPCION GENERAL DEL PROYECTO 36

7.1 Localizacin en Suramrica 36

7.2 Localizacin en Colombia 37

7.3 Localizacin en el Departamento 40

7.4 Municipio de Nario 41

7.5 Economa Nario 42

8 MARCO GEOLOGICO ESTRUCTURAL 44

8.1 GEOLOGIA REGIONAL 44

8.2 UNIDADES GEOLOGICAS 47

8.3.1 Rocas de Cmbrico 47

8.3.2 Cuerpo grantico de la zona de Sonsn-Nario 47




8.3.3 Recubrimiento de cenizas volcnicas 48

8.3.4 Depsitos Coluviales 48

8.3.5 Flujos de tierra 48

8.3 GEOLOGIA ESTRUCTURAL 48

8.4 ANLISIS GEOMORFOLGICO. 49

9 TRABAJOS DE CAMPO 51

9.1 LEVANTAMIENTO TOPOGRAFICO 51

9.2 EXPLORACIN GEOTCNICA 51

10 ANALISIS DE LA SITUACION EXISTENTE 56

10.1 HIDROGEOLOGA 58

11 RESULTADO DE ESTUDIOS 60

11.1 METDO DE EXPLORACIN 60

11.2 CARACTERISTICAS TIPO DE SUELOS 60

11.2.1 ESTADO DEL MATERIAL 61

11.2.2 ANLISIS DE LAS CONDICIONES DE HUMEDADES 66

11.2.3 CLASIFICACIN DE LOS SUELOS 71

11.3 RESULTADOS DEL SPT 74

11.4 FACTOR DE CORRECCIN POR SOBRECARGA O CONFINAMIENTO 76

11.5 CORRELACIONES ENTRE N Y RESISTENCIA EFECTIVA DE LOS SUELOS 80

11.6 RELACIONES ENTRE EL NMERO DE GOLPES "N" DEL SPT, DENSIDAD RELATIVA 82

11.7 ESTIMACIN DEL MDULO DE DEFORMACIN EDOMTRICO 89

11.8 PARMETROS GEOMECNICOS (COMPRESION INCONFINADA) 90

11.9 PESO ESPECFICO SATURADO DE SUELOS ARENOSOS 92

11.10 COEFICIENTE DE BALASTO O MDULO DE REACCIN KS 94

11.11 ANGULO DE DILATANCIA 96

12 FUERZAS SISMICAS 99

13 CONSIDERACIONES GEOMETRICAS - LOCALIZACION 104




Ancho de banca: 5.5 m 104

Bermas cunetas: 0.60m 104

Pendiente mxima: 8% 104

Pendiente mnima: 0.6% 104

Radio mnimo: 40m 104

Longitud mnima de curva de 40 m 104

14 DESCRIPCION DE LA FALLA - MODELO GEOTECNICO 105

14.1 OBRAS HIDRAULICAS EXISTENTE 109

14.2 ESTABILIDAD DE LA LADERA 110

14.2.1 MODELOS 2D EQUILIBRIO LMITE Y ELEMENTOS FINITOS 114

14.2.2 MODELO GEOTECNICO SIN FUERZA SISMICA - RETROCALCULO 124

14.2.3 MODELO CON SOBRE CARGA VEHICULAR 125

14.2.4 CON EFECTO SISMICO SITUACION CRITICA DE DISEO 128

14.3 SOLUCION DE ESTABILIDAD PROPUESTA 131

14.3.1 SOLUCION ESTRUCTURAL 131

14.3.2 SOLUCION BIOINGENIERIA - MITIGACION 131

14.3.3 SOLUCION HIDRAULICA - HIDROLOGICA 131

14.3.4 CHEQUEO ESTABILIDAD SOLUCION PROPUESTA 132

14.3.5 VALIDACION Y AJUSTE CON FUERZAS SISMICA 138

14.3.6 VALIDACION Y AJUSTE SOLUCION CON PROGRAMA DE ELEMENTOS FINITOS PHASE 2. 140

15 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 142




INDICE DE TABLAS

Tabla 1 Precipitacin y temperatura mensual ................................................................................................ 17 Tabla 2 Parametro por inclinacion del talud .................................................................................................... 23 Tabla 3 Parmetro por fractura ....................................................................................................................... 25 Tabla 4 Parametro por vegetacion ................................................................................................................... 27 Tabla 5 Parmetro por volumen del movimiento ............................................................................................. 28 Tabla 6 Parmetro por afectacin .................................................................................................................... 28 Tabla 7 Parametro por pablacion ..................................................................................................................... 29 Tabla 8 Estimacin Susceptibilidad.................................................................................................................. 29 Tabla 9 Estimacion Vulnerabilidad .................................................................................................................. 30 Tabla 10 Estimacin del Riesgo ........................................................................................................................ 30 Tabla 11 Calificacin de grado de riesgo. ......................................................................................................... 30 Tabla 12 registro sondeo No.1.......................................................................................................................... 54 Tabla 13 registro sondeo No.2.......................................................................................................................... 55 Tabla 14. Clasificacin de suelos sondeo 1 ...................................................................................................... 62 Tabla 15. Clasificacin de suelos sondeo 2 ...................................................................................................... 63 Tabla 16 Otros parmetros geotcnicos en base a las humedades sondeo 1 .................................................. 68 Tabla 17 Otros parmetros geotcnicos en base a las humedades sondeo 2 .................................................. 69 Tabla 18 Compresibilidad de los suelos ..................................................................................................... 70 Tabla 19 Plasticidad de los suelos ............................................................................................................... 70 Tabla 20 Caracterstica del suelo de acuerdo a su plasticidad - complemento ..................................... 70 Tabla 21 Caractersticas de los suelos segn clasificacin U.S.C. ........................................................ 71 Tabla 22 Sondeo No 1 Alejandra concepcin compresin simple ................................................... 72 Tabla 23 Consistencia y Resistencia a la compresin inconfinada de los suelos ................................. 73 Tabla 24 Anlisis cuantitativo suelos sondeo 1 ................................................................................................ 73 Tabla 25 Anlisis cuantitativo suelos sondeo 2 ................................................................................................ 74 Tabla 26 Los factores de correccin comnmente usados ..................................................................... 76 Tabla 27 Correccin por Energa (CE)......................................................................................................... 77 Tabla 28 Factor de correccin por longitud de barras CR ........................................................................ 78 Tabla 29 Factor de correccin por el dimetro de la perforacin CB ...................................................... 78 Tabla 30 Modulo edomtrico en arenas ........................................................................................................... 90 Tabla 31 Mdulos edomtrico .......................................................................................................................... 90 Tabla 32 Parmetros de Resistencia de acuerdo al NSPT ..................................................................... 91 Tabla 33Compresion simple sondeos ............................................................................................................... 92 Tabla 34 Peso unitario seco sondeos ................................................................................................................ 94 Tabla 35 Coeficiente de balasto sondeos ......................................................................................................... 96 Tabla 36 Resumen caracterizacin sondeo 1 ................................................................................................... 98 Tabla 37 Resumen caracterizacin sondeo 2 ................................................................................................... 98 Tabla 38 Seccin caracterstica ........................................................................................................................ 99 Tabla 39 Coeficientes ssmico zona en estudio ............................................................................................... 100 Tabla 40 Factores de seguridad Bsicos mnimos. ........................................................................................ 101 Tabla 41 Datos para constitucin espectro de aceleracin ssmica de diseo. .............................................. 103 Tabla 42 Coordenadas relativas replanteo ..................................................................................................... 104 Tabla 43 .......................................................................................................................................................... 122 Tabla 44 Caracterstica de los materiales modelo bsico ............................................................................... 123 Tabla 45 Caracterstica de los materiales retrocalculados ............................................................................. 125




Tabla 46 Factor de seguridad critico .............................................................................................................. 130 Tabla 47 Localizacin Mdulos Muros ........................................................................................................... 137

INDICE DE FOTOGRAFIAS

Fotografa 1 Estado del talud superior ............................................................................................................. 11 Fotografa 2 Flujo de detritos talud inferior ..................................................................................................... 12 Fotografa 3 Zonas de recargas en la banca..................................................................................................... 13 Fotografa 4 Alto estado de fracturamiento de la roca en el talud de la banca vehicular. .............................. 26 Fotografa 5 Zona fallada desprendimiento de masa de suelo en el talud. ................................................... 56 Fotografa 6 Deslizamiento de estratos superiores sobre estrato ms competente ....................................... 57 Fotografa 7 Afectacin en la banca vehicular ................................................................................................. 58 Fotografa 8 Ensayo compresin simple ......................................................................................................... 72 Fotografa 9 Composicin tpica de los materiales de la ladera matriz limo-arenosa y fragmentos de granito. ........................................................................................................................................................................ 106 Fotografa 10 Composicin tpica de los materiales de la ladera matriz limo-arenosa y fragmentos de rocas altamente meteorizada. ................................................................................................................................. 108

INDICE DE GRAFICAS Grfica 1 Vista 3D de la zona del proyecto ....................................................................................................... 14 Grfica 2 Zona de influencia del proyecto ........................................................................................................ 15 Grfica 3 Histograma de lluvias y temperaturas .............................................................................................. 16 Grfica 4 Medios, mximos y mnimo de temperatura mensual ..................................................................... 17 Grfica 5 Geometria tipca del talud seccion transversal ............................................................................... 24 Grfica 6 Sealizacin mnima para desvos .................................................................................................... 31 Grfica 7 Metodologia de diseo .................................................................................................................... 34 Grfica 8 Colombia en Suramrica ............................................................................................................... 36 Grfica 9 Localizacin de Antioquia en Colombia ...................................................................................... 37 Grfica 10 Localizacin general del proyecto ................................................................................................... 40 Grfica 11 Geologa General de la zona de estudio.......................................................................................... 44 Grfica 12 Ubicacin Cartogrfica del Batolito de Sonson ............................................................................... 45 Grfica 13 Levantamiento topogrfico descripcin del problema ................................................................ 51 Grfica 14cf Exploracin Roto Percusin .................................................................................................... 60 Grfica 15 Clasificacin de suelos sondeo 1 ..................................................................................................... 63 Grfica 16 Clasificacin de suelos sondeo 2 ..................................................................................................... 64 Grfica 17 Clasificacin de suelos consolidado ................................................................................................ 64 Grfica 18 Perfil de humedades en sondeo 1 ................................................................................................... 66 Grfica 19 Factor de correccin por energa .............................................................................................. 77 Grfica 20 Factor de correccin por el uso de cuchara normal (CS) ..................................................... 78 Grfica 21 NSPT corregido sondeo 1 ................................................................................................................ 79 Grfica 22 NSPT corregido sondeo 2 ................................................................................................................ 80 Grfica 23 Angulo de friccin sondeo 1 ............................................................................................................ 81 Grfica 24 Angulo de friccin sondeo 2 ............................................................................................................ 82 Grfica 25 Correlacin Nmero de Golpes y Densidad relativa ....................... 84




Grfica 26 Densidad relativa sondeo 1 ............................................................................................................. 86 Grfica 27 Densidad relativa sondeo 2 ............................................................................................................. 87 Grfica 28 Modulo de Young sondeo 1 ............................................................................................................. 88 Grfica 29 Modulo de Young sondeo 2 ............................................................................................................. 89 Grfica 30 Peso especfico saturado de sondeo 1 ............................................................................................ 92 Grfica 31 Peso especfico saturado de sondeo 2 ............................................................................................ 93 Grfica 32 Dilatancia en suelos granulares ...................................................................................................... 96 Grfica 33 Angulo dilatancia sondeo 1 ............................................................................................................. 97 Grfica 34 Angulo dilatancia sondeo 2 ............................................................................................................. 97 Grfica 35 Ubicacin de zona ssmica. ........................................................................................................... 100 Grfica 36 Ubicacin de Regin ssmica ......................................................................................................... 102 Grfica 37 Espectro elstico de aceleracin Nario . ..................................................................................... 103 Grfica 38 Detalle localizacin ....................................................................................................................... 105 Grfica 39 Torrentera de disipacin tpica ..................................................................................................... 109 Grfica 40 Zona topogrfica, directamente afectada .................................................................................... 110 Grfica 41 Modelo tridimensional .................................................................................................................. 111 Grfica 42 Movimientos totales ..................................................................................................................... 112 Grfica 43 Esfuerzos cortantes mximos ........................................................................................................ 113 Grfica 44 Elementos con fallas plsticas ...................................................................................................... 114 Grfica 45 Ejes de estudio .............................................................................................................................. 115 Grfica 46 Sectores de estudio en perfil Eje 1................................................................................................. 116 Grfica 47 Sectores de estudio en perfil Eje 2................................................................................................. 116 Grfica 48 Sectores de estudio en perfil Eje 3................................................................................................. 117 Grfica 49 Sectores de estudio en perfil Eje 4................................................................................................. 117 Grfica 50 Sectores de estudio en perfil Eje 5................................................................................................. 118 Grfica 51 Modelo geotcnico bsico............................................................................................................ 119 Grfica 52 Fallas tpicas ejes 1........................................................................................................................ 120 Grfica 53 Fallas tpicas ejes 2........................................................................................................................ 120 Grfica 54 Fallas tpicas ejes 3........................................................................................................................ 121 Grfica 55 Fallas tpicas ejes 4........................................................................................................................ 121 Grfica 56 Fallas tpicas ejes 5........................................................................................................................ 122 Grfica 57 Modelo bsico eje No.4 ................................................................................................................. 123 Grfica 58 Fallas tpicas retroclculo.............................................................................................................. 124 Grfica 59. Efecto de carga puntual en talud ................................................................................................. 126 Grfica 60. Simulacin de carga vehicular en el talud. ............................................................................ 126 Grfica 61 Seccin con sobrecarga vehicular ................................................................................................. 127 Grfica 62 Fallas tipos con sobrecarga vehicular .......................................................................................... 128 Grfica 63 Modelo bsico tramo tpico con sismo. ........................................................................................ 129 Grfica 64 Factor de seguridad y superficies de fallas en perfil tpico con fuerzas ssmica ............................ 129 Grfica 65 Muro sobre pilas ........................................................................................................................... 132 Grfica 66 Situacin de estabilidad luego de la construccin del muro en la banca y talud inferior ............. 133 Grfica 67 Muro sobre pilas y Anclajes pasivos Talud Superior ..................................................................... 134 Grfica 68 Lneas de falla FS< 1.50 ................................................................................................................. 135 Grfica 69 Esquema solucin muro en planta- son cinco mdulos. ............................................................... 136 Grfica 70 Esquema solucin en alzado ......................................................................................................... 136 Grfica 71 Bateras de anclajes talud superior ............................................................................................... 138 Grfica 72 Solucin con fuerzas ssmicas. ...................................................................................................... 139




Grfica 73 Superficies de fallas mnimas con fuerzas ssmicas ....................................................................... 139 Grfica 74 Modelo FEM .................................................................................................................................. 140 Grfica 75 Cortantes mximos. ...................................................................................................................... 141




1 INTRODUCCION

La Gobernacin de Antioquia ha adjudicado el contrato de obra pblica, a la

empresa PAVCOL S.A.S. 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. PAVCOL SAS presenta

por intermedio de la Empresa Consultora Diseos Vas y Pavimentos SAS los

estudios en el mbito geotcnico, hidrolgico (si corresponde) y estructural de la

solucin de ingeniera en el punto crtico del PK11 + 0400, de la va NARIO

PUENTE LINDA, en departamento de ANTIOQUIA.




2 DESCRIPCION DEL PROBLEMA En el sitio PK11+0400 de la va NARIO PUENTE LINDA, de la antigua Va

Medelln Bogot y que comunica con el Departamento de Caldas, se evidencia

una inestabilidad de magnitud considerable en el talud superior e inferior, en una

zona geolgicamente inestables de suelos geolgicamente jvenes (del

cuaternario) y con alto grado de degradacin por meteorizacin y descomposicin

mecnica y qumica. Esta situacin genera perdida de banca, en donde el sitio en

estudio presenta banca con ancho desde 5.0m hasta 7.0m. Los desprendimientos

y derrumbes son constante en el talud superior, as como los deslizamientos del

talud inferior, con desprendimientos de detritos de magnitud significativa con

volmenes superior a 0.13 m3.

Fotografa 1 Estado del talud superior

FUENTE: PROPIA




Fotografa 2 Flujo de detritos talud inferior

FUENTE: PROPIA

La zona carece de drenaje y subdrenaje, la pluviografa es alta y las zonas de

recargas superficiales son altas, y se evidencia flujos superficiales hacia el talud

inferior.




Fotografa 3 Zonas de recargas en la banca.

FUENTE: PROPIA

La zona del proyecto es boscosa, de significativa pluviografa y prxima regiones

de paramos y de nacimientos de importantes corrientes hdricas.




Grfica 1 Vista 3D de la zona del proyecto

FUENTE: PROPIA PROGRMA MIDS GTS NX.

Del modelo tridimensional, se muestra una geomorfologa local compleja, con

seas de los procesos de inestabilidad histrico, en donde los carcavamientos

producido por los desprendimientos son evidentes en el talud superior e inferior,

en donde son activos los procesos y agentes como la pendientes, la denudacin

de la ladera, el agua de escorrenta incrementan la probabilidad de ocurrencia de

eventos futuros prximos.

Se observa la estreches de la banca y su sensible estado de estabilidad con

pendientes pronunciadas.




Grfica 2 Zona de influencia del proyecto

FUENTE: GOOGLE MAP

La zona de influencia del proyecto corresponde a los lmites de Antioquia y Caldas

en la va Ruta 56 que une a Nario (Antioquia) con Norcasia (Caldas) y est

influenciada por fuentes importantes como el Rio Saman, entre otros.

2.1 CLIMA DE LA REGION

El clima1 en Nario (Antioquia) es tropical. Hay precipitaciones durante todo el

ao en Nario. Hasta el mes ms seco an tiene mucha lluvia. La clasificacin del

1 http://es.climate-data.org//location/34231//




clima de Kppen-Geiger es Af. La temperatura media anual en Nario se

encuentra a 18.8 C. La precipitacin es de 3765 mm al ao.

Grfica 3 Histograma de lluvias y temperaturas

FUENTE: climate-data.org

El mes ms seco es febrero, con 103 mm. El mes de octubre presenta una

precipitacin de 468 mm y corresponde al mes con mayor precipitacin en el ao.




Grfica 4 Medios, mximos y mnimo de temperatura mensual


El mes ms caluroso del ao con un promedio de 19.3 C es marzo. El mes ms

fro del ao es noviembre con un promedio de 18.2 C.

Tabla 1 Precipitacin y temperatura mensual





3 OBJETIVOS

3.1 OBJETIVO GENERAL

Realizar el estudio geotcnico y geolgico del punto crtico ubicado sobre el

PK11+400 de la va que comunica a Nario Puente Linda (Antioquia).

Plantear medidas de mitigacin a efecto de disminuir los adversos efectos del

movimiento de la ladera, particularmente sobre la circulacin vehicular y sobre

el patrimonio directo de los propietarios de las zonas afectadas, considerando

los antecedentes y resultados de las exploraciones geotcnicas y modelos de

la situacin.

Plantear soluciones a las situaciones descritas, inestabilidad o manejos

inadecuados de aguas, a efecto de mejorar las condiciones de transitabilidad

del sector.

3.2 OBJETIVO ESPECIFICO

Identificar las amenazas y los riesgos que presentan el punto crtico estipulado

para estudio partiendo para ello de la visin regional del problema.

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

resultados de modelacin con software especializados.

Estudiar con detalle el punto crtico, para conocer a fondo la dinmica

geolgica-geotcnica del rea, utilizando para esto mtodos basados en

programas de modelacin de alto grado de confiabilidad y sobre todo que




genere bajo ndice de error, elementos finitos, y algunos que proporcionan

informacin sobre las propiedades fsicas y mecnicas de las rocas y suelos

segn las caractersticas encontrada en los sondeos, as como sus

extensiones horizontales y verticales, identificacin de los materiales

caractersticos presentes en el subsuelo, generando un modelo de falla que

sea concorde a lo presentado en la zona.

Plantear solucin desde el punto de vista terico en base a modelos de

comportamiento.

conclusiones y recomendaciones.

4 MARCO TEORICO

Considerando el alcance de los trabajos, que corresponden a obras de

emergencia en un contrato de mantenimiento y/o mejoramiento, con plazos y

trminos definido, se presenta los estudio de un sitio inestable, en base a

auscultacin directa con equipos convencionales, para recuperar muestras que

permitan caracterizar los diferentes estratos que conforman el subsuelos; en base

a la procedimientos aceptados por normas nacionales e internacionales se

realizan los ensayos correspondientes y su interpretacin. Apoyado en concepto

de la literatura tcnica se realiza la conceptualizacin de la falla, que se modela a

equilibrio lmite y por elementos finitos a efecto de obtener una compresin del

fenmeno y plantear una solucin que sea construible en el corto plazo y su

magnitud sea econmicamente viable en el marco del tipo de contrato ya

mencionado.

A lo largo del estudio se van desarrollando conceptos, mtodos y sistemas a fin de

lograr los objetivos propuestos.




Softwares licenciados bsicos:

Slide de Rocscience

Phase 2 de Rocscience

Roclab de Rocscience

Spreat Footing de Bentley

Strater 4 de Golden Software

NovoSPT de Novo Tech

Midas GTS NX

Se considera como bibliografa bsica, adems de los cdigos y normas

vigentes que aplican a este tipo de estudios los siguientes textos:

Suarez, J (1998) Deslizamientos y Estabilidad de Taludes en Zonas

Tropicales. Ediciones UIS.

Bowles, J (1996) Foundation Analysis and Desing 5th Edition,

McGraw-Hill

Estabilidad de Taludes , E Hoek, 1980

Suarez, J (2009) Deslizamientos Anlisis Geotcnico. Divisin de

Publicaciones UIS.

Suarez, J (2009) Deslizamientos Tcnicas de Remediacin. Divisin de

Publicaciones UIS.

Gonzales de Vallejo, L (2006) Ingeniera Geolgica. Pearson Prentice

Hall.

Slope Stability Analysis and Stabilization (2008) YM Cheng and CK

Lau, Routledge London.

Otras fuentes de informacin valoradas son pginas web tcnicas e

informacin existente sobre problemas similares en la regin.




5 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.

El aumento en la frecuencia e intensidad de los fenmenos climticos extremos,

producto de la variacin en las condiciones atmosfricas, ha desencadenado la

ocurrencia de eventos tales como movimientos en masa y erosin generalizada

que afectan las vertientes y partes altas de las cuencas e inundaciones y avenidas

torrenciales que afectan los cauces y la cuenca en su conjunto. Estos eventos no

solo ponen en riesgo la vida de la poblacin, sino que causan afectacin grave a

los bienes y a la naturaleza, repercutiendo en la calidad de vida de la poblacin2.

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

2 EVALUACIN Y ZONIFICACIN DE RIESGOS Y DIMENSIONAMIENTO DE PROCESOS EROSIVOS EN LOS 26

MUNICIPIOS DE LA JURISDICCIN DE CORNARE. - 2011




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.

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.




5.1 PARAMETROS DE RIESGO Y VULNERABILIDAD

SUCEPTIBILIDAD AL DESLIZAMIENTO

PENDIENTE

La pendiente del talud la obtenemos a partir del ngulo de la ladera. 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

deslizado un suelo existe en los taludes de mayor pendiente (mayor ngulo de

talud).

Tabla 2 Parametro por inclinacion del talud

FUENTE: Universidad Politcnica de Catalua.




Grfica 5 Geometria tipca del talud seccion transversal

FUENTE: PROPIA

En este caso el valor del parmetro es 4 para el talud superior y 3 en el talud

inferior.

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

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 3 Parmetro por fractura


En este caso el valor del parmetro es 4, debido al alto grado de fracturamiento de

la roca expuesta en los taludes de la banca.




Fotografa 4 Alto estado de fracturamiento de la roca en el talud de la banca vehicular.

FUENTE: PROPIA

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 4 Parametro por vegetacion


En este caso el valor de los parmetros son 3, debido al carcter semidesnudo del

talud superior e inferior.

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

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 5 Parmetro por volumen del movimiento


En este caso el volumen previsto del deslizamiento potencia ser mayor de

1,500m3, 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.

Tabla 6 Parmetro por afectacin


En este caso se afecta la va secundaria que une Nario con Norcasia en zonas

de alto valor econmico como finca productoras, centros tursticos y energticos,




adems cualquier afectacin a la va se refleja directamente en el Rio Nare, por lo

que el valor de este 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 7 Parametro por pablacion


En este caso, existen en la proximidad del fallo, elementos patrimoniales a menor

de 1000m de la inestabilidad, por lo que el valor del parmetro es de 2.

.

Se determina, la susceptibilidad y vulnerabilidad del sistema.

Tabla 8 Estimacin Susceptibilidad

UBICACIN COMUNIDAD

ID. T

ALU

D

PEN

DIE

NTE

VO

LUM

EN

FRA

CTU

RA

CIO

N

LITO

LOG

IA

TOTA

L P

AR

AM

ETR

OS

PR11+300 NARIO - PUENTE LINDA Nario - Puente Linda 1 4 4 4 3 15

FUENTE: PROPIA




Tabla 9 Estimacion Vulnerabilidad

UBICACIN COMUNIDAD

ID. T

ALU

D

AFEC

TACI

ON

PRO

XIM

IDAD

RIE

SGO

- PO

BLAC

ION

TOTA

L PAR

AMET

ROS

PR11+300 NARIO - PUENTE LINDA Nario - Puente Linda 1 4 2 6 FUENTE: PROPIA

Tabla 10 Estimacin del Riesgo

UBICACIN COMUNIDAD

ID. T

ALU

D

SUSC

EPTI

BIL

IDA

D

VU

LNER

AB

ILID

AD

RIE

SGO

EST

IMA

DO

PR11+300 NARIO - PUENTE LINDA Nario - Puente Linda 1 15 6 90 FUENTE: PROPIA

El valor mximo del riesgo es de 128, en este caso se obtiene un porcentaje de

riesgo del 70%, RIESGO ALTO, segn la tabla de calificacin.

Tabla 11 Calificacin de grado de riesgo.

01FUENTE: Universidad Politcnica de Catalua.




5.2 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, dado el alto grado de hundimiento de la banca y afectacin a la va que

comunica a los Municipios de Guatap San Rafael.

Aqu se recomienda las siguientes acciones mnimas:

Sealizacin preventiva y obligatoria.

Trinchos en madera en el talud inferior para contencin inmediata y no

ocurra perdida de la banca.

Grfica 6 Sealizacin mnima para desvos

FUENTE; FOVIAL




Como obra definitiva se plantea la restitucin de la banca, construccin de muros

rgidos.

6 METODOLOGA O PLAN DE TRABAJO

Para la elaboracin del proyecto y todas las recomendaciones que en l se

plantean se siguieron los siguientes puntos:

6.1 FUENTES DE INFORMACIN

En la elaboracin de este plan se analizaron dos tipos de fuentes de

informaciones; informacin primaria y secundaria

PRIMARIA: Un reconocimiento directo de la zona por parte de los especialistas en

va, geotecnia, geologa, estructuras e Hidrulica, para estimar los problemas

presentes.

Hacen parte de esta informacin la obtenida directamente de ensayos,

exploraciones, topografas

SECUNDARIA: Todos los estudios realizados con anterioridad para apoyarnos en

conceptos, memorias de clculos, estudio de suelos, estimaciones geolgicas y

geotcnicas, bibliografa tcnica numerada en a pie de pgina o como referencia

de citas, etc.

6.2 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.

Implantar sistemas provisionales de lectura de movimientos de la masa en el

sitio, con el fin de conocer el tipo de movimiento presente, la falla que se




evidencia es latente y las condiciones podran cambiar dependiendo de la

velocidad con que se desplaza.

Los ensayos se realizan cumpliendo la metodologa descrita en las siguientes

normas colombianas, las cuales tienen su smil internacional, como se

menciona en las mismas:

Manual de diseo de cimentaciones superficiales y profundas para

carreteras INVIAS.

Normas de ensayo para materiales de carreteras de INVIAS.

Cdigo Colombiano de Diseo Ssmico de Puentes adoptado en 1996.

Reglamento colombiano de Construcciones Sismorresistente NSR-10.

Normas de la American Society for Testing and Materials (ASTM)

Manual Para La Estabilizacin de Obras de Estabilizacin INVIAS

2006




En resumen la metodologa aplicar se muestra esquemticamente.

Grfica 7 Metodologia de diseo

FUENTE: MANUAL DE INGENIERIA DE TALUDES IGME 1987

6.3 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 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 o placas tectnicas, el anlisis inicial en

3D se realiza con el programa Midas GTS NX los modelos bsicos se realizan

con Slide con metodologa de equilibrio lmite y se realiza verificacin y

comprobacin en base a elementos finitos con el programa Phase 2.

Los modelos de cimentacin se realizan con los programas de la casa

Bentley y se verifican con Plaxis 3D Foundation programa de elementos finitos.




7 DESCRIPCION GENERAL DEL PROYECTO

7.1 Localizacin en Suramrica

En la grfica No. 7 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.

Grfica 8 Colombia en Suramrica

FUENTE: IGAC




7.2 Localizacin en Colombia

Grfica 9 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.

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

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

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.




7.3 Localizacin en el Departamento

Grfica 10 Localizacin general del proyecto

FUENTE: www.nario-antioquia.gov.co

El proyecto se encuentra localizado entre el municipio de Nario (Antioquia) y

Norcasia (Caldas), en el PK11+0400 y cercano a la vereda de Puente Linda.

La zona de estudio y de afectacin por el deslizamiento comprende un rea

aproximada de 1500m2, igualmente se hizo un recorrido alrededor de la zona de

aproximadamente 2500m2, para la identificacin de las distintas unidades

geolgicas.

Esta zona se encuentra localizada entre las coordenadas Geogrficas:

Latitud: N 05 35 25.00

Longitud: W 75 06 54.60




Cota: 1099 m.s.n.m

Coordenadas tomadas de Imagen Google Earth 2014, alt. Ojo 1.12Km.

7.4 Municipio de Nario

El Municipio de Nario se encuentra ubicado en la Vertiente Oriental de la

Cordillera Central, concretamente los 53630" de Latitud Norte y a 751035" de

Longitud Oeste (en la Regin suroeste del Departamento de Antioquia). Tiene una

extensin de 313Km2, de los cuales 0.84 Km2 y la Zona Rural 312.16 Km2. La

cabecera Municipal est ubicada a los 1.650 m.s.n.m con una temperatura

promedio de 20, se comunica con Medelln por la carretera Sonsn- La Unin

La Ceja, de la cual dista 150 la mayor parte del territorio presenta suelos

escarpados, las alturas oscilan de Occidente a Oriente as: la parte ms alta se

localiza a los 3.350 m.s.n.m en el alto del Cndor (Pramo de Sonsn) y la ms

baja a los 1.450 m.s.n.m. en la interseccin de los Ros Saman Sur y Negrito.

Los accidentes geogrficos ms importantes son: La Cuchilla del Guanbano

(2.600 mts), Cuchilla de San Gregorio (2.200 mts), Cerro de Balsora y Alto del

Len (1.500 mts). Adems cuenta con los Termales y la Cascada del Espritu

Santo.

Los Ros ms importantes son: El Saman Sur, El Negrito, El San Pedro y el

Venus.

El Centro Poblado de Corregimiento de Puerto Venus est ubicado a 900 m.s.n.m

con una temperatura promedio de 25, dista de la Cabecera Municipal 31 Km.

Nario hace parte adems, del rea de influencia de la Corporacin Autnoma




Regional Rionegro - Nare (CORNARE) y como tal recibe un manejo especial por

parte de sta institucin, en cuanto a la proteccin, reglamentacin y manejo de

los recursos naturales y del ambiente

Las principales cuencas hidrogrficas son:

Cuenca del Rio Negrito: localizada al norte del municipio en lmites con Argelia y

Sonsn. Tiene una extensin de 40.83 kms2 y un permetro de 59900 mts. La

forman 11 quebradas.

Cuenca del Rio Saman Sur: se localiza entre el sur y el oriente del municipio.

Limita con el departamento de Caldas, tiene una extensin de 272.57 kms2 un

permetro de 99.500 mts, compuesta por 22 quebradas.

Subcuenca del Ro Sampedro: tiene una extensin de 133.91 kms2 y un permetro

de 56.750 mts. En esta se encuentra ubicada la cabecera municipal. La conforman

29 quebradas.

Subcuenca del rio Venus: Tiene una extensin de 23.75 kms2 y un permetro de

23.275 mts y se encuentra en el centro poblado del corregimiento integrada por 5

quebradas.

Nario tiene bosque mu hmedo pre montano, bosque mu hmedo montano bajo,

Bosque fluvial montano,

7.5 Economa Nario

El municipio basa su economa en la produccin agrcola dado que la mayor cantidad de

poblacin est ubicada en el rea rural. De igual manera se maneja ganadera a poca

escala, cultivos de caf, caa, pltano, cacao, algunos frutales, algunas hortalizas y




verduras, maderas, estanques pisccolas a baja escala; pero lo normal es que todo sea

para el consumo de las familias.

En lo relacionado con la produccin panelera el municipio cuenta con una Asociacin de

Paneleros y una cooperativa mediante la cual se comercializa parte de la produccin.

En el municipio encontramos tiendas, cantinas, almacenes, carniceras, miscelneas,

papeleras, panaderas etc, donde se pueden conseguir variedad de elementos.

El mercado se realiza cada ocho das (los domingos) en el parque principal del municipio.

Prestan sus servicios a la comunidad entidades tales como: Fiscala, Juzgado, Banco,

Corresponsales no bancarios, empresas de encomiendas, telefona fija, mvil e internet,

estacin de polica y una base militar.

La vida institucional del Balcn Verde de Antioquia est definida por la presencia y

acciones de: Alcalda Municipal con cada una de sus dependencias, emisora local La Voz

de Nario, Empresa Social del Estado Hospital San Joaqun, la Parroquia Nuestra

Seora de las Mercedes, las instituciones y centros educativos, Casa de la Cultura entre

otras.




8 MARCO GEOLOGICO ESTRUCTURAL

8.1 GEOLOGIA REGIONAL

El rea de estudio se caracteriza por presentar una mezcla de diferentes ambientes

geolgicos con contrastes tanto en litologa, como en edad y composicin.

La unidad litolgica principal corresponde a rocas plutnicas del jursico del denominado

batolito de Sonsn, y en algunos es cubierto por depsitos recientes de cada o

descomposicin de la roca principal modificado a arenas de granos gruesos

Grfica 11 Geologa General de la zona de estudio

Zona de estudio




Grfica 12 Ubicacin Cartogrfica del Batolito de Sonsn

El Batolito de Sonsn es un cuerpo intrusivo de contorno rectangular con su dimensin

mayor paralela al eje de la Cordillera Central y un adelgazamiento hacia el sur en forma

de cua. Presenta estructura maciza en la mayor parte del cuerpo, pero con algunas

variaciones locales como facies de borde con desarrollo de estructuras de flujo.

De acuerdo con el anlisis de 39 muestras, su composicin es homognea donde las

rocas que lo constituyen son tonalitas con algunos cuerpos satlites y facies de dioritas,

aplitas y gabros localizadas al occidente del cuerpo principal (Gonzlez, 1980). Las rocas

de la facies predominante son tonalitas y granodioritas de color blanco y negro, moteado,

macizas, con textura hipidiomrfica equigranular, de grano medio y un ndice de color

entre 10 y 25. La textura es hipidiomrfica granular, aunque localmente ocurren texturas




cataclsticas a lo largo de los ros Dulce y Saman Sur producidas por efecto dinmico

posteriores a la cristalizacin, rasgo posterior a la paragnesis gnea

Este cuerpo intruye rocas metamrficas de bajo grado (esquistos micceos y anfiblicos y

cuarcitas) del Complejo Cajamarca y desarrolla una aureola de contacto caracterizada por

la presencia de minerales metamrficos de alto grado como porfiroblastos no orientados

de andalucita, sillimanita y cordierita en los esquistos cuarzosericticos, y de hornblenda y

dipsido en los esquistos anfiblicos, mientras que en las cuarcitas es notoria una textura

polifsica, y estn en equilibrio textural con los formados por metamorfismo regional. En el

extremo suroccidental, el contacto con sedimentitas de la Formacin Abejorral se

caracteriza por la ausencia de una aureola de contacto y las relaciones de campo indican

que las rocas sedimentarias descansan sobre las rocas del batolito sin evidencias de

efectos dinmicos que indiquen actualmente un contacto tectnico.

Para explicar el origen de los batolitos granticos y cuerpos relacionados jursicos en la

Cordillera Central, se puede considerar la hiptesis magmatista (Botero, 1963; Feininger

et al. 1972; Gonzlez, 1980, 1997) o el reemplazamiento in situ de rocas preexistentes

(Radelli, 1967). Sin embargo, las caractersticas tanto de los contactos como algunos

rasgos de composicin y textura en el Batolito de Sonsn, pueden explicarse ms

fcilmente por inyeccin magmtica.

El Batolito de Sonsn presenta una aureola de contacto en las rocas metamrficas del

Complejo Cajamarca con reconstitucin textural. Los minerales de neoformacin estn en

desequilibrio trmico con las paragnesis metamrficas regionales que se encuentran en

el rea, lo cual indica que el batolito debi haberse emplazado como un magma caliente;

adems, en el contacto con rocas esquistosas se encuentran migmatitas que

desaparecen al alejarse del contacto, el neosoma tiene composicin tonaltica y en

muchas partes est en continuidad con las rocas del batolito lo que indica que ste se

gener por una inyeccin magmtica. El predominio de contactos agudos y discordantes

indica el emplazamiento a poca profundidad de un flujo magmtico en la epizona de

Buddington (1959).




8.2 UNIDADES GEOLOGICAS

A continuacin se hace una descripcin de las unidades geolgicas que se pudieron

reconocer tanto en las fotografas areas como durante el reconocimiento de campo:

8.3.1 Rocas de Cmbrico

Estn constituidas principalmente por gneises anfiblicos, aunque en algunos de los

mapas que se consultaron, especialmente el geolgico de Antioquia aparece

cartografiado como esquistos; pero realmente al hacer una observacin directa en los

taludes se pudo constatar de qu se trata de gneises anfiblicos, los cuales encajan ms

dentro de las rocas del precmbrico. Se trata de rocas con textura de grano fino en donde

se puede reconocer un bandeamiento, el cual le da su calificativo de gneis. En general,

dentro del proyecto los cortes que estn afectando estos materiales son escasos, ya que

en los sitios donde aparece la cartografa con estos materiales se encuentran con un

recubrimiento importante de suelo residual y de cenizas volcnicas.

8.3.2 Cuerpo grantico de la zona de Sonsn-Nario

Bajo esta denominacin se agruparon una serie de rocas, las cuales hacen parte de por lo

menos el 90% del trazado de la va. Estn conformadas por un cuerpo de rocas de grano

medio a grueso en algunos casos pegmattico; los cuerpos ms importantes que se

pudieron reconocer estn aflorando en los taludes y tal vez la petrografa ms

representativa la constituyen las cuarzodioritas, en algunos sectores disminuye el

contenido de cuarzo pero de todas maneras est presente en la mayora de los

afloramientos. Es muy frecuente encontrar la presencia de feldespatos, los cuales debido

a las condiciones climticas se han alterado y han generado una serie de suelos

residuales en algunos casos de tipo limo arenoso, estos tambin estn sepultados bajo

cenizas volcnicas.




8.3.3 Recubrimiento de cenizas volcnicas

Constituye una unidad de gran importancia dentro del proyecto, pero tal vez en el sector

donde presenta mayores exposiciones corresponde al tramo comprendido entre el

PR0+000 y PR11+400, all en este sector es frecuente encontrar en los cortes de la va

una serie de materiales volcnicos conformados por cenizas alteradas y afectadas por

agrietamientos verticales, los cuales reposan en algunos sitios ya bien sea directamente

en la roca sana pero en la mayora de los casos estn sobre los suelos residuales de los

granitos. La mayora de los taludes en este sector estn desarrollados sobre suelos

residuales de los granitos.

8.3.4 Depsitos Coluviales

Se trata de depsitos locales constituidos principalmente por bloques de cuarzodioritas

embebidos en una matriz arcillosa, con abundante humedad, se destacan principalmente

en algunos sectores comprendidos entre Nario y la zona del Pramo, estos llegan a

constituir en algunos casos masas deslizantes que han afectado en algunos tramos la va.

8.3.5 Flujos de tierra

Estos flujos de tierra que son derivados de la erosin de los suelos residuales de los

granitos y de las cenizas, se han depositado en las depresiones recientes cercanas al

Pramo de Sonsn y en la cuenca del ro del mismo nombre. Estn constituidas

principalmente por arcillas orgnicas con abundante humedad y tambin algunas arcillas

de tipo caolintico, derivadas de los suelos residuales; son bastante hmedos y debido al

corte de la va en el pasado presentaron algunas dificultades de inestabilidad y han

dejado geoformas de antiguos deslizamientos

.

8.3 GEOLOGIA ESTRUCTURAL

Observando las fotografas areas y el estado de la roca, se puede apreciar que en la

zona se present un tectonsmo relativamente intenso aunque enmascarado por las

cenizas volcnicas. Tal vez el sector de mayor presencia de lineamientos dejados por




fracturas lo constituye el tramo comprendido entre Nario y el desvo para Argelia, en

donde se pueden apreciar fallas con un rumbo N 45 E, de tipo vertical. Tambin es notorio

de que la mayor parte de los fenmenos de remocin en masa que involucran cadas de

roca estn afectados por el sistema de diaclasas, se realizaron levantamientos para los

casos ms representativos en donde se presentan dificultades de cada de roca

provocados por esta discontinuidades, esto se menciona con mayor detalle en la parte de

anlisis de ensayos y determinaciones in situ.

8.4 ANLISIS GEOMORFOLGICO.

Observando las fotografas areas y el estado de la roca, se puede apreciar que en la

zona se present un tectonsmo relativamente intenso aunque enmascarado por las

cenizas volcnicas. Tal vez el sector de mayor presencia de lineamientos dejados por

fracturas lo constituye el tramo comprendido entre Nario y el desvo para Argelia, en

donde se pueden apreciar fallas con un rumbo N 45 E, de tipo vertical. Tambin es notorio

de que la mayor parte de los fenmenos de remocin en masa que involucran cadas de

roca estn afectados por el sistema de diaclasas, se realizaron levantamientos para los

casos ms representativos en donde se presentan dificultades de cada de roca

provocados por esta discontinuidades, esto se menciona con mayor detalle en la parte de

anlisis de ensayos y determinaciones in situ.

Como ya se ha mencionado, la zona hace parte del Oriente del batolito de Antioquia y las

rocas que predominan en el sector corresponden a rocas gneas intrusivas con algunos

recubrimientos de cenizas volcnicas. En cuanto al drenaje, en la vertiente del ro Sonsn,

se puede apreciar que es genticamente subsecuente controlado seguramente por

lineamientos de fallas, que estn enmascarados por la presencia de cenizas volcnicas.

En cuanto a la integracin del drenaje se puede decir que es buena, es decir que todos

los cauces tienen continuidad. El patrn para el ro Sonsn corresponde a un patrn de

drenaje dendrtico con algn control tectnico de tipo ortogonal o angular, especialmente




en las cercanas de la zona de Ro Arriba, en donde el ro Sonsn cambia su direccin,

aparentemente por una fractura importante en el batolito.

Desde el punto de vista de zonas homogneas desarrolladas en el proceso de

geomorfologa, son notorias 2 unidades: La unidad del Valle del ro Sonsn que

corresponde a un sector de colinas redondeadas cubiertas por cenizas volcnicas y sobre

los cuales se desarrolla un patrn de cultivos principalmente de pastos. La zona

correspondiente a lo que es el Pramo de Sonsn y las cabeceras del ro Negrito

incluyendo Nario que corresponden a un frente de levantamiento relativamente reciente,

afectado por lineamientos de falla y cauces o valles profundos; en este sector

geomorfolgicamente se pueden apreciar las descargas originadas por la desintegracin

de los suelos residuales, especialmente sobre los afluentes del nacimiento del ro. Desde

el punto de vista de patrn geomorfolgico se puede considerar como una unidad

homognea desde el Pramo hasta la zona de Nario. En cuanto a los fenmenos de

remocin en masa, en la zona de la cuenca del ro Sonsn son relativamente escasos, los

que se han podido detectar son principalmente los flujos de tierra en los afluentes del ro y

que han originado algunos procesos de inestabilizacin de los taludes que pueden tener

implicaciones para la ampliacin de esta va.

Otros fenmenos de remocin en masa lo constituyen las pequeas cadas a lo largo de

los taludes de los suelos residuales, en cuanto a la erosin la zona del ro Sonsn no

presenta mayores dificultades o fenmenos de este estilo, pero algunos sectores,

especialmente en los cortes altos se presentan surcos y crcavas. En la zona del pramo

y la comprendida entre el kilmetro 14 son muy frecuentes las formaciones de crcavas

dentro de los suelos residuales, se aprecian fenmenos de erosin bastante intensos en

taludes interiores de la va, que se mencionarn en las zonas inestables.




9 TRABAJOS DE CAMPO

9.1 LEVANTAMIENTO TOPOGRAFICO

A efecto de cartografiar geolgica y geotcnicamente la zona se realizaron

trabajos de levantamiento topogrfico, se muestra la ubicacin de los sondeos.

Grfica 13 Levantamiento topogrfico descripcin del problema

FUENTE: PROPIA

9.2 EXPLORACIN GEOTCNICA

La exploracin de campo fue programada para cubrir el rea geotcnica a

muestrear con sondeos con profundidades hasta de 20m en dos (2) puntos,

localizados en la banca prxima al talud superior, y se compara con exploraciones

realizadas anteriores en la zona para llegar a un perfil estratigrfico.

A Puente Linda

A Nario

Sondeo 1

Zona Fallada

PK11+400 Sondeo 2




La altura de sondeo con respecto al nivel medio del mar es:

Sondeo 1: 1099 m

Sondeo 2: 1099 m

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

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 La Norma

Colombiana de Diseo de Puentes LRFD CCP 14 en la Seccin 10 y Seccin 11

y el Manual de Diseo de Cimentaciones Superficiales y Profundas para

Carreteras de INVIAS del 2013.

Dada los prediseos, se estima muros de altura mxima de 3m y pilas de

aproximadamente 10m de profundidad para un total de aproximadamente 19m de

desplante de estructura total, considerando que el muro ser tipo receptor a efecto

de disminuir la cada de material a la va.

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).

Proponiendo un dimetro de pilas de 1.20m la profundidad mnima de perforacin

es de 16m.

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.

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




Los resultados de los mismos se muestran en las siguientes tablas (se anexa

reporte de laboratorio).

Tabla 12 registro sondeo No.1

Hojas: 1

1 12/06/2015

Terminacin: 12/06/2015

Pro

fundid

ad (m

)

Dia

metr

o Int. T

ubo d

e

Perf

ora

cio

n

Muestr

a N

o

Muestr

eador

Golp

e/N

spt

Muestr

eador

Dia

metr

o E

xt. T

ubo d

e

Perf

ora

cio

n

Niv

el de F

reatico (m

)

Estr

ato

s

12

21

1.45 2222

192.45 22

24

263.45

geotecnia km11+400 nariÑo - puente linda ver0 (reparado) jjlr

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