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ESTUDIO GEOLOGICO, GEOTECNICO, GEOMORFOLOGICO, GEOLOGICO Y DE ESTABILIDAD DE TALUDES PARA EL TALUD UBICADO EN EL BARRIO LA TRINIDAD EN EL MUNICIPIO DE FLORIDABLANCA-SANTANDER. TOMAS TORRES CAMACHO OSCAR ARMANDO PISCIOTTI ROJAS SAMANTA BARRERA MÁRQUEZ UNIVERSIDAD DE SANTANDER ESPECIALIZACIÓN EN GEOTECNIA AMBIENTAL BUCARAMANGA 2015
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ESTUDIO GEOLOGICO, GEOTECNICO, GEOMORFOLOGICO, GEOLOGICO Y DE ESTABILIDAD DE TALUDES PARA EL TALUD UBICADO EN EL BARRIO
LA TRINIDAD EN EL MUNICIPIO DE FLORIDABLANCA-SANTANDER.
TOMAS TORRES CAMACHO
OSCAR ARMANDO PISCIOTTI ROJAS
SAMANTA BARRERA MÁRQUEZ
UNIVERSIDAD DE SANTANDER
ESPECIALIZACIÓN EN GEOTECNIA AMBIENTAL
BUCARAMANGA
2015
ESTUDIO GEOLOGICO, GEOTECNICO, GEOMORFOLOGICO, GEOLOGICO Y
DE ESTABILIDAD DE TALUDES PARA EL TALUD UBICADO EN EL BARRIO
LA TRINIDAD EN EL MUNICIPIO DE FLORIDABLANCA-SANTANDER.
TOMAS TORRES CAMACHO
OSCAR ARMANDO PISCIOTTI ROJAS
SAMANTA BARRERA MÁRQUEZ
TRABAJO DE GRADO COMO REQUISITO PARA OPTAR AL TÍTULO DE
ESPECIALISTA EN GEOTECNIA AMBIENTAL
UNIVERSIDAD DE SANTANDER
ESPECIALIZACIÓN EN GEOTECNIA AMBIENTAL
BUCARAMANGA
2015
3
CONTENIDO
Pág.
INTRODUCCION .................................................................................................. 10
1. ESTUDIO HIDROGEOLOGICO, GEOTECNICO, GEOMORFOLOGICO,
GEOLOGICO Y DE ESTABILIDAD PARA EL TALUD UBICADO EN EL BARRIO
LA TRINIDAD EN EL MUNICIPIO DE FLORIDABLANCA-SANTANDER ............. 11
1.1 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA (DESCRIPCIÓN DE LA REALIDAD A
ESTUDIAR) .......................................................................................................... 11
1.2 FORMULACIÓN DEL PROBLEMA ................................................................. 11
1.3 OBJETIVO GENERAL .................................................................................... 11
1.4 OBJETIVOS ESPECÍFICOS ........................................................................... 12
2. JUSTIFICACIÓN ............................................................................................... 13
3. MARCO TEÓRICO ........................................................................................... 14
3.1 ANTECEDENTES ........................................................................................... 14
3.2 MARCO REFERENCIAL ................................................................................ 17
3.2.1 Modelos geológicos ..................................................................................... 17
3.2.1.1 Geología regional. ..................................................................................... 17
3.2.1.2 Suelos de la formación Bucaramanga. ...................................................... 19
3.2.1.3 Suelo del miembro limo rojos (Sfl2)........................................................... 19
3.2.1.4 Suelos del miembro gravaso (Sft2). .......................................................... 20
3.2.1.5 Suelos coluviales activos (Sco1). .............................................................. 21
3.2.1.6 Geología estructural. ................................................................................. 21
3.2.1.7 Geología local. .......................................................................................... 22
3.2.1.7 Geología local. .......................................................................................... 22
3.2.1.8 unidades geológicas superficiales. ............................................................ 24
3.2.2 Factores considerados para caracterizar las unidades de suelo .................. 25
4
3.2.3 Litología ....................................................................................................... 26
3.2.4 Grado de meteorización ............................................................................... 26
3.2.5 Suelo de laderas .......................................................................................... 27
3.2.5.1 Suelos coluviales activos. ......................................................................... 27
3.2.5.2 Suelos coluviales inactivos. ...................................................................... 29
3.2.5.3 Suelos antropicos ..................................................................................... 30
3.2.6 Unidad geomorfológicas .............................................................................. 31
3.2.7 Geo formas de origen denudacional ............................................................ 32
3.2.7.1 Depósitos de ladera de coluviales activos. ................................................ 32
3.2.7.2 Depósitos de ladera de coluviales inactivos. ............................................. 34
3.2.7 Geoformas de origen antrópico .................................................................... 34
3.2.7.1 lleno de basuras y escombros................................................................... 34
3.2.7.2 Llenos de escombros asociados a tierras. ................................................ 35
3.2.7.3 Llenos de material asociado a laderas explanadas. .................................. 36
3.2.8. Modelo geotécnico ...................................................................................... 37
3.2.8.1 Criterios utilizados. .................................................................................... 37
3.3 MARCO CONCEPTUAL ................................................................................. 41
3.4 MARCO CONTEXTUAL ................................................................................. 47
3.4.1 Aspectos generales del Municipio de Floridablanca ..................................... 47
3.5 MARCO LEGAL .............................................................................................. 50
4. DISEÑO BÁSICO METODOLÓGICO ............................................................... 51
4.1 TIPO DE ESTUDIO......................................................................................... 51
4.2 MÉTODOS Y TÉCNICAS DE RECOLECCIÓN DE DATOS............................ 51
4.3 TRABAJO DE CAMPO ................................................................................... 52
4.3.1 Topografía del área del proyecto ................................................................. 52
4.3.2 Trabajo de campo geotécnico ...................................................................... 58
4.3.2.1 exploraciones mediante sondeos geo mecánicos. .................................... 58
4.3.2.2 Muestreador doble barril. .......................................................................... 58
5
4.3.2.3 Muestreador del ensayo de penetración estándar (SPT) de 2 pulgadas de
diámetro exterior. .................................................................................................. 59
4.3.2.4 Exploración mediante trincheras. .............................................................. 60
4.4 ANÁLISIS DE DATOS .................................................................................... 64
4.4.1 Ensayos de laboratorio ................................................................................ 64
4.4.1.1 Ensayo de resistencia en suelo. ................................................................ 64
4.4.1.2 Evaluación de amenaza por remoción en masa ........................................ 66
4.4.1.3 Resultados de la evaluación de la amenaza por fenómenos de remoción en
masa talud la trinidad. ........................................................................................... 73
4.4.1.4 Medidas de mitigación. ............................................................................. 75
4.4.2 Diseños de anclajes ..................................................................................... 76
4.4.2.1 Diseño de anclajes activos ........................................................................ 76
4.4.2.2 Resultados obtenidos de la refracción sísmica. ........................................ 79
4.4.3 Interpretación de los resultados ................................................................... 80
5. CONCLUSIONES ............................................................................................. 81
BIBLIOGRAFIA ..................................................................................................... 82
6
LISTA DE TABLAS
Pág.
Tabla 1. Unidades geológicas superficiales (UGS) ............................................ 25
Tabla 2. Clasificación genética de las unidades de los suelo. ............................ 27
Tabla 3. Unidades geológicas superficiales (UGS) ............................................ 32
Tabla 4. Correlación entre el número de golpes del ensayo STP y la densidad
relativa de suelos granulares. .............................................................. 37
Tabla 5. Correlación entre el número de golpes del ensayo SPT y la consistencia
de suelos cohesivos. ............................................................................ 37
Tabla 6. Caracterización calidad de la roca en función del RQD. ....................... 38
Tabla 7. Caracterización calidad de la roca en función de la resistencia a la
compresión uniaxial ............................................................................. 38
Tabla 8. Normatividad vigente ........................................................................... 50
Tabla 9. Coordenadas de amarres..................................................................... 52
Tabla 10. Coordenadas de deltas de levantamiento. ........................................... 54
Tabla 11. Relación de ensayos de corte directo realizados. ................................ 65
Tabla 12. Parámetros de resistencia.................................................................... 65
Tabla 13. Términos de referencia de clasificación de área .................................. 66
Tabla 14. Resistencia ultima de la interface suelo/lechada a lo largo de la zona del
bulbo .................................................................................................... 77
Tabla 15. Valores de resistencia .......................................................................... 78
7
LISTA DE FIGURAS
Pág.
Figura 1. Perfil geotécnico deslizamiento Barrio Reposo -Santa Helena -
Floridablanca ..................................................................................... 15
Figura 2. cálculo y verificación del terreno para la construcción del espectro de
diseño ................................................................................................ 17
Figura 3. Modelo estructural del Área Metropolitana de Bucaramanga y
localización aproximada del barrio La trinidad. ................................... 22
Figura 4. Geología local .................................................................................... 38
Figura 5. Caracterización geotécnica sondeo 1 ................................................ 39
Figura 6. Caracterización geotécnica sondeo 2 ................................................ 40
Figura 7. Dibujo topográfico .............................................................................. 53
Figura 8. Muestreador doble barril .................................................................... 59
Figura 9. Ensayo sísmico de refracción. ........................................................... 64
Figura 10. Localización de perfil para estabilización de taludes .......................... 68
Figura 11. Análisis de estabilidad del talud perfil 1, condición estática nivel
freático superficial. ............................................................................. 69
Figura 12. Correlación entre aceleración máxima y coeficiente sísmico. ............ 70
Figura 13. Análisis de estabilidad del talud perfil 1, condición seudo-estática nivel
freático superficial. ............................................................................. 71
Figura 14. Escenario 3: análisis estático con obras de mitigación. ...................... 72
Figura 15. Análisis de estabilidad del talud perfil 1, condición seudo - estática con
obra de mitigación. ............................................................................. 72
Figura 16. Perfil con obras de mitigación. ........................................................... 76
Figura 17. Resultado ensayo ReMi N°. 1, valores de velocidad de onda de corte
Vs. ..................................................................................................... 79
8
LISTA DE MAPAS
Pág.
Mapa 1. Zonas de amenaza municipio de Floridablanca ...................................... 15
Mapa 2. Unidades geológicas superficiales regionales y localización de zonas
estudiadas.............................................................................................. 18
Mapa 3. Mapa general por comunas del municipio de Floridablanca ................... 47
Mapa 4. Hidrografía principal del Municipio de Floridablanca ............................... 48
Mapa 5. Amenaza condición estática con niveles freáticos superficiales. ............. 73
Mapa 6. Amenaza condición seudo estática con niveles freáticos superficiales. .. 74
Mapa 7. Mapa de amenaza condición estática con obras de mitigación. .............. 74
Mapa 8. Amenaza condición seudo estática con obras de mitigación ................... 75
9
LISTA DE FOTOGRAFIAS
Pág.
Fotografía 1. Sector al SW de la zona de estudio. Vista al NW. ............................ 28
Fotografía 2. Sector SW de la zona de estudio. Visto al SW................................. 29
Fotografía 3. Sector al NE de la zona de estudio. Visto al SW .............................. 30
Fotografía 4. Sector al NE de la zona de estudio. Visto al NW ............................. 31
Fotografía 5. Sector al SW de la zona estudiada. Visto al SW .............................. 33
Fotografía 6. Sector NW de la zona de estudio. Visto al SW ................................ 34
Fotografía 7. Sector al NW de la zona de estudio. Visto al SE .............................. 35
Fotografía 8. Sector NW de la zona de estudio. Visto al NE ................................. 36
Fotografía 9. Sector al NE de la zona de estudio. Visto al SW .............................. 36
Fotografía 10. Delta N° 1 ...................................................................................... 55
Fotografía 11. Armada delta N° 1 ......................................................................... 55
Fotografía 12. Vista de talud delta 1 ..................................................................... 55
Fotografía 13. Delta N° 2 ...................................................................................... 56
Fotografía 14. Vista delta N° 2 .............................................................................. 56
Fotografía 15. Vista delta N° 2 .............................................................................. 56
Fotografía 16. Vista delta N° 3 .............................................................................. 57
Fotografía 17. Visita talud delta N° 3 .................................................................... 57
Fotografía 18. Top. Talud paramentos .................................................................. 57
Fotografía 19. Vista delta N° 1 .............................................................................. 58
Fotografía 20. Muestreador del ensayo de penetración estándar ......................... 59
Fotografía 21. Perforación SM-001 ....................................................................... 60
Fotografía 22. Perforación SM-002 ....................................................................... 60
Fotografía 23. Trinchera No.1 ............................................................................... 61
Fotografía 24. Sismógrafo geometrics GEODE .................................................... 62
Fotografía 25. Geófonos de 4.5 y 14 HZ ............................................................... 62
Fotografía 26. Línea de refracción sísmica No.1 ................................................... 64
10
INTRODUCCION
Los movimientos en masa se presentan debido a factores del entorno, de tipo
geológico, fisiográfico y climático, que en conjunto generan la susceptibilidad
natural del suelo. Por otra parte, los factores conocidos como antrópicos, están
directamente relacionados con el uso del suelo y las actividades socioeconómicas
que en el tiempo reflejan el efecto causado sobre el territorio y permiten a su vez
identificar las amenazas y riesgos.
Desde hace un tiempo, se han registrado una serie de procesos erosivos y de
remoción en el talud ubicado en el barrio La trinidad, donde se puede observar un
talud intervenido antropicamente con pendientes muy fuertes expuesto a la acción
directa de los factores meteorizantes. Este proyecto presenta los resultados del
estudio de estabilización realizado en el sector y a partir de dichos resultados, se
proponen una serie de medidas correctivas tendientes a garantizar la estabilidad
de las viviendas ubicadas en la parte superior del talud.
Con el propósito de definir una propuesta adecuada, se realiza una evaluación
interdisciplinaria, que incluye estudios hidrogeológicos, geológicos,
geomorfológicos, y geotécnico, además de la exploración del subsuelo, a fin de
determinar los parámetros que permitan identificar el tipo de material presente en
la zona, y con el estudio económico, proponer medidas de mitigación y de
corrección al proceso de erosión.
Las medidas estarán incluidas en una alta gama de obras de ingeniería: obras de
estabilización, obras de control de aguas y un sistema de subdrenajes, entre otras.
El principal factor de determinación de estas medidas es la disminución y
mitigación de los efectos de la erosión, pero el factor económico también jugará un
papel importante en la
11
1. ESTUDIO HIDROGEOLOGICO, GEOTECNICO, GEOMORFOLOGICO,
GEOLOGICO Y DE ESTABILIDAD PARA EL TALUD UBICADO EN EL BARRIO
LA TRINIDAD EN EL MUNICIPIO DE FLORIDABLANCA-SANTANDER
1.1 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA (DESCRIPCIÓN DE LA REALIDAD A
ESTUDIAR)
El barrio La Trinidad localizado al nororiente de la cabecera del municipio de
Floridablanca, se caracteriza por tener suelos subsuperficiales correspondientes a
arenas gravo-arcillosas, cementadas por óxidos de hierro sobre mantos gravosos
y algo conglomeráticos; estos suelos presentan generalmente aumento del nivel
freático, afloramientos de aguas subterráneas y activación de zonas altamente
sensibles a procesos erosivos, estos factores, sumado a detonantes como las
fuertes precipitaciones, los movimientos telúricos y las afectaciones antrópicas por
la localización de asentamientos humanos, hace necesario un estudio detallado de
la zona, con el objetivo de plantear obras de estabilización.
1.2 FORMULACIÓN DEL PROBLEMA
¿Cuáles son los factores que influyen en la desestabilización del talud localizado
en la carrera 18 con calle 59 del barrio La Trinidad del municipio de Floridablanca /
Santander?
1.3 OBJETIVO GENERAL
Realizar el estudio geotécnico, geomorfológico, geológico y de estabilización del
talud, localizado en la carrera 18 con calle 59 del barrio La Trinidad del municipio
de Floridablanca / Santander.
12
1.4 OBJETIVOS ESPECÍFICOS
1. Realizar los estudios geológicos y geotécnicos del suelo presente en el área del
proyecto, mediante estudio de campo y ensayos de laboratorio.
2. Caracterización geotécnica de las series estratigráficas que conforman el área
del proyecto.
3. Realizar el diagnóstico del comportamiento de la estabilidad de los suelos del
área del proyecto mediante las características geológicas y geotécnicas.
4. Realizar un análisis detallado de amenaza por fenómenos de remoción en
masa.
13
2. JUSTIFICACIÓN
Más de 45 viviendas y 30 familias ubicadas específicamente en la carrera 18 con
calle 59 del Barrio la Trinidad del Municipio de Floridablanca, se encuentran en
riesgo debido a la inestabilidad de la ladera, que podría ocasionar un
deslizamiento de tierra que sepultaría a la mitad del barrio.
Por esta razón, es importante realizar en la zona de influencia un estudio
hidrogeológico, geotécnico, geomorfológico, geológico y de estabilidad del talud
comprometido, con el fin de establecer soluciones para los problemas encontrados
en ese tramo específico por medio de una descripción detallada de procedimientos
constructivos, que faciliten la estabilidad del sector.
14
3. MARCO TEÓRICO
3.1 ANTECEDENTES
Los municipios que componen la denominada Área Metropolitana De
Bucaramanga presentan constantemente problemas relacionados con
movimientos en masa que afectan de manera significativa a los habitantes de los
sectores de ladera y los que se han localizado en las zonas de los lechos de las
quebradas y conos de deyección también llamados abanicos aluviales de las
mismas. La presencia de este tipo de eventos se ve incrementada en especial en
temporadas de lluvias intensas y se ven favorecidos también por la constante
actividad sísmica del denominado Nido Sísmico de Bucaramanga y la permanente
actividad antrópica que modifica el uso del suelo realizando cortes, rellenos y en
general modificando las condiciones morfológicas del terreno.1
Según el estudio de INGEOMINAS- 2009, El Municipio de Floridablanca presenta
zonas de amenaza alta y muy alta, correspondiendo concentraciones
poblacionales, dentro de las que se encuentran: Altos de Bellavista, Panorama -
La Cumbre, Santa Helena, Oasis, Los Robles, García Echeverry, Florida
Campestre, Altos de Florida, Portal de Israel, Valverdi, Portal de Santana,
Laureles, Esmeralda, Reposo Occidental, Santa Inés, Alares, La Trinidad,
Belencito y Los Olivos, entre otros, como se puede ver en el siguiente mapa.
1 CALVECHE, M.. 2009.zonificación de amenaza por movimientos en masa de algunas laderas de los municipios de Bucaramanga, Floridablanca, Grón – revisión, Subdirección de Amenazas Geológicas y Entorno ambiental. Ministerio de Minas y Energía Instituto Colombiano de Geología y Minería
15
Mapa 1. Zonas de amenaza municipio de Floridablanca
Fuente: Estudio de “Zonificación Sismo geotécnica Indicativa del Área Metropolitana de Bucaramanga.2001. Ministerio de Minas y Energía Instituto Colombiano de Geología y Minería
De igual manera el estudio de INGEOMINAS -2009, realizó el levantamiento del
perfil geotécnico del deslizamiento del sector del Reposo- Santa Helena, el cual
colinda con el Barrio la Trinidad, cuyo resultado fue el siguiente:
Figura 1. Perfil geotécnico deslizamiento Barrio Reposo -Santa Helena -
Floridablanca
Fuente: CALVECHE, M.2009.zonificación de amenaza por movimientos en masa de algunas laderas de los municipios de Bucaramanga, Floridablanca, Grón – revisión, Subdirección de
Amenazas Geológicas y Entorno ambiental. Ministerio de Minas y Energía Instituto Colombiano de Geología y Minería
La trinidad
16
Se pudo constatar que las capas buzaban horizontalmente y además que el nivel
freático se encontraba profundo. Sin embargo durante posteriores visitas decampo
se comprobó que el nivel freático se encontraba relativamente alto, sobretodo en
épocas de lluvias.
Mediante la documentación y aplicación de los resultados obtenidos en el estudio
de “Zonificación Sismogeotécnica Indicativa del Área Metropolitana de
Bucaramanga (INGEOMINAS, 2001)”, en la cual se obtuvieron valores
“indicativos” de la aceleración máxima horizontal a nivel superficial (PGA), de
acuerdo a modelos y análisis preliminares de la respuesta sísmica local del
subsuelo.
Con base en lo anterior y de acuerdo a la cartografía de Unidades Geológicas
Superficiales (UGS) elaborada para este proyecto a escala 1:5.000, se definieron
tres (3) microzonas de
respuesta sísmica, así:
Zona 1 (Roca): Esta zona comprende los materiales rocosos duros, intermedios y
blandos, suelos residuales de poco espesor sobre manto rocoso y suelos muy
duros correspondientes al miembro Órganos.
Zona 2 (Suelo Rígido): Esta zona corresponde a depósitos de suelo duro
correspondientes a los miembros Gravoso, Finos y Limos Rojos, así como a
depósitos y terrazas aluviales moderadamente compactas de poco a moderado
espesor. Además, comprende a los suelos coluviales y de flujos de escombros
antiguos y recientes, así como a los depósitos aluviales localizados en las rondas
de los ríos.
17
Zona 3 (Llenos): Corresponde a los principales llenos de origen antrópico
identificados, conformados principalmente por material de excavación, escombros
de construcción y basuras.
Figura 2. cálculo y verificación del terreno para la construcción del espectro de
diseño
Fuente: Estudio de “Zonificación Sismo geotécnica Indicativa del Área Metropolitana de Bucaramanga.2001. Ministerio de Minas y Energía Instituto Colombiano de Geología y Minería
3.2 MARCO REFERENCIAL
3.2.1 Modelos geológicos
3.2.1.1 Geología regional. De acuerdo con el mapa geológico de la Zonificación
Sismo geotécnica indicativa del Área Metropolitana de Bucaramanga
(INGEOMINAS, 2001) y el Mapa de Unidades Geológicas Superficiales (UGS) del
estudio de Zonificación de Amenaza por Movimientos en Masa de algunas laderas
de los municipios de Bucaramanga, Girón y Floridablanca (INGEOMINAS, 2009),
el Barrio Trinidad donde se localiza el sector estudiado esta sobre depósitos
cuaternarios de la formación Bucaramanga.
A continuación se hace una descripción de las unidades utilizando las siglas del
estudio de la Zonificación de Amenaza por Movimientos en Masa de algunas
18
laderas de los municipios de Bucaramanga, Girón y Floridablanca (INGEOMINAS,
2009) y las siglas correspondientes de la geología realizada en la Zonificación
Sismo geotécnica indicativa del Área metropolitana de Bucaramanga
(INGEOMINAS, 2001). La parte alta del Barrio está en suelos del Miembro Limos
Rojos (Formación Bucaramanga) (Sfl2-Qblr)), sobre este mismo y de manera
puntual hay suelos asociados a depósitos cuaternarios de Coluvión Activo (Sco1),
en la parte baja y en contacto se hallan suelos del Miembro Gravoso (Formación
Bucaramanga) (Sft2-Qbg).
Se describen a continuación únicamente los suelos que afloran en el sector del
barrio Trinidad, ésta descripción regional se basa en la información geológica que
se presenta en los estudios del INGEOMINAS (2001 y 2009).
Mapa 2. Unidades geológicas superficiales regionales y localización de zonas
estudiadas.
Fuente: CALVECHE, M.. 2009.zonificación de amenaza por movimientos en masa de algunas laderas de los municipios de Bucaramanga, Floridablanca, Grón – revisión,
Subdirección de Amenazas Geológicas y Entorno ambiental. Ministerio de Minas y Energía Instituto Colombiano de Geología y Minería
19
3.2.1.2 Suelos de la formación Bucaramanga. El nombre de la formación
Bucaramanga fue inicialmente propuesto por Hubach (1952), se trata de un
importante depósito sedimentario de edad cuaternaria, que morfológicamente
corresponde a un abanico aluvial erosionado, posiblemente asociado en su mayor
parte al rio surata, acumulado sobre una depresión de origen tectónico, sobre el
cual se ubica el casco urbano de la ciudad de Bucaramanga. El espesor del
depósito aumenta de oriente a occidente y aunque el valor real de este se
desconoce, siendo actualmente motivo de investigación, algunos cortes
geológicos permiten estimar, en los sectores mas espesos, valores promedio
cercanos a los 250 metros.
Teniendo en cuenta las clasificaciones hechas por Hubach (1952) y Niño y Vargas
(1992), INGEOMINAS (2001) propuso dividir la formación Bucaramanga, de base
a techo, en los siguientes miembros: Órgano (Qbo), finos (Qbg) y limos rojos
(Qblr).
De acuerdo con las dataciones paleomagnéticas publicadas en el proyecto
hidroeléctrico Fonse-suarez, la parte más antigua de la formación Bucaramanga
tiene unos 730.000 años ubicándola dentro del Pleistoceno medio-superior
(INGEOMINAS 2001)2.
3.2.1.3 Suelo del miembro limo rojos (Sfl2). Nivel definido por Julivert (1963).
Regionalmente este miembro se localiza hacia la parte alta del sector urbanizado
de Bucaramanga y Floridablanca, aunque no en forma uniforme. Está constituido
por arenas arcillosas gravosas y lomos de colores rojizos, amarillentos y naranjas.
Tiene presencia esporádica en bloques angulares de areniscas asociados
superficialmente a este miembro; estos cantos pueden estar embebidos dentro de
limos rojos y se caracteriza por estar meteorizados. En estado seco presentan
2 Estudio de “Zonificación Sismo geotécnica Indicativa del Área Metropolitana de Bucaramanga.2001. Ministerio de Minas y Energía Instituto Colombiano de Geología y Minería
20
buena consistencia, pero en presencia de agua esta disminuye noblemente
facilitando la erosión.
3.2.1.4 Suelos del miembro gravaso (Sft2). Definido por Niño y Vargas (1992),
ubicado sobre la escarpa occidental y norte de Bucaramanga, también conforma
los escarpes superiores de la parte alta del nacimiento de la quebrada La Iglesia,
en los alrededores de los barrios Lagos del cacique, Diamante II y San Luis. Otras
secciones importantes se localizan en los barrios La cumbre, La feria, Polvorines,
don Bosco y la vía a Café Madrid. La morfología que presenta el miembro Gravoso
es similar a la del órgano en los sectores de los valles de las quebradas, pero
hacia la parte sur de la quebrada La iglesia la morfología corresponde a colinas
suaves onduladas, con un drenaje detrítico.
Su espesor varía entre 8 y 30 metros, presenta niveles gravosos, gravo lodoso.
Los cantos son en su mayor parte tamaño grava, de diámetro promedia 15
centímetros y bloques de roca, en menor cantidad, hasta de 0.8 metros de
diámetro, subangulares a subredondeadas, en matriz areno arcillo limosa, color
pardo rojizo, rojizo y ocre pálido; en general el depósito es matriz soportado,
aunque localmente se presenta clasto soportado.
El contacto inferior con el miembro finos es neto, continuo y suavemente onduloso,
y el contacto con el miembro limo rojos es gradacional. Macroscópicamente se
estima que la matriz representa alrededor de un 60% del volumen total, con
aproximadamente unas 2/3 partes de arena, tamaño medio a grueso y 1/3 de
finos. Los cantos están compuestos en su mayor parte por rocas metamórfica-
igneas del macizo de Santander y areniscas cuarzosas, areniscas limosas y
limolitas moradas de las formaciones giron-jordan. La matriz, por su parte, es de
composición cuarzo-feldespática micácea (cuarzo, plagioclasa, lámina de
muscovita), de consistencia media y de baja cohesión.
21
Los depósitos que conforman el miembro gravoso presentan un grado de
meteorización medio alto. Los bajos porcentajes de humedad natural (W ˂ 15%),
el predominio granular y el grado de meteorización, sugiere que al menos la parte
superficial de ese miembro, tiene poca contaminación y buena permeabilidad. El
ambiente de depositación indica un dominio de flujo de escombros.
3.2.1.5 Suelos coluviales activos (Sco1). Son depósitos acumulados, por lo
general, en la base de escarpes y provienen del desprendimiento de materiales de
ladera adyacentes, por la acción de la fuerza de gravedad y las precipitaciones. La
mayoría se origina por movimientos en masa de tipo caída de rocas,
deslizamientos y volcamientos. Son de común ocurrencia en escarpes de roca
muy fracturada, saprolitos y en los suelos de la formación Bucaramanga.
3.2.1.6 Geología estructural. La zona de Bucaramanga corresponde al estilo
estructural conocido o asociado a fallas rumbo-deslizantes que generen una
cuenca de tracción “pull apart basin” de forma ortorrómbica, producto de un
cizallamiento puro, que es común en regiones de acotamiento de la corteza
terrestre; tales como, los cinturones de plegamiento según León (1991 en Bueno y
Solarte 1994).
Dentro del área de estudio se tiene como rasgo sobresaliente el sistema de fallas
de Bucaramanga, que divide la zona de mesetas, abanicos y cuencas al
occidente. Este sistema de fallas presenta un patrón de fallamiento paralelo y
ramificado, en marcado por su contante actividad.
El sistema constituye la estructura principal de la zona, con una dirección general
N15° - 25°W. Según Ward et al (1973), su desplazamiento es sinestral,
acompañado de grandes desplazamientos verticales. Julivert (1961) muestra la
falla de Bucaramanga como una serie de fallas inversas de alto ángulo con el
bloque oriental levantado.
22
Es una falla de carácter regional, que tiene más de 22º km de longitud en
Santander y Boyacá. Su trazo hacia el norte coincide con la falla de Santander por
lo cual es denominado sistema de fallas de Bucaramanga – santa marta con más
de 500 km de longitud.
Figura 3. Modelo estructural del Área Metropolitana de Bucaramanga y
localización aproximada del barrio La trinidad.
Fuente: CALVECHE, M. 2009.zonificación de amenaza por movimientos en masa de algunas laderas de los municipios de Bucaramanga, Floridablanca, Grón – revisión, Subdirección de
Amenazas Geológicas y Entorno ambiental. Ministerio de Minas y Energía Instituto Colombiano de Geología y Minería
3.2.1.7 Geología local.
Miembro Gravoso (Qbg). Definido por Niño y Vargas (1992), ubicado sobre la
escarpa occidental y norte de Bucaramanga, también conforma los escarpes
superiores de la parte alta del nacimiento de la quebrada La Iglesia, en los
alrededores de los barrios Lagos del Cacique, La Trinidad, Diamante II y San Luis.
Otras secciones importantes se localizan en los barrios La cumbre, La Feria,
Polvorines, Don Bosco y la vía a Café Madrid.
La morfología que presenta el miembro Gravoso es similar a la del Órganos en los
sectores de los valles de las quebradas, pero hacia la parte sur de la quebrada la
Iglesia la morfología corresponde a colinas suaves onduladas, con un drenaje
dendrítico.
23
Su espesor varía entre 8 y 30 m; presenta niveles gravosos, gravo arenosos y
gravo lodosos. Los cantos son, en su mayor parte, tamaño grava de diámetro
promedio 15 cm y bloques de roca, en menor cantidad, hasta de 0,8 m de
diámetro, sub angulares a sub redondeados, en matriz areno-arcillo-limosa, color
pardo rojizo, rojizo y ocre pálido; en general el depósito es matriz soportado,
aunque localmente se presenta clasto soportado. El contacto inferior con el
miembro Finos es neto, continuó y suavemente onduloso y el contacto superior
con el miembro Limos rojos es gradacional (Niño y Vargas, 1992)
Macroscópicamente se estima que la matriz representa alrededor de un 60% del
volumen total, con aproximadamente unas 2/3 partes de arena tamaño medio a
grueso y 1/3 de finos. Los cantos están compuestos en su mayor parte por rocas
metamórficas-ígneas del Macizo de Santander, y areniscas cuarzosas, areniscas
limosas y limolitas moradas de las Formaciones Girón y Jordán. La matriz, por su
parte, es de composición cuarzo-feldespática micácea (cuarzo, plagioclasa,
láminas de muscovita), de consistencia media y de baja cohesión.
Existen unos depósitos bastante meteorizados que cubren el cerro La Cumbre,
probablemente pertenecientes al Miembro Gravoso, los cuales pudieron ser
levantados por acción tectónica; en éste caso, los materiales que lo componen
son en su mayor parte cantos y bloques de rocas sedimentarias de las
Formaciones Girón y Jordán, cuyas características litológicas ya se han perdido
debido a su alteración, embebidos en una matriz arcillosa de colores rojo y
amarillo.
Los depósitos que conforman el miembro Gravoso presentan un grado de
meteorización medio a alto. Los bajos porcentajes de humedad natural (W<15%),
el predominio granular y el grado de meteorización sugiere que, al menos la parte
superficial de este miembro, tiene poca compactación y buena permeabilidad. El
ambiente de depositación indica un dominio de flujo de escombros.
24
Miembro Limos Rojos (Qblr). Nivel definido por Julivert (1963). Este miembro se
localiza en el sector urbanizado de Bucaramanga, aunque no en forma uniforme y
se continúa hacia el sur, hasta el sector norte del municipio de Floridablanca.
Geomorfológicamente este miembro constituye lo que anteriormente se
denominaba como “Meseta de Bucaramanga”, con relieve semiplano y pendientes
entre 2 y 7%; el drenaje es escaso paralelo y superficial (Niño y Vargas, 1992).
Está constituido por arenas arcillosas gravosas y limos de colores rojizos,
amarillentos y naranjas. Se observó la presencia esporádica de bloques angulares
de arenisca asociados superficialmente a este miembro; estos cantos pueden
estar embebidos dentro de limos rojos y se caracterizan por estar meteorizados.
Suprayace al segmento gravoso y su contacto con éste es gradacional.
La parte más superficial de este miembro se encuentra altamente meteorizada,
formándose en algunos sectores niveles de oxidación que le ayudan a incrementar
su compactación y resistencia a la erosión.
El ambiente de depositación indica un dominio de flujo de lodos combinados con
caídas de bloques de la pendiente del macizo.
3.2.1.8 unidades geológicas superficiales. Se caracterizaron y cartografiaron las
unidades geológicas superficiales a escala detallada, según las condiciones físico-
mecánicas de los suelos en diferentes sitios, siguiendo la metodología y
nomenclatura del INGEOMINAS 2007.
Las unidades geológicas superficiales corresponden a un conjunto de materiales
que incluyen suelos y rocas, cuya propiedad se conserva por debajo de las
superficies hasta algunas decenas de metros. La UGS se utiliza como herramienta
para evaluar el comportamiento mecánico de los terrenos ante diferentes usos,
como desarrollo de obras de infraestructura, desarrollos mineros y demás usos
definidos en los planes de ordenamiento territorial.
25
Estas formas superficiales incluyen rocas con diferentes grados de meteorización,
suelo y depósitos inconsolidados según su origen.
Tabla 1. Unidades geológicas superficiales (UGS)
Fuente: Hermelin, 1985 y Salazar, 1995.
Teniendo en cuenta la clasificación de la tabla No.1, se determina que las
unidades geológicas superficiales de la zona de estudio tiene un origen de ladera
de vertiente o coluvial y antrópico.
3.2.2 Factores considerados para caracterizar las unidades de suelo
En la cartografía geológica para ingeniera, la clasificación de rocas y suelo están
basadas en las propiedades físicas de dichos materiales en su estado actual,
dependiendo de la combinación de factores como el origen, la diagénesis, la
26
historia tectónica, el metamorfismo y los procesos de meteorización, los cuales
gobiernan el comportamiento mecánico de dichos materiales (resistencia,
deformabilidad, durabilidad y permeabilidad, entre otros). Para la descripción y
caracterización de las unidades geológicas superficiales, se tiene en cuenta cinco
parámetros fundamentales: litología, (composición y textura), dureza o resistencia,
condición de las discontinuidades, grado de meteorización y rasgos estructurales.
Estas características se obtienen mediante la descripción de perfiles de
afloramientos rocosos, exploración del subsuelo, muestreo de suelo y roca,
ensayos in situ y análisis de laboratorio.
La internacional Asociation of Engineering Geology (IAEG) recomienda usar
propiedades geológicas que de alguna manera indican las características
geológicas de ingeniería, como las que se relacionen a continuación:
3.2.3 Litología
Características de textura y estructura tales como la distribución del tamaño de las
partículas, su correlación con el peso unitario y la porosidad.
Contenido de humedad, humedad de saturación, consistencia, diaclasamiento,
alteración y grado de meteorización.
Composición mineralógica, la cual está estrechamente relacionada con el peso
específico, los limites de Atterberg y el índice de plasticidad.
3.2.4 Grado de meteorización
Es uno de los aspectos que juega un papel importante en la caracterización de las
unidades superficiales, y se define como la descomposición física y química In situ
de los materiales cercanos a la superficie de la tierra. Influye en la formación de
los suelos residuales, estabilidad de las laderas y en la acción de los procesos
erosivos, al igual que sobre las propiedades físico-mecánicas de las rocas tales
27
como densidad, esfuerzos a la comprensión inconfinada, esfuerzo a la tensión
inconfinada, porosidad, permeabilidad, deformabilidad y consistencia.
Para la clasificación de estas unidades se tomo como base la clasificación
genética utilizada por el INGEOMINAS 2007.
Tabla 2. Clasificación genética de las unidades de los suelo.
Fuente: Modificada por Montero Ingeominas 2007
De acuerdo a la tabla 2, en el sector estudiado, se presentan según la clasificación
del INGEOMINAS 2007, en la zona estudiada.
3.2.5 Suelo de laderas
3.2.5.1 Suelos coluviales activos. Son depósitos de coluviales acumulados por
lo general, en la base de escarpe y provenientes del desprendimiento de
materiales de laderas adyacentes, por la acción de la fuerza de gravedad y las
precipitaciones. La mayoría se origina por movimientos en masa de tipo caída de
rocas, deslizamientos y volcamientos. Los coluviones activos en el sector de
estudio se asocian en parte a desprendimiento o movimiento de material
pertenecientes a suelos del miembro limos rojos y material de tipo antrópico
28
(desechos de construcción), por efecto de la gravedad, sobresaturación de suelos,
entre otros.
El sector de estudio, el suelo transportado de coluvial activo, ubicado sobre la
carrera 18 del barrio La trinidad presenta una matriz limo-arenosa a limo-gravosa,
de consolidación baja, permeable, de color amarillento, con humedad de baja a
media, que contiene clastos que van de gránulos a bloques y con un grado de
meteorización intermedio a bajo. Este depósito se caracteriza por mostrar signos
de inestabilidad latentes, ya que ha generado desprendimiento de material y
presenta un avance retrogresivo.
Fotografía 1. Sector al SW de la zona de estudio. Vista al NW.
Fuente: autor
Por medio de la fotografía No.1 se aprecia la zona de afectación del suelo
transportado de coluvial activo, además se evidencia pastos naturales en
superficie, y se observa plásticos cubriendo dicha zona afectada.
29
Fotografía 2. Sector SW de la zona de estudio. Visto al SW
Fuente: autor
Por medio de la fotografía No.2 se puede apreciar suelo transportado coluvial
activo matriz soportado, compuesto principalmente por clastos de roca
metamórficas (Neis), sedimentarias (limolitas y areniscas de grado fino) y material
de tipo antrópico (desechos de construcción), los clastos en el depósito presentan
un grado de meteorización intermedia a baja, de baja consolidación, embebidos en
una matriz de tipo limo-gravosa de color amarillento. De humedad media a baja.
3.2.5.2 Suelos coluviales inactivos. Los suelos coluviales inactivos no han
presentado movimientos recientes y se caracteriza por su consistencia moderada.
Son masas incoherentes de materiales sueltos y heterogéneos, de suelos y/o
fragmentos de roca angulares a subangulares, depositados por la gravedad,
lavado de la lluvia o movimiento en masa. Apoyando en los sondeos realizados en
la zona de estudio y por explicación directa o indirecta se encontró un material
lodo arenoso compuesto principalmente por sedimentos tamaño limo y arcilla, en
menor proporción arena fina en ocasiones con grava fina. En general este
segmento luce humedad alta, consistencia blanda a media, plasticidad media a
alta, en ocasiones con leve laminación.
30
3.2.5.3 Suelos antropicos
Suelos de llenos antrópicos. Los suelo de llenos antrópicos proveniente de la
acción de explanación de la ladera con el fin de adecuarla para la construcción, y
tramos de adecuación de las vías, en la zona se puede confundir con coluviones
inactivos, este material fue extraído de la zona explanada para la ubicación de la
parte alta del barrio La trinidad, se puede apreciar que el material excedente fue
dispuesto en las laderas alrededor de la zona, el cual cambia la morfología en
sectores de moderada y suave a abrupta.
Fotografía 3. Sector al NE de la zona de estudio. Visto al SW
Fuente: autor
Por medio de la fotografía No.3, se observa la panorámica de la zona de estudio
en la cual se aprecia ladera ubicada sobre la carrera 18 del barrio La trinidad, en
esta se observa al fondo de la imagen sector de suelo trasportado de coluvial
activo y suelo llenos antrópicos.
31
Fotografía 4. Sector al NE de la zona de estudio. Visto al NW
Fuente: autor
Por medio de la fotografía No.4. Se puede observar suelo de llenos antrópicos,
matriz soportado, compuesto principalmente por clastos de rocas metamórficas,
sedimentaria (limolitas y areniscas de grano fino), y materiales de tipo antrópico
(desechos de construcción y basuras), los clastos en este sector presentan un
grado de meteorización intermedia a baja, consolidación, embebidos en una matriz
de tipo limo-arenosa de color amarillento, de humedad media a baja.
3.2.6 Unidad geomorfológicas
Los principales orígenes geomorfológicos se enumeran en la tabla siguiente. De
acuerdo con el sistema de ITC de Holanda.
Al utilizar esta tabla, muchas veces se presenta problemas al clasificar unidades
que están superpuestas entre denudaciones y estructuras, por lo tanto se unen los
dos principales orígenes en una clase única: formas de orígenes
estructural/denudacional; así mismo pueden existir superposiciones entre origen
denudacional y fluvial tomándose una clase única denudacional/fluvial.
32
Tabla 3. Unidades geológicas superficiales (UGS)
ORIGEN PRINCIPAL EJEMPLOS DE FORMAS CON UN ORIGEN ESPECIFICO
FLUVIAL Erosión fluvial y sedimentación.
Geoformas de acumulación y complejas planicies aluviales, transicionales y erosiónales.
LACUSTRE Erosión lagunar y sedimentaria.
Geoformas producto de niveles de agua alta (terrazas), fondos de lagos. (evaporitas/playa, no evaporitas)
MARINO Erosión marina y sedimentación
Geoformas de ambientes de alta energía (materiales de grano grueso); de ambientes de baja energía (materiales de grano fino); y asociados a complejos levantamientos.
VOLCANICO Actividad volcánica
Geoformas de conos, cráteres, escarpes volcánicos, flujos de lava y labradas en materiales piroclasticos.
DENUDACIONAL Meteorización, desgaste de masa, erosión linear.
Geoformas asociadas a desgastes, efecto litológico no mayores. Geoformas influenciadas por la litología y erosión fluvial linear y asociadas con procesos denudativos específicos (desgaste de masas).
ESTRUCTURAL Fallamiento.
Geoformas asociadas con las capas de roca estratificadas o estructuralmente controladas, relacionadas con plegamientos, fallamiento y levantamiento.
ESTRUCTURAL-DENUDACIONAL Asociaciones denudacionales y estructurales.
KARSTICO Solución y redepositacion.
Geoformas positivas (colinas), negativas (depresiones), estructurales y otras (complejos).
EOLICO Erosión por el viento y sedimentación.
Geoformas de acumulación (activas /no activas) y de deflación.
GLACIAL Erosión y sedimentación.
Geoformas erosiónales dominantemente de glaciación continentales, glaciación de montañas y de acumulación (dominantemente morrenas, hielo y lomos)
ANTROPOGENICO Aquellas formas del relieve que son el producto de modificaciones causadas por la intervención del hombre.
Fuente: Hermelin, 1985 y Salazar, 1995).
Según la tabla No.3, en el sector estudiado, se presentan Geoformas asociadas a
la meteorización residual (origen denudacional) y a la acción generada por el
hombre en la adecuación del terreno para posible construcción de viviendas
(origen antropogénica), las cuales se describen a continuación.
3.2.7 Geo formas de origen denudacional
3.2.7.1 Depósitos de ladera de coluviales activos. Son Geoformas conformadas
de material debido al desprendimiento y trasporte de material (movimientos en
masa) a zonas topográficamente más bajas, en un tiempo relativamente corto y
33
reciente. Se presentan como masas aisladas, irregulares, que se acomodan a la
pendiente del terreno, ya sean laderas suaves o moderadas.
Se ubican puntualmente hacia la parte SW de la ladera donde se localiza el barrio
la trinidad sobre la carrera 18, en algunos de estos sectores ya se han construido
obras civiles (muro de contención y anclajes) para estabilizar el terreno. Estas
Geoformas tienen una pendiente entre 50% y 75%, estos procesos de
inestabilidad obedecen a diferentes factores incluyendo las pendientes
(antrópicos, lluvias críticas y antecedentes, topografía).
Fotografía 5. Sector al SW de la zona estudiada. Visto al SW
Fuente: autor
Por medio de la fotografía No.5 se puede observar la morfología en la ladera
abrupta en zona de afectación, cubierta por plástico el cual intenta cubrir del agua
lluvia, cobertura vegetal compuesta por pastos naturales.
34
Fotografía 6. Sector NW de la zona de estudio. Visto al SW
Fuente: autor
Por medio de la fotografía No.6 se puede evidenciar la existencia de muro de
contención y anclajes que se han utilizado para estabilizar y controlar antiguos
movimientos que había en esta zona.
3.2.7.2 Depósitos de ladera de coluviales inactivos. Son Geoformas
conformadas por masas de materiales debido a la erosión, desprendimiento y
trasporte de material (movimiento en masa antiguos) a zonas topográficamente
más bajas. Se presentan en las zonas de depresión asociadas a las quebradas del
sector, están cubiertos en su mayor parte por vegetación lo que les ayuda a la
estabilidad, pues estos materiales dada su mediana compactación, podrían
convertirse en una gran amenaza, ya que a partir de estos depósitos se pueden
generar nuevos movimientos en masa. En superficies no se observa y por tal
motivo no se hace reconocimiento fotográfico.
3.2.7 Geoformas de origen antrópico
3.2.7.1 lleno de basuras y escombros. Son formas asociadas a botaderos de
desechos de la construcción y basuras, dispuestos caóticamente, sin ningún
35
tratamiento especial y se encuentra formando montículos aislados o simplemente
regados en parte de la ladera, principalmente hacia el extremo NW del área. Estas
Geoformas presentan una pendiente suave.
Fotografía 7. Sector al NW de la zona de estudio. Visto al SE
Fuente: autor
En la fotografía No.7 se evidencia presencia de residuos sólidos, como material
vegetal ordinarios e inertes, y escombros sobre la ladera.
3.2.7.2 Llenos de escombros asociados a tierras. Son formas asociadas a la
acumulación de materiales procedentes de desechos de construcción para la
adecuación del taraceó, con el fin de desarrollar escalones o gradas, se realiza
para estabilizar parte de la ladera en el sector de estudio, esto se ubica al NW del
área.
36
Fotografía 8. Sector NW de la zona de estudio. Visto al NE
Fuente: autor
3.2.7.3 Llenos de material asociado a laderas explanadas. Son formas a la
acumulación de material de descapote para la adecuación del terreno, con el fin
de desarrollar escalones o gradas sobre los cuales se construyeron viviendas y
desarrollar vías, andenes y zonas de acceso a las viviendas, se ubica en la parte
alta de la zona de estudio, estas Geoformas son alargadas y pues generan
pendientes moderadas a abruptas.
Fotografía 9. Sector al NE de la zona de estudio. Visto al SW
Fuente: autor
37
Mediante la fotografía No.9 se observa la panorámica en la cuales se detalla
llenos de material asociado a laderas explanadas.
3.2.8. Modelo geotécnico
3.2.8.1 Criterios utilizados. Para la interpretación de la información geotécnica
obtenida en las exploraciones de campo y ensayos de laboratorio, se presentan a
continuación los criterios implementados.
Tabla 4. Correlación entre el número de golpes del ensayo STP y la densidad
relativa de suelos granulares.
Tabla 5. Correlación entre el número de golpes del ensayo SPT y la consistencia
de suelos cohesivos.
38
Tabla 6. Caracterización calidad de la roca en función del RQD.
Tabla 7. Caracterización calidad de la roca en función de la resistencia a la
compresión uniaxial
Figura 4. Geología local
39
Figura 5. Caracterización geotécnica sondeo 1
40
Figura 6. Caracterización geotécnica sondeo 2
41
3.3 MARCO CONCEPTUAL
AFLORAMIENTO: Área total en la que aparece una unidad litológica particular.
Eltérmino se aplica especialmente a la delimitación de tal área en el Mapa
Geológico.
ANTICLINAL: Pliegue en el cual los estratos más modernos envuelven a los
másantiguos. (Diccionario Enciclopédico Vox 1. © 2009 Larousse Editorial, S.L.).
ARCILLOLITA: Roca sedimentaria clástica producto de la diagénesis de la
arcillaque se da en ambientes lacustres, así como también en ambientes
detransición. (Arcilla: (clay) (1) Suelo para ingeniería con tamaño de
partículasmenores a 2 micras (0,002 mm) que contienen minerales arcillosos. Las
arcillas ysuelos arcillosos se caracterizan por presentar cohesión y plasticidad. En
este tipode suelos es muy importante el efecto del agua sobre su
comportamientogeomecánico (2) Tamaño de partículas minerales menores a 2
micras (0,002 mm).(Movimientos en masa en la región andina: una guía para la
evaluación deamenazas; publicación geológica multinacional No. 4, 2007).).
ARENISCA: Roca sedimentaria clástica, resultado de la consolidación y
diagénesis dela acumulación de arena. De acuerdo con el contenido de sus
elementos o de sucementante, la arenisca puede denominarse: Arcosa
(predominio de partículas decuarzo), grauwaca (predominio de feldespatos),
arenisca arcillosa (cementantearcilla), arenisca limosa (cementante limo), arenisca
calcárea (cementantecarbonatos), etc. (DÁVILA BURGA, Jorge; Diccionario
geológico, 2011).
BLOQUE: Unidad rocosa rígida relativamente estable. Fragmento de roca
dedimensiones superiores a 20 cm. de diámetro. El tamaño y composición de
losbloques es de interés para los geólogos y geomorfólogos a fin de definir el tipo
42
desuelo y su origen, y en ingeniería civil para tener conocimiento del lugar
dondeasentarán sus obras así como el material que tendrán a su disposición.
(DÁVILABURGA, Jorge; Diccionario geológico, 2011).
CENOZOICO: Tiempo geológico transcurrido desde la finalización del
Mesozoicohasta nuestros días. En esta Era tiene lugar el desarrollo de los
mamíferos y laextinción de los grandes reptiles y moluscos cefalópodos. Tiene una
duración de 70millones de años y se divide en Terciario y Cuaternario. Cainos:
Kainos = Ceno =Nuevo, reciente; Zoo = vida animal. (DÁVILA BURGA, Jorge;
Diccionario geológico,2011).
COLUVIÓN: (colluvion) sin.: deposito coluvial, coluvio (Ch). Depósito de
materialcoluvial. (Coluvial: (colluvial) Forma de terreno o material originado por la
acción dela gravedad.). (Movimientos en masa en la región andina: una guía para
laevaluación de amenazas; publicación geológica multinacional No. 4, 2007).
DELTA: Desembocadura de un río en la que los aluviones se acumulan en el
lugar decontacto con el mar, formando un avance de la tierra sobre este.
(DiccionarioEnciclopédico Vox 1. © 2009 Larousse Editorial, S.L.).
DELEZNABLE: Mineral, roca o material que se rompe, disgrega o deshace con
ciertafacilidad. Poco resistente. (DÁVILA BURGA, Jorge; Diccionario geológico,
2011).
DENUDACIÓN: (del latín: denudatio = acción de desnudar) se refiere a
lameteorización de las masas de roca continentales expuestas y al desgaste
delregolito resultante, por acción combinada de las fuerzas de desplazamiento y
de losagentes geomorfológicos, con el consecuente remodelado y paulatina
reducción dela superficie terrestre. El término tiene un sentido más amplio que el
de erosión, porcuanto abarca la totalidad de los procesos que contribuyen a la
43
degradación yreducción de los relieves iniciales, esto es: la meteorización de las
rocas, laremoción en masa y la erosión en todas sus formas. (Geomorfología
aplicada alevantamientos edafológicos y zonificación física de tierras; Instituto
geográfico Agustín Codazzi; 2005; pág.: 29).
DEPÓSITO: Acumulación de material rudimentario. (Diccionario Enciclopédico
Vox 1.© 2009 Larousse Editorial, S.L.)
DIAGÉNESIS: Es el fenómeno por el cual un sedimento se convierte en roca y
esinducido por la presión y temperatura que afecta a los sedimentos cuando
tienenuna sobrecarga devarios cientos de metros de sedimentos. (Mecánica de
rocas enobras de ingeniería, Sergio Sepúlveda).
EOCENO: Período geológico comprendido entre el Paleoceno y el Mioceno de la
EraCenozoica o Terciaria. Eoceno deriva del griego Eo que significa aurora,
albores,comienzo, principio, inicio. Ceno = Nuevo, reciente. Eoceno = Albores
delCenozoico. Es el período de mayor duración de la Era Cenozoica, tuvo una
duraciónde 30 millones de años habiendo comenzado hace 55 millones de años.
Los fósilesde América del Norte y Europa señalan una cierta interrelación y entre
América delNorte y América del Sur una relación emporaria. El Eoceno se
caracteriza porhaberse formado en este tiempo potentes depósitos sedimentarios
litoralesconteniendo gran cantidad de microorganismos que dieron origen a los
mayoresyacimientos petrolíferos. (DÁVILA BURGA, Jorge; Diccionario geológico,
2011).
ESTUDIO GEOMORFOLÓGICO: análisis de los procesos geomorfológicos que
afectan la estabilidad de un terreno, realizado de acuerdo a los criterios contenidos
en las normas geotécnicas.
ESTUDIO GEOLÓGICO: análisis de la geología del terreno.
44
FORMACIÓN: Conjunto de rocas o masas minerales con caracteres geológicos
ypaleontológicos comunes. (Diccionario Enciclopédico Vox 1. © 2009 Larousse
Editorial, S.L.).
Estudio geotécnico: es un estudio realizado por un ingeniero Geotecnista. De
acuerdo a las normas Colombianas de diseño y construcción sismo resistentes
vigentes en la república de Colombia y de acuerdo a los criterios contenidos en las
normas geotécnicas.
GEOFORMA: Una geoforma es un cuerpo tridimensional: tiene forma, tamaño,
volumen y topografía, elementos que generan un relieve. Una geoforma está
compuesta por materiales que le son característicos: como arenas, gravas, arcilla
o cuerpos masivos; tiene una génesis y por lo tanto una dinámica que explica los
materiales que la forman. (DUQUE ESCOBAR, Gonzalo; Manual de Geología para
ingenieros, Cap. 20, Geomorfología, 2003).
GEOLOGÍA ESTRUCTURAL: Es la ciencia que estudia las deformaciones de la
corteza terrestre relacionadas con el tiempo geológico. Estudia las deformaciones
orogénicas, diastróficas, epirogénicas, etc. Las deformaciones pueden ser
pliegues (homoclinales, anticlinales, sinclinales, domos, etc.), fallas (normales,
inversas, etc.), intrusiones (vetas, diques, lacolitos, batolitos, etc.). (DÁVILA
BURGA, Jorge; Diccionario geológico, 2011).
GRAVAS: Partículas y fragmentos de roca, entre 2 mm. y 2 cm. (DÁVILA BURGA,
Jorge; Diccionario geológico, 2011).
LADERA: Término descriptivo usado en geomorfología para designar los terrenos
inclinados de una cadena montañosa, o para las pendientes de cualquier tipo de
elevación de terreno. (DÁVILA BURGA, Jorge; Diccionario geológico, 2011).
45
LIMOLITA: Es una roca compuesta por fragmentos de limo, consolidados y
diagenizados. La limolita es de origen sedimentario, clástico. (DÁVILA BURGA,
Jorge; Diccionario geológico, 2011).
LINEAMIENTO: Figura lineal a gran escala que en términos topográficos es una
expresión de los rasgos estructurales subyacentes. Estas figuras pueden
comprender: Valles controlados por formaciones de fallas o de diaclasas; frentes
de cadenas montañosas; montañas aisladas o cadenas de colinas y crestas
estrechas; líneas de colinas aisladas; líneas de costa recta, modernas y antiguas.
Las figuras estructurales asociadas con lineamentos comprenden zonas de falla,
zonas de fractura, ejes de pliegue, intrusiones ígneas, líneas de volcanes o fisuras
de erupción volcánica. Los lineamentos se localizan por medio de un estudio
detallado de mapas (tanto geológicos como topográficos) y fotografías aéreas
(Fotogeología).
Un megalineamento es un lineamento muy grande, desarrollado en una escala
global, e.g. las dorsales oceánicas; riftvalleys, arcos insulares y principales
cadenas montañosas. (Glosarios Servidor alicante).
LODOLITA: Roca formada por la consolidación de partículas finas, arcillas de
color gris oscuro, a veces verdoso. Las lodolitas se forman generalmente en las
desembocaduras de los ríos. (DÁVILA BURGA, Jorge; Diccionario geológico,
2011).
METAMORFISMO: Es la suma de todos los procesos geológicos mediante los
cuales los minerales de las rocas y ellas mismas sufren transformaciones en su
estructura, textura y orientación, dando lugar a nuevos minerales y nuevas rocas
sin cambiar su composición química. Los agentes principales de metamorfismo
son: las presiones litostáticas de las rocas suprayacentes, la temperatura
46
proveniente del gradiente geotérmico y de los procesos magmáticos y las
soluciones hidrotermales. (DÁVILA BURGA, Jorge; Diccionario geológico, 2011).
MORFOLOGÍA: Puede utilizarse como sinónimo de geomorfología.
(Geomorfología. Es la ciencia que estudia las formas del relieve terrestre teniendo
en cuenta su origen, naturaleza de las rocas, el clima de la región y las diferentes
fuerzas endógenas y exógenas que de modo general entran como factores
constructores del paisaje. Geo = Tierra, Morfo = Forma, Logo = Tratado, discurso
lógico.).(DÁVILA BURGA, Jorge; Diccionario geológico, 2011).
OLIGOCENO: Período geológico del Cenozoico o Terciario, comprendido entre el
Eoceno infrayacente y el Mioceno suprayacente. Su duración fue de 7 millones de
años. Oligo = poco, delgado; Ceno = Kainos = Nuevo, reciente. Durante el
Oligoceno se acentuó el levantamiento de los Alpes, produciéndose el primer gran
movimiento. En Mongolia-Asia se encontró una fauna muy rica, relacionada con la
americana. (DÁVILA BURGA, Jorge; Diccionario geológico, 2011).
PALEÓGENO: Período del Cenozoico inferior que comprende los períodos
Paleoceno, Eoceno y Oligoceno. (DÁVILA BURGA, Jorge; Diccionario geológico,
2011).
RETROGRESIVO: (retrogresive) sin: remontante (Col), retrogradante (Arg, Ch).
Tipo de actividad de un movimiento en masa, en el cual la superficie de falla se
extiende en la dirección opuesta al movimiento del material desplazado
(Movimientos en masa en la región andina: una guía para la evaluación de
amenazas; publicación geológica multinacional No. 4, 2007).
SATURACIÓN: (saturation) El grado de saturación refleja la cantidad de agua
contenida en los poros de un volumen de suelo dado. Se expresa como una
relación entre el volumen de agua y el volumen de vacíos. (Movimientos en masa
47
en la región andina: una guía para la evaluación de amenazas; publicación
geológica multinacional No. 4, 2007).
SINCLINAL: Pliegue en el cual los estratos más antiguos envuelven a los más
modernos. (Diccionario Enciclopédico Vox 1. © 2009 Larousse Editorial, S.L.).
3.4 MARCO CONTEXTUAL
3.4.1 Aspectos generales del Municipio de Floridablanca
Mapa 3. Mapa general por comunas del municipio de Floridablanca
Fuente: ALCALDIA DE FLORIDABLANCA-SANTANDER: Plan de ordenamiento Territorial. [en línea]. http://www.floridablanca.gov.co/mapas-del-municipio/ [citado en Agosto 2014].
Recursos Naturales: En el área rural se destaca el Cerro de la Judía, sitio
estratégico por ser punto de recarga hídrica donde nacen varias quebradas y el
Riofrío. Floridablanca cuenta con una malla verde que se ubica paralelamente a
las cuencas de las quebradas en el casco urbano. Una de las zonas verdes
urbanas de mejor conservación y que permite la protección hídrica pero también
de la fauna especialmente las aves, es la ubicada entre los barrios las Palmas,
48
Fátima, San Bernardo, Hacienda San Juan y Lagos del Cacique, este cordón tiene
aproximadamente 1Km. de largo y hay árboles hasta de 20 metros de altura entre
ellos: Ficus o Lechero, Caracoli, Yarumo; otras zonas verdes urbanas es la
conformada en los barrios Villabel, Molinos, Ciudad Valencia y Santa Bárbara;
además en la zona sobre el Riofrío en Bucarica, Lagos, Caracoli que incluye el
“pulmón” de Paraguitas o Jardín Botánico.
Existen otras pequeñas zonas sobre las quebradas Zapamanga, Mojarras, La
Pendiente y a lo largo del Riofrío.3
Hidrografía:
Mapa 4. Hidrografía principal del Municipio de Floridablanca
Fuente: ALCALDIA DE FLORIDABLANCA-SANTANDER. Secretaria de Planeación. SIG.
Flora y Fauna. Las principales especies vegetales que se dan en el municipio
de Floridablanca son: Caracoli, Balso Blanco, Ciruelo, Chachafruto, Cucharo,
Lechero, Yarumo, Guasito Colorado, Borrachero, Guadua, Guayacán, Escobilla,
3 PLAN DE DESARROLLO DEL MUNICIPIO DE FLORIDABLANCA. Primero Floridablanca 2012-2015
49
Moncoro, Mataraton, Higuerón, Saman, Patevaca, Gallinero, Cedro, Ceiba,
Acacia, Manchador, Orejo, Carbonero, Cadillo, Ají de Páramo, Oiti, Almendro,
Mamón, Nacedero, entre otros.
Se han realizado algunos estudios de la flora de Floridablanca, especialmente de
las microcuencas del Riofrío, por parte de investigadores de la CDMB, entre ellos
el biólogo Jorge Brand Meza (Caracterización de la flora y fauna de la micro
cuenca del Riofrío municipio de Floridablanca junio 2004 05686B715 CDMB), de
allí se tomaron algunos apartes. El estudio florístico de los relictos boscosos de la
micro cuenca del Riofrío, presenta una compresión de 554 especies distribuidas
en 253 géneros y III familias de las cuales el 60,4% corresponden a
dicotiledóneas; el 20,3% a monocotiledóneas y el 19,3% a pteridofitos.
Las especies se agrupan así: arbóreos (39,0%), Epifitos (21,6%), arbustos
(13,5%), bejucos (14,2%), hierbas (11,9%), hemiepifitas (6,32%) y parásitas
(0,1%).
La fauna está asociada a las formaciones vegetales de Floridablanca, entre estas,
encontramos los siguientes:
sapos, ranas, iguanas, camaleón, lagartija lobo, Culebras raneras, La Bejuquillo,
La Lomo de Machete, Serpientes como la Boa, La Guarda Caminos, La Coral;
Aves como: paloma, abuelita, perdiz, sillero, copetón, mirla, azulejo, cardenal,
canario, Carpintero, loros, guañuz, búhos, gavilán, pava, colibrí, garzas y otras;
Mamíferos como: fara, armadillo, oso hormiguero, tinajo, zorro común; gato pardo,
conejo, ñeque, ardilla y otros.
Se destaca la existencia de un pez volador, el Lebiasina floridablancaensis, único
en el mundo, cuyo hábitat es Floridablanca, vive en pequeñas quebradas de
50
aguas cristalinas y fondo arenoso y de piedras, como la quebrada de Aranzoque.
Protegerlo es una obligación hasta hoy olvidada.
3.5 MARCO LEGAL
Tabla 8. Normatividad vigente
NORMAS O LINEAMIENTOS
DESCRIPCIÓN APLICACIÓN
NSR-10 Titulo H Estudios geotécnicos
Para que una estructura sismo resistente cumpla adecuadamente su objetivo, debe ser capaz de resistir además de los efectos sísmicos, los efectos de las cargas. El diseño de los elementos que componen la estructura de la edificación debe hacerse para la combinación de carga crítica.
Una de las finalidades de la clasificación geotécnica de macizos rocosos es dar a conocer la las características de estos y poder concluir si se cumple con los requisitos mínimos exigidos por la NSR-10 para la construcción de edificaciones con respecto a cargas que deben emplearse en su diseño, diferentes a las fuerzas o efectos que impone el sismo.
Normas geotécnicas de la CDMB
Manual de normas técnicas para el control de la erosión y para la realización de estudios geológicos, geotécnicos e hidrológicos.
Lineamientos ambientales
Los lineamientos ambientales son una guía técnica, dirigidos a mitigar, compensar y prevenir los diferentes efectos adversos causados por las labores propias de las actividades constructivas y que fundamentalmente tiene que ver con el desarrollo de programas ambientales.
En el proyecto se aplica para la etapa operativa de la obra, esto con el objetivo de poder mitigar o reducir las afectaciones ambientales que se pueden presentar.
51
4. DISEÑO BÁSICO METODOLÓGICO
4.1 TIPO DE ESTUDIO
El estudio se realizará en tres fases. La primera fase se hará mediante una
investigación de campo donde se perforará el macizo rocoso con el fin de obtener
muestras, se hará una caracterización de los afloramientos y una descripción
geomorfológica de la zona.
La segunda fase del estudio se basa principalmente en realizar los ensayos de
laboratorio a las muestras obtenidas en campo.
La fase final comprende el análisis de los resultados de laboratorio y el compilado
de la información geológica y geomorfológica de la zona para, determinar así, el
comportamiento geomecánico de la Formación Neis de Bucaramanga.
4.2 MÉTODOS Y TÉCNICAS DE RECOLECCIÓN DE DATOS
Vertiente Occidental del Macizo de Santander, laderas, afloramientos y muestras
de roca
Levantamientos de secciones geológicas detalladas
Descripción geomorfológica de la zona
Descripción de perfiles de meteorización, según Deere – Patton (1971)
Análisis de los macizos rocosos mediante:Sistema Geological StrengthIndex
(GSI), según Hoek (2006),Rock Mass Rating (RMR), según Bieniaswski (1976 y
1989)Rock Tunnelling Quality Index (Q), según NGI y Barton, et al. (1974)Índice
de calidad de la roca (RQD) y según Deere (1967)
Topografía
Sondeos
52
4.3 TRABAJO DE CAMPO
4.3.1 Topografía del área del proyecto
1. Reconocimiento de campo. Se efectuó un recorrido de inspección en la zona
del proyecto 3.0 hectáreas aproximadamente y zonas aledañas para reconocer
especialmente su ubicación, alineamiento y demás detalles representativos al
momento de iniciar los trabajos, de esta manera se puede apreciar los sitios a los
cuales se le efectuara topografía especial y otros detalles necesarios para el
levantamiento topográfico general. Así mismo se realizo reconocimiento de
predios afectados por el proyecto.
2. Amarres. Teniendo en cuenta que el proyecto se realizo tomando como base
las especificaciones técnicas topográficas del proyecto, se parte inicialmente de
puntos de amarare de GRS sub-métrico ajustado al sistema de coordenada
Magnas Sirgas colocadas en el sector.
Tabla 9. Coordenadas de amarres
3. Poligonales y secciones trasversales. Se realizo el trazado de una poligonal
abierta conformada por 4 deltas y se localizo sobre la vía de acceso contigua al
talud para mayor visibilidad, se realizo paralelamente un levantamiento de la
topografía del terreno por secciones trasversales cada 10 metros
aproximadamente con estación total, de los detalles del área solicitada.
4. Ajuste y calculo de coordenadas del proyecto. Con el fin de obtener datos
precisos al momento del replanteo final del proyecto se procedió a generar las
53
coordenadas del proyecto ajustadas a la cartografía del sector, tomando como
base los datos de campo y los resultados en los puntos de control de GPS
ubicados en los detalles.
5. Dibujo topográfico. Después de calculada las coordenadas de los puntos,
producto de las secciones trasversales o radiaciones realizadas a todos y cada
uno de los detalles y con el fin de plasmar la información tomada en campo, se
procedió a llevar todos y cada uno de los accidentes topográficos y detalles del
levantamiento a un dibujo en planta – perfil (planimetría y altimetría) y de esta
manera obtener una superficie de terreno que será tomada como para la
realización de los estudios requeridos por el proyecto.
Figura 7. Dibujo topográfico
6. Cartera de campo y/o memorias de cálculo. Las carteras de campo se
utilizan para realizar dibujos anotaciones y demás aclaraciones a mano alzada, sin
embargo los modelos de equipos topográficos actuales, permiten almacenar la
información tomada en campo de manera organizada por un sistema de colector
de datos, de esta manera facilita la descarga de información al software
54
topográfico (topcon link) y de este se exporta al dibujo de Autocad y
procesamiento de superficies con civil cad.
Ejecutado del dibujo topográfico se anexaron datos calculados altimétricos y
Planimétricos es decir las coordenadas finales del proyecto para anexar al final del
informe.
7. Referencias del proyecto. Con el fin de tener en campo medios físicos a la
hora de construcción del proyecto, se hizo la materialización de referencias (deltas
de difícil remoción) localizadas a lo largo del levantamiento realizado; para evitar
pérdida o deterioro sobre estructuras en concreto y debidamente identificadas
para fácil ubicación en el momento de iniciar los trabajos de construcción del
proyecto, en este caso la referencias localizadas son los deltas del proyecto los
cuales se encuentran en sitios que no tendrán fácil remoción.
Tabla 10. Coordenadas de deltas de levantamiento.
8. Registro fotográfico. A continuación se relacionan una serie de fotografías de
los sectores levantados topográficamente en el proyecto.
55
Fotografía 10. Delta N° 1
Fotografía 11. Armada delta N° 1
Fotografía 12. Vista de talud delta 1
56
Fotografía 13. Delta N° 2
Fotografía 14. Vista delta N° 2
Fotografía 15. Vista delta N° 2
57
Fotografía 16. Vista delta N° 3
Fotografía 17. Visita talud delta N° 3
Fotografía 18. Top. Talud paramentos
58
Fotografía 19. Vista delta N° 1
Fuente: autor
4.3.2 Trabajo de campo geotécnico
4.3.2.1 exploraciones mediante sondeos geo mecánicos. La exploración del
subsuelo se llevo a cabo mediante la ejecución de dos perforaciones. En los
sondeos se efectuaron ensayos corridos de penetración estándar (S.P.T) con
equipo de perforación a percusión, donde se sacaron muestras semi-alteradas
para los respectivos ensayos de laboratorio.
Adicionalmente, se implementaron muestreadores de diámetro HQ, con el objetivo
de obtener muestras representativas de roca y determinar la resistencia a la
compresión uniaxial de la roca.
4.3.2.2 Muestreador doble barril. Este muestreador consta de dos tubos
concéntricos. El exterior dispone de una zapata con diamantes impregnados que
cortan el material por rotación. El interior lleva una camisa donde la muestra queda
retenida. Una trampa de hojas metálicas dificulta la salida de la muestra una vez
que se ha introducido.
59
Figura 8. Muestreador doble barril
Fuente: JAIME SUAREZ. Estabilidad de taludes, perforación y Muestreos. UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER UIS
4.3.2.3 Muestreador del ensayo de penetración estándar (SPT) de 2 pulgadas
de diámetro exterior. El muestreador del SPT fue introducido en el suelo con un
martillo de seguridad 140 libras y una de 30 pulgadas (aproximadamente, se
espera algún error del operador dado el uso del mecanismo cuerda y malacate). El
muestreador fue introducido hasta 50 golpes en los primeros 15 cm 0 100 golpes
en los últimos 30 cm (rechazo), cualesquiera que ocurra primero. El numero de
golpes fue registrado en golpes por pie para los sondeos actuales.
Fotografía 20. Muestreador del ensayo de penetración estándar
Fuente: autor
60
Fotografía 21. Perforación SM-001
Fuente: autor
Fotografía 22. Perforación SM-002
Fuente: autor
4.3.2.4 Exploración mediante trincheras. La exploración mediante trincheras es
una exploración de campo para investigar y/o hacer una verificación de las
propiedades del subsuelo, la cual consiste en una excavación superficial de
anchos y profundidades variables. Las trincheras permiten la identificación de
unidades geológicas afectadas, planos de estratificación y planos de
diaclasamiento.
A continuación se presenta la descripción de la trinchera y el registro fotográfico
de campo:
61
Descripción de la trinchera. Ubicado en el sector NW de la zona de estudio y
en vista al NW, sobre el lado derecho de la carrera 18 del barrio La trinidad, se
midieron 1.80m de trinchera donde se reconoció deposito de tipo antrópico, el cual
presenta una morfología de moderada a abrupta, este es matriz soportado,
compuesto por clastos de roca metamórfica (neis) y roca sedimentario (limolitas y
areniscas de grano fino) principalmente, también se reconocieron fragmentos de
tipo antrópico (desechos de construcción), el tamaño de los clastos presentes
varia de cantos a bloques, con una geometría de sub redondeadas a sub
angulares, el color en estos puede variar de gris verdoso para el neis, hasta rojo
violáceo para las limolitas y gris amaríllenlo para algunas areniscas, en cuanto al
grado de meteorización observado en los clastos es moderado a alto. También se
tiene un porcentaje de clastos del 45% en vista del perfil para el depósito de tipo
antrópico.
En cuanto a la matriz se observa un grado de meteorización mayor que en los
clastos presentes en el depósito. La matriz presenta un color gris amarillo a
marrón claro. El material que compone la matriz es limoso-arenoso, por último se
considera que el depósito es compacto con humedad baja y baja plasticidad. Por
último en este sector se observa materia orgánica (raíces).
Fotografía 23. Trinchera No.1
62
Fotografía 24. Sismógrafo geometrics GEODE
Fuente: autor
Fotografía 25. Geófonos de 4.5 y 14 HZ
Fuente: autor
Sismógrafo Geometrics GEODE
Geófonos de 4.5 y 14 HZ
Softwares: Seislmager – 2D refracción versión profesional
Softwares: Seislmager – SW versión profesional
Estos métodos miden el tiempo de programación de las ondas elásticas,
trascurrido entre un sitio donde se generen ondas sísmicas y su llegada a
diferentes puntos de observación. Para esto se dispone una series de sensores en
línea recta a distancias conocidas formando lo que se conoce como tendido
sísmico o línea de refracción o reflexión sísmica.
63
A distancia conocida del extremo del tendido, en el punto de disparo, se genera
ondas sísmicas, (con la ayuda de un martillo o por la detonación de explosivos),
las cuales inducen vibraciones ene l terreno que son detectadas por casa uno de
los sensores en el tendido. Ilustración 9.
Los registros de cada sensor tienen información de los movimientos del terreno en
función del tiempo y son conocidos como sismógrafos. Estos son analizados en la
refracción sísmica para obtener el tiempo de llegada de las primeras ondas a cada
sensor desde el punto de disparo.
La refracción sísmica se utiliza generalmente para encontrar la profundidad de la
roca y para estimar el proceso de excavación de suelos y roca.
Entre las limitaciones de este método se destaca el contraste entre la facilidad
para determinar la velocidad de ondas primarias o de compresión (Vp) en relación
con la dificultad para evaluar la velocidad de ondas secundarias o de corte (Vs).
Además, solo es posible detectar con confiabilidad estratos con rigideces
progresivamente mayores con la profundidad que tengan un contraste de
velocidad bien definido.
Adicionalmente para el caso de investigaciones urbana, el método está limitado
por la disponibilidad de zonas descubiertas con suficiente extensión, y las
limitaciones que producen vibraciones ambientales (ruido) para la adecuada
identificación del tiempo de arribo de as señales. La longitud del tendido en
superficie está directamente relacionada con el alcance de la exploración en
profundidad.
64
Figura 9. Ensayo sísmico de refracción.
Fuente: INSTITUTO CARTOGRAFICO YGEOLOGICO DE CATALUÑA –ICGC. Sísmica Activa [en línea]. http://www.igc.cat/web/es/geofisica_tec_sismicaactiva.html [citado en el 2011].
Fotografía 26. Línea de refracción sísmica No.1
Fuente: autor
4.4 ANÁLISIS DE DATOS
4.4.1 Ensayos de laboratorio
4.4.1.1 Ensayo de resistencia en suelo. Con las muestras obtenidas en las
exploraciones de campo mediante el uso de muestreadores doble barril diámetro
65
HQ, se realizaron ensayos de corte directo a muestras inalteradas a diferentes
profundidades.
Como se puede observar en los resúmenes de resultados de ensayo de corte
directo (consolidado – drenado), los valores del ángulo de fricción, para el
miembro limo rojos varían entre 28° y 32°, estos resultados demuestran que los
posibles mecanismos de falla que se puedan presentar en estos taludes, estarían
controlados por la matriz de estas unidades geológicas, ya que las teorías de
equilibrio limite trabajan asumiendo falla por corte, y las fallas al cortante se
presentarían en los materiales de menor resistencia, es decir, sobre la matriz. Se
observa que estas unidades presentan contenidos de finos entre 30 y 50%, lo cual
hace que los ángulos de fricción en términos de esfuerzos efectivos presentan
estos valore bajos.
Tabla 11. Relación de ensayos de corte directo realizados.
Los parámetros de resistencia de las demás unidades geológicas, se evaluaron a
partir de valor promedio implementados por el INGEOMINAS en la ciudad.
Tabla 12. Parámetros de resistencia
66
4.4.1.2 Evaluación de amenaza por remoción en masa
Amenaza por remoción en masa: Los fenómenos de remoción en masa, son
desplazamientos de masa de tierra o roca por una pendiente en forma súbita o
lenta. Se clasifican de acuerdo con sus características, velocidades de
movimiento, magnitud y material transportado. Se incluye dentro de los fenómenos
de remoción en masa los deslizamientos, volcamientos, caídas y flujos de roca o
suelo y entre estos últimos los flujos a lo largo de los cauces cuando el material
que cae se mezcla con la corriente de agua, como es el caso de las llamadas
avenidas torrenciales.
Amenaza es la probabilidad de ocurrencia de un fenómeno potencialmente nocivo,
dentro de un periodo específico de tiempo y en un área dada.
Evaluación de la amenaza: El proceso mediante el cual se determina la
probabilidad de ocurrencia y la severidad de un evento en un tiempo dado y en un
área determinada, se determino mediante la evaluación de los factores de
seguridad de las laderas cercanas al proyecto, clasificando el área con base en los
siguientes criterios establecidos en los términos de referencia por la CDMB:
Tabla 13. Términos de referencia de clasificación de área
Condición Estática FS
Amenaza Baja > 1.5
Amenaza media 1.25 -1.5
Amenaza Alta < 1.25
Condición con Sismo y agua Extrema FS
Amenaza Baja > 1.20
Amenaza media 1.0 – 1.20
Amenaza Alta < 1.0
Adicionalmente se emplearon las siguientes metodologías obtener los mapas
finales de amenazas, de acuerdo a la guía para la evaluación de amenazas, grupo
GEMMA 2007.
67
Mapa geomorfológico y sus respectivos procesos morfo dinámicos
cartografiados. Los mapas de inventario requieren la reparación de mapas de
ocurrencia de movimientos en masa, los cuales deben hacerse por separado para
cada tipo de movimiento (caída de rocas, deslizamientos, flujos de detritos, etc.).
Los mapas de inventarios de movimientos en masa se emplean con frecuencia
como mapas de amenazas, ya que muestra la distribución y magnitud de eventos
recientes. Sin embargo, debe aclarase que su uso es limitado, pues la información
contenida corresponde solo a un determinado periodo de tiempo, y no dice nada
sobre las áreas que no presentaron eventos durante dicho periodo. Este método
permite hacer análisis de distribución, activa (eventos ocurridos en cierto periodo)
y densidad (porcentaje por área total o número de deslizamientos por área total).
Método geomorfológico subjetivo (métodos heurísticos). Este se basa en la
interpretación subjetiva del mapa por un geo científico experimentado. Este
método requiere la preparación de un mapa de terreno que incluye procesos. Se
debe identificar los tipos de unidades del terreno que son proclives a desarrollar
movimientos en masa. La escala de susceptibilidad siempre es subjetiva y se debe
indicar en una leyenda especial en el mapa de terreno.
En este método es clave la experiencia del geomorfologo.
Evaluación de estabilidad de taludes mediante equilibrio limite. Para el
cálculo de los factores de seguridad el método de equilibrio limite se utiliza la
teoría de Mour-Coulomb, (ver anexo “METODOS DE ANALISIS DE ESTABILIDAD
DE TALUDES”
De esta manera los parámetros básicos del modelo son cohesión y el ángulo de
fricción interna del material.
68
Para el análisis del modelo geotécnico del deslizamiento se utilizo el software para
computador SLOPE/W, versión 6.02 de GEO-SLOPE internacional Ltda., Calgary
Alberta.
Es un software que se usa la teoría del equilibrio límite para calcular el factor de
seguridad de taludes de tierra y roca.
Se realizaron análisis de estabilidad de taludes para un perfil.
Figura 10. Localización de perfil para estabilización de taludes
Para evaluar amenaza por el método determinístico se tuvieron en cuenta los
siguientes escenarios:
Escenario 1: condición estática con niveles freáticos superficiales.
Escenario 2: condición seudo estática con niveles freáticos superficiales.
Escenario 3: condición estática con obras de mitigación.
69
Escenario 4: condición seudo estática con obras de mitigación.
En los diferentes escenarios contemplados para la obtención del nivel de amenaza
de un talud inestable del barrio la trinidad, se implementaron superficies de falla
circulares y no traslacionales (talud infinito), debido a evidencias en donde se
observa que los posibles mecanismos de falla generan deslizamientos
rotacionales.
Escenario 1: condición estática con niveles freáticos superficiales.
De acuerdo a evidencias de campo identificadas en diferentes zonas del talud, se
observaron sitios en donde se presentan humedades altas. Es posible que estos
afloramientos se presenten por ascensos de nivel freático durante las temporadas
invernales o se deban a niveles freáticos colgados.
Para este escenario se asumió un nivel freático a nivel de superficie, para
establecer el grado de amenaza que representaría para el talud el ascenso de
estos niveles freáticos.
Figura 11. Análisis de estabilidad del talud perfil 1, condición estática nivel freático
superficial.
70
Escenario 2: condiciones seudo – estática con niveles freáticos superficiales.
Para el análisis seudoestatico de taludes se evaluara la aceleración horizontal de
acuerdo a criterio de la norma NSR 2010.
Debido a que para este estudio, no se contemplan en los términos de referencia
realizar análisis de amplificación de onda, se establecerá la aceleración maxima
del terreno amax, mediante un espectro de aceleración.
De acuerdo a la ilustración 35, la aceleración maxima del terreno amax, está dada
por la aceleración del espectro de diseño para periodo cero así,
Aa = coeficiente que representa la aceleración horizontal pico efectiva, para
diseño.
Fa= coeficiente de amplificación que afecta la aceleración en la zona de periodo
cortos, debida a los efectos de sitio, a dimensional.
I= coeficiente de importancia.
Figura 12. Correlación entre aceleración máxima y coeficiente sísmico.
71
Para el municipio de Floridablanca, el valor de Amax corresponde a 0.25. De
acuerdo al tipo de perfil del suelo, basado en la clasificación de los perfiles de
suelo NSR 2010, el tipo de perfil corresponde al C y se asumió un coeficiente de
importancia de 1.5 (grupo IV, edificaciones indispensables).
El coeficiente sísmico de diseño Kx, se estimo como el 50% del valor de la
aceleración maxima amax (criterio de Hynnes-Griffin and Franklin 1984), que está
dada ´por la aceleración del espectro de diseño para periodo cero, obteniendo un
valor de Kx = 0.22g.
Figura 13. Análisis de estabilidad del talud perfil 1, condición seudo-estática nivel
freático superficial.
72
Figura 14. Escenario 3: análisis estático con obras de mitigación.
Escenario 4: análisis seudo – estático con obras de mitigación.
Figura 15. Análisis de estabilidad del talud perfil 1, condición seudo - estática con
obra de mitigación.
73
4.4.1.3 Resultados de la evaluación de la amenaza por fenómenos de
remoción en masa talud la trinidad. De acuerdo a los análisis realizados se
destacan los siguientes aspectos:
Escenario 1: condición con niveles freáticos superficiales.
En general el talud se caracteriza por presentar un nivel de amenaza alta ya que
presenta los mayores rangos de pendientes. En el costado sur del talud, se
evidencio un deslizamiento que presenta evidencias de activación. En el costado
oriental se presenta un nivel de amenaza media.
Mapa 5. Amenaza condición estática con niveles freáticos superficiales.
Escenario 2: condición seudo - estática con niveles freáticos superficiales.
En general el talud se caracteriza por presentar un nivel de amenaza alta ya que
presentan los mayores rangos de pendiente. En el costado sur del talud, se
identifico un deslizamiento que presenta evidencias de activación.
74
Mapa 6. Amenaza condición seudo estática con niveles freáticos superficiales.
Escenario 3: condición estática con obras de mitigación.
El talud se caracteriza por presentar un nivel de amenaza baja, debido a que se
implementaron obras para el control y manejo de aguas superficiales por medio de
drenes de penetración y zanjas. Adicionalmente, se implemento un sistema de
contención por medio de anclajes y concreto lanzado. En el costado oriental se
presenta un nivel de amenaza media.
Mapa 7. Mapa de amenaza condición estática con obras de mitigación.
75
Escenario 4: condición seudo estática con obras de mitigación.
En general el talud se caracteriza por presentar un condición de amenaza baja,
debido a que se implementaron obras para el control y manejo de aguas
superficiales por medio de drenes de penetración y zanjas. Adicionalmente, se
implemento un sistema de contención por medio de anclajes y concreto lanzado.
El costado oriental presenta un nivel de amenaza alta.
Mapa 8. Amenaza condición seudo estática con obras de mitigación
4.4.1.4 Medidas de mitigación. Para mitigar la amenaza en la zona donde se
encuentran los mayores rangos de pendientes y en donde se identificaron los
deslizamientos activos, se recomienda la construcción de un sistema subdrenajes.
El sistema de subdrenajes está conformado por 1 fila de drenes de penetración en
la parte baja de la ladera para abatir los niveles freáticos y aumentar los esfuerzos
efectivos sobre la masa de suelo inestable. Estos drenes se deben construir con
una longitud mínima de 20.0m, pendiente horizontal de 6° a 10° con la horizontal.
76
Para el manejo de aguas superficiales se plantea construir una zanja a lo largo del
pie del talud para la construcción del agua fuera del talud.
Adicionalmente, 5 filas de anclajes activos de 3 torones de Ø = ½”, longitud total
de 15.0m, longitud del bulbo de 8.0m y una separación horizontal de 3.
Figura 16. Perfil con obras de mitigación.
4.4.2 Diseños de anclajes
4.4.2.1 Diseño de anclajes activos
Pull-out capacidad de la longitud del bulbo. La capacidad de los anclajes
puede ser determinada mediante la siguiente expresión, de acuerdo a publicación
FHWA-IF-99-015 Geotechnical Engineering Circular N° 4, Anchors and Anchor
System:
Donde:
qs = es el esfuerzo del trabajo del bulbo a lo largo de la interface entresuelo y la
lechada de cemento.
D = diámetro de la perforación Lb = longitud del bulbo
T = la carga de tensionameinto o capacidad del anclaje.
77
Los valores del esfuerzo de trabajo del bulbo se consideran normalmente como
50% o menos que la resistencia última.
La resistencia ultima del bulbo entre el suelo y la lechada de cemento del sistema
del anclaje se estimo por medio de dos procedimientos:
1. De acuerdo a publicación FHWA-IF-99-015, Geotechnical Engineering Circular
N° 4, Anchors and Anchor System, en el cual se presenta un rango de
Resistencia ultimas en función del tipo de suelo.
El perfil estratigráfico en la zona de estudio, está compuesto principalmente por
arcillas de consistencia rígida, de acuerdo a la ilustración 44, se asume un valor
promedio de resistencia última de 600Kpa (0.6MPa).
Tabla 14. Resistencia ultima de la interface suelo/lechada a lo largo de la zona del
bulbo
Fuente: P.J. Sabatini, D.G. Pass, R.C. Bachu. GEOTECHNICAL ENGINEERING CIRCULAR NO. 4 Ground Anchors and Anchored Systems En: FHWA Organization [en línea].No.4 (june 1999).
https://www.fhwa.dot.gov/about/org/ . [citado en junio de 199].
78
2. La norma española de anclajes, define valores de resistencia al corte unitaria en
el contacto bulbo-terreno de acuerdo a la siguiente tabla:
Tabla 15. Valores de resistencia
Fuente: Comité Técnico AEN CTN / geotécnica. EJECUCION DE TRABAJOS GEOTECNICO ESPECIALES ANCLAJES Madrid: AENOR, 2001, UNE EN – 1537
Para la determinación de la capacidad de los anclajes se utiliza un valor de
esfuerzo de trabajo del bulbo qs = 0.6 Mpa.
El esfuerzo de trabajo implementado en los diseños contempla un factor de
seguridad de 1.5 y un espaciamiento horizontal de 3.5m, con lo cual se obtiene un
valor de resistencia admisible de la interface suelo/lechada a lo largo de la zona
del bulbo de: qadm = 114.3Kpa.
T(30 ton) = (11.43ton/m2) * ( ¶ ) * (0.10m)(Lbulbo)
De esta manera para un sistema de anclajes de 3 torones de ½” tensados a 30
toneladas se necesita un bulbo de 8.00 metros aproximadamente, embebidos en
79
el estrato de suelo. Con estas características de anclajes se realiza un análisis de
estabilidad mediante equilibrio límite para analizar la estabilidad global del sistema
de anclajes y determinar el espaciamiento horizontal de los mismos. Los análisis
permiten determinar que las longitudes de anclajes o bulbos son suficientes para
obtener un factor de seguridad aceptable.
4.4.2.2 Resultados obtenidos de la refracción sísmica. A continuación se
presentan los resultados de la refracción sísmica:
Figura 17. Resultado ensayo ReMi N°. 1, valores de velocidad de onda de corte
Vs.
80
4.4.3 Interpretación de los resultados
Las exploraciones indirectas (geofísicas) se realizaron mediante el tendido de 24
geófonos, espaciados cada 3.00m, de longitud de línea de 69.0m.
En la figuran No.15, Se observó valores de velocidad de onda de corte Vs entre
293m/s y 316m/s hasta una profundidad de 11.0m. A profundidades superiores se
observan valores de velocidad de onda de corte Vs entre 373m/s y 463m/s hasta
una profundidad de 24.0m
Mediante este ensayo, se pudo obtener una variación de valores de velocidad de
onda de corte Vs, en la parte central del arreglo, hasta una profundidad de 24.0m.
Se concluye que el modelo obtenido con la exploración sísmica es congruente con
el perfil de suelo C según parámetros establecidos por la Norma Sismo Resistente
(NSR-10), ya que la velocidad de onda de corte los primeros 30.0m de
profundidad es de 371.0 m/s.
81
5. CONCLUSIONES
Para la identificación de los estratos y caracterización de los materiales, se realizó
2 sondeos mecánicos de 15.0 metros de profundidad y 1 línea de refracción
sísmica de 69.0 metros, además de la inspección geológica y la elaboración de
una trinchera de reconocimiento estratigráfico.
Para este estudio, se concluyó que el talud del barrio la trinidad del municipio de
Floridablanca, está conformado por depósitos de suelos, aluviales de la formación
Bucaramanga y superficialmente por rellenos y depósitos coluviales activos y de
acuerdo a los resultados de la evaluación de la amenaza por fenómenos de
remoción en masa, se encuentra en amenaza alta y pone en riesgo las viviendas
localizadas en la parte superior.
El resultado obtenido de la estratificación del perfil del talud estudiado, concluye
que el material que compone la matriz es limoso-arenoso, con presencia de
material orgánico superficial, y llenos antrópicos.
Por medio del diagnóstico y lo observado en campo , en donde se aprecia que el
talud presenta una pendiente alta la cual es susceptible a deslizamientos y que las
obras para mitigar esta amenaza están limitadas por la presencia de las viviendas
en la parte superior y la vía en el sector inferior, se propone que las obras
constructivas debe adaptarse a las condiciones topográficas existentes
garantizando la estabilidad de la ladera, debido a que estas no afecta la geometría
del talud, ni la integridad de la infraestructura existente.
Para la mitigación de la amenaza se propone la construcción de 5 filas de anclajes
pretensionados de 30 toneladas y la contracción de una fila de drenes de
penetración de 20.0 metros de longitud.
82
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