Geotecnia K5+740 AUTOPISTA - GRANADA VER0
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DISEOS VIAS Y PAVIMENTOS S.A.S.
SERVICIOS DE CONSULTORIA EN LA ELABORACION DE RECOMENDACIONES GEOTECNICAS KM 5+0740 DE LA VIA LA AUTOPISTA - GRANADA
CONTRATO No. 2013-OO-20-0023
MEJORAMIENTO, REHABILITACIN, MANTENIMIENTO Y CONSTRUCCIN DE OBRAS COMPLEMENTARIAS EN LA RED VIAL DE LA SUBREGIN
ORIENTE DEL DEPARTAMENTO DE ANTIOQUIA
ESTUDIO Y DISEO GEOTECNICO PARA LA POSIBLE SOLUCION AL PUNTO CRTICO DEL KM0+0900 DE LA VIA LA AUTOPISTA - GRANADA
ORI-DIS-GEO-AUTOPISTA - GRANADA K5+0740-V0
MEDELLIN DICIEMBRE DE 2014
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SERVICIOS DE CONSULTORIA EN LA ELABORACION DE RECOMENDACIONES GEOTECNICAS KM 5+0740 DE LA VIA LA AUTOPISTA - GRANADA
Diseos Vas y Pavimentos S.A.S. Carrera 82 A No. 34 34 telefax 444-2539 Medelln Pgina 2
NDICE DE MODIFICACIONES
ndice de Revisin Fecha de Modificacin Observaciones
REVISIN Y APROBACIN
Contrato No.: 2013-OO-20-0023
Ttulo del documento:
ESTUDIO Y DISEO GEOTECNICO PARA LA POSIBLE SOLUCION AL PUNTO CRTICO KM 5+0740 DE LA VIA LA AUTOPISTA -
GRANADA
Fecha: Noviembre de 2014
Documento No.: ORI-DIS-GEO- AUTOPISTA - GRANADA - K5+0740-V0
Control Interno
Especialista Coordinador JOSE JOAQUIN LARA RUIZ
Vo. Bo. Director de Consultora
Vo. Bo. Ingeniera de Calidad
LINA MARIA GUTIERREZ M.
Vo. Bo. Director de obra CARLOS MAURICIO ARANGO D.
Interventora
Director de Interventora
Especialista Interventora
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Contenido
1 INTRODUCCION 9
2 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 10
3 OBJETIVOS 19
3.1 OBJETIVO GENERAL 19
3.2 OBJETIVO ESPECIFICO 20
4 MARCO TEORICO 21
5 AMENAZAS, RIESGOS Y PLAN DE CONTIGENCIAS 22
5.1 PARAMETROS DE RIESGO Y VULNERABILIDAD 23
5.2 PLAN DE CONTIGENCIA 30
6 METODOLOGA O PLAN DE TRABAJO 32
6.1 FUENTES DE INFORMACIN 32
6.2 ENSAYOS 32
6.3 PROCESAMIENTO DE LA INFORMACIN 34
7 DESCRIPCION GENERAL DEL PROYECTO 36
7.1 Localizacin en Suramrica 36
7.2 Localizacin en Colombia 37
7.3 Localizacin en el Departamento 40
7.4 Municipio de Granada 41
8 MARCO GEOLOGICO ESTRUCTURAL 43
8.1 GEOLOGIA REGIONAL 43
8.2 FORMACIONES SUPERFICIALES 50
8.3 GEOLOGIA ESTRUCTURAL 52
8.4 GEOMORFOLOGA 53
8.5 PROCESOS DENUDATIVOS 55
8.6 MOVIMIENTOS EN MASA. 57
8.7 USOS DEL TERRENO 60
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9 TRABAJOS DE CAMPO 63
9.1 EXPLORACIN GEOTCNICA 63
10 ANALISIS DE LA SITUACION EXISTENTE 71
10.1 HIDROGEOLOGA 73
11 RESULTADO DE ESTUDIOS 75
11.1 METDO DE EXPLORACIN 75
11.2 CARACTERISTICAS TIPO DE SUELOS 75
11.2.1 ESTADO DEL MATERIAL 76
11.2.2 ANLISIS DE LAS CONDICIONES DE HUMEDADES 92
11.2.3 CLASIFICACIN DE LOS SUELOS 96
11.3 RESULTADOS DEL SPT 101
11.4 FACTOR DE CORRECCIN POR SOBRECARGA O CONFINAMIENTO 102
11.5 CORRELACIONES ENTRE N Y RESISTENCIA EFECTIVA DE LOS SUELOS 108
11.6 RELACIONES ENTRE EL NMERO DE GOLPES "N" DEL SPT, DENSIDAD RELATIVA 110
11.7 ESTIMACIN DEL MDULO DE DEFORMACIN EDOMTRICO 118
11.8 PARMETROS GEOMECNICOS (COMPRESION INCONFINADA) 120
11.9 PESO ESPECFICO SATURADO DE SUELOS ARENOSOS 122
11.10 COEFICIENTE DE BALASTO O MDULO DE REACCIN KS 125
12 FUERZAS SISMICAS 131
13 DESCRIPCION DE LA FALLA - MODELO GEOTECNICO 135
13.1 OBRAS HIDRAULICAS EXISTENTE 140
13.2 ESTABILIDAD DE LA LADERA 140
13.2.1 MODELO GEOTECNICO CON FUERZA SISMICA 144
13.2.2 MODELO CON SOBRE CARGA VEHICULAR 146
13.2.2.1 SOBRECARGAS VEHICULAR 146
13.3 SOLUCION DE ESTABILIDAD PROPUESTA 155
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13.3.1 SOLUCION ESTRUCTURAL 155
13.4 PROFUNDIDAD DE SOCAVACION 158
13.5 VALIDACION Y AJUSTE SOLUCION CON PROGRAMA DE ELEMENTOS FINITOS PHASE 2. 162
13.6 PROTECCION PIE DE TALUD EN QUEBRADA 165
14 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 166
INDICE DE TABLAS
Tabla 1 Precipitacin y temperatura mensual ................................................................................................ 19 Tabla 2 Parametro por inclinacion del talud .................................................................................................... 24 Tabla 3 Parmetro por fractura ....................................................................................................................... 26 Tabla 4 Parametro por vegetacion ................................................................................................................... 26 Tabla 5 Parmetro por volumen del movimiento ............................................................................................. 27 Tabla 6 Parmetro por afectacin .................................................................................................................... 28 Tabla 7 Parametro por pablacion ..................................................................................................................... 28 Tabla 8 Estimacin Susceptibilidad.................................................................................................................. 29 Tabla 9 Estimacion Vulnerabilidad .................................................................................................................. 29 Tabla 10 Estimacin del Riesgo ........................................................................................................................ 30 Tabla 11 Calificacin de grado de riesgo. ......................................................................................................... 30 Tabla 12 Clasificacin y uso de la cobertura vegetal ................................................................................. 61 Tabla 13 Registro perforacin sondeo No.1 ..................................................................................................... 66 Tabla 14 registro sondeo No.2.......................................................................................................................... 68 Tabla 15 registro sondeo No.3.......................................................................................................................... 70 Tabla 16. Clasificacin de suelos sondeo 1 ...................................................................................................... 77 Tabla 17 Resumen clasificacin y otras caractersticas sondeo 1 .................................................................... 78 Tabla 18 Clasificacin de suelos sondeo 2 ....................................................................................................... 79 Tabla 19 Resumen clasificacin y otras caractersticas sondeo 2 .................................................................... 80 Tabla 20 Clasificacin de suelos sondeo 3 ....................................................................................................... 81 Tabla 21 Resumen clasificacin y otras caractersticas sondeo 3 .................................................................... 82 Tabla 22 Compresibilidad de los suelos ..................................................................................................... 94 Tabla 23 Plasticidad de los suelos ............................................................................................................... 95 Tabla 24 Caracterstica del suelo de acuerdo a su plasticidad - complemento ..................................... 95 Tabla 25 Caractersticas de los suelos segn clasificacin U.S.C. ........................................................ 96 Tabla 26 Sondeo no 1 Autopista - Granada compresin simple ......................................................... 97 Tabla 27 Sondeo no 2 Autopista - Granada compresin simple ......................................................... 97 Tabla 28 Sondeo no 3 Autopista - Granada compresin simple ......................................................... 97 Tabla 29 Consistencia y Resistencia a la compresin inconfinada de los suelos ................................. 99 Tabla 30 Anlisis cuantitativo suelos sondeo 1 ................................................................................................ 99 Tabla 31 Anlisis cuantitativo suelos sondeo 2 .............................................................................................. 100 Tabla 32 Anlisis cuantitativo suelos sondeo 3 .............................................................................................. 100 Tabla 33 Los factores de correccin comnmente usados ................................................................... 103
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Tabla 34 Correccin por Energa (CE)....................................................................................................... 104 Tabla 35 Factor de correccin por longitud de barras CR ...................................................................... 105 Tabla 36 Factor de correccin por el dimetro de la perforacin CB .................................................... 106 Tabla 37 Modulo edomtrico en arenas ......................................................................................................... 119 Tabla 38 Mdulos edomtrico ........................................................................................................................ 119 Tabla 39 Parmetros de Resistencia de acuerdo al NSPT ................................................................... 121 Tabla 40Compresion simple sondeos ............................................................................................................. 121 Tabla 41 Peso unitario seco sondeos .............................................................................................................. 124 Tabla 42 Coeficiente de balasto sondeos ....................................................................................................... 126 Tabla 43 Resumen caracterizacin sondeo 1 ................................................................................................. 127 Tabla 44 Resumen caracterizacin sondeo 2 ................................................................................................. 128 Tabla 45 Resumen caracterizacin sondeo 3 ................................................................................................. 129 Tabla 46 Seccin caracterstica sondeo 1 ....................................................................................................... 130 Tabla 47 Seccin caracterstica sondeo 2 ....................................................................................................... 130 Tabla 48 Seccin caracterstica sondeo 3 ....................................................................................................... 130 Tabla 49 Coeficientes ssmico zona en estudio ............................................................................................... 132 Tabla 50 Factores de seguridad Bsicos mnimos. ........................................................................................ 133 Tabla 51 Datos para constitucin espectro de aceleracin ssmica de diseo. .............................................. 134 Tabla 52 Datos caracterstica de materiales modelo FEM ............................................................................. 149 Tabla 53 Coeficiente empricos para estimar la socavacin local .................................................................. 161 Tabla 54 Calculo de la socavacin general ..................................................................................................... 162
INDICE DE FOTOGRAFIAS
Fotografa 1 Vista area de zona especfica del proyecto ................................................................................ 11 Fotografa 2 Perdida de banca y hundimiento en PR5+0700 ........................................................................... 12 Fotografa 3 Accin de la corriente de la quebrada a favor de la inestabilidad por erosin ............................ 12 Fotografa 4 Desprendimiento de la banca, media luna producto de la socavacin por quebrada ................. 13 Fotografa 5. Perdida por socavacin del terreno natural ................................................................................ 14 Fotografa 6 Caractersticas morfolgicas talud .............................................................................................. 15 Fotografa 7 Rocas gneas (Tonalitas a Granodioritas). ........................................................................... 47 Fotografa 8. Columna generalizada formaciones superficiales para la zona de estudio. ................... 50 Fotografa 9. Paisaje y uso del terreno Punto crtico 1 va Granada...................................................... 54 Fotografa 10 Escarpes del terreno en suelos residuales ......................................................................... 60 Fotografa 11 Extraccin de muestra - ensayo compresin simple ............................................................... 98 Fotografa 12 perdida de banca por desprendimiento del suelo por perdida de equilibrio ........................... 136 Fotografa 13 Perdida de banca por deslizamientos ...................................................................................... 138 Fotografa 14 Socavacin de la pata del talud ............................................................................................... 139
INDICE DE GRAFICAS
Grfica 1Zona de influencia del proyecto ......................................................................................................... 10 Grfica 2 Levantamiento topogrfico descripcin del problema .................................................................. 16 Grfica 3 Histograma de lluvias y temperaturas .............................................................................................. 17
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Grfica 4 Medios, mximos y mnimo de temperatura mensual ..................................................................... 18 Grfica 5 Geometria tipca del talud seccion transversal ............................................................................... 24 Grfica 6 Sealizacin mnima para desvos .................................................................................................... 31 Grfica 7 Metodologia de diseo .................................................................................................................... 34 Grfica 8 Colombia en Suramrica ............................................................................................................... 36 Grfica 9 Localizacin de Antioquia en Colombia ...................................................................................... 37 Grfica 10 Localizacin general del proyecto ................................................................................................... 40 Grfica 11 Marco Geolgico Regional Zona de estudio. (Ingeominas Plancha 147 Medelln Oriental (2005). ............................................................................................................................................................. 43 Grfica 12. Niveles de cenizas localizados en el sector Punto crtico 2 va Granada. ......................... 48 Grfica 13 Perfil generalizado, de meteorizacin Batolito Antioqueo (Ingeominas 2005). ................ 51 Grfica 14 Tipos de movimiento de laderas (Tomado de Gonzles de Vallejo, 2002) ......................... 57 Grfica 15. Cicatriz, activacin de proceso erosivo punto crtico 5+740 Va Granada ......................... 59 Grfica 16 Falla de la banca deslizamiento en direccin a la quebrada........................................................... 71 Grfica 17 Modelo primario falla ..................................................................................................................... 74 Grfica 18 Exploracin Roto Percusin ....................................................................................................... 75 Grfica 19 Clasificacin de suelos sondeo 1 ..................................................................................................... 83 Grfica 20 Clasificacin de suelos sondeo 2 ..................................................................................................... 83 Grfica 21 Clasificacin de suelos sondeo 3 ..................................................................................................... 84 Grfica 22 Distribucin consolidada de tipos de suelos.................................................................................... 84 Grfica 23 Gradaciones sondeo 1 ................................................................................................................... 85 Grfica 24 Gradaciones sondeo 2 .................................................................................................................... 86 Grfica 25 Gradaciones sondeo 3 .................................................................................................................... 86 Grfica 26 Plasticidad sondeo 1 ...................................................................................................................... 87 Grfica 27 Plasticidad sondeo 2 ...................................................................................................................... 87 Grfica 28 Plasticidad sondeo 3 ...................................................................................................................... 88 Grfica 29 Abaco de Casagrande ..................................................................................................................... 88 Grfica 30 colapsabilidad sondeo 1 ................................................................................................................. 89 Grfica 31 colapsabilidad sondeo 2 ................................................................................................................ 90 Grfica 32 colapsabilidad sondeo 3 ................................................................................................................ 90 Grfica 33 Perfil de humedades en sondeo 1 ................................................................................................. 92 Grfica 34 Factor de correccin por energa ............................................................................................ 103 Grfica 35 Factor de correccin por el uso de cuchara normal (CS) ................................................... 105 Grfica 36 NSPT corregido sondeo 1 .............................................................................................................. 106 Grfica 37 NSPT corregido sondeo 2 .............................................................................................................. 107 Grfica 38 NSPT corregido sondeo 3 .............................................................................................................. 107 Grfica 39 Angulo de friccin sondeo 1 .......................................................................................................... 109 Grfica 40 Angulo de friccin sondeo 2 .......................................................................................................... 109 Grfica 41 Angulo de friccin sondeo 3 .......................................................................................................... 110 Grfica 43 relativa sondeo 1 ........................................................................................................................... 114 Grfica 44 Densidad relativa sondeo 2 ........................................................................................................... 115 Grfica 45 Densidad relativa sondeo 3 ........................................................................................................... 115 Grfica 46 Modulo de Young sondeo 1 ........................................................................................................... 117 Grfica 47 Modulo de Young sondeo 2 ........................................................................................................... 117 Grfica 48 Modulo de Young sondeo 2 ........................................................................................................... 118 Grfica 49 Peso especfico saturado de sondeo 1 .......................................................................................... 122
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Grfica 50 Peso especfico saturado de sondeo 2 .......................................................................................... 123 Grfica 51 Peso especfico saturado de sondeo 3 .......................................................................................... 123 Grfica 52 Ubicacin de zona ssmica. ........................................................................................................... 132 Grfica 53 Espectro elstico de aceleracin Granada. ................................................................................... 135 Grfica 54 Modelos tipicos de fallas ............................................................................................................... 137 Grfica 55 Tipo de falla en la banca vehicular. ............................................................................................... 138 Grfica 56 Sectores de estudio en perfil ......................................................................................................... 141 Grfica 57Modelo bsico de la seccin a estudiar. ........................................................................................ 142 Grfica 58 Superficies de falla en modelo bsico ........................................................................................... 143 Grfica 59 Retroclculo condiciones de equilibrio latente ............................................................................. 144 Grfica 60 Modelo con cargas ssmica ........................................................................................................... 145 Grfica 61 Modelo con cargas ssmico. Superficie de fallas crticas. .............................................................. 145 Grfica 62. Efecto de carga puntual en talud ................................................................................................. 147 Grfica 63. Simulacin de carga vehicular en el talud. ............................................................................ 147 Grfica 64 Condiciones de estabilidad con sobrecarga vehicular ................................................................... 148 Grfica 65 Modelo FEM .................................................................................................................................. 149 Grfica 66 Mximos cortantes con fuerzas ssmicas modelo FEM ................................................................. 150 Grfica 67 Desplazamiento totales con sismo. Modelo FEM ......................................................................... 151 Grfica 68 Factores de seguridad (SRF) .......................................................................................................... 152 Grfica 69 Superficies de falla. Esfuerzos normales. ..................................................................................... 153 Grfica 70 Superficie de falla. Esfuerzos normales efectivos. ......................................................................... 153 Grfica 71 Superficie de falla. Presin de poros. ............................................................................................ 154 Grfica 72 Superficie de falla. Cortantes ........................................................................................................ 154 Grfica 73 Secciones de diseo ....................................................................................................................... 156 Grfica 74 Muro sobre pilas separado de la va con lleno .............................................................................. 157 Grfica 75 Modelo con muro de contencin. ................................................................................................. 158 Grfica 76 Perfil general de socavacin de lecho de rio ................................................................................. 160 Grfica 77 Solucin de muro apoyado sobre pilas en talud inferior. .............................................................. 163 Grfica 78 Cortantes mximos solucin de muro ........................................................................................... 163 Grfica 79 Critico factor de seguridad a desplazamientos totales. ................................................................ 164
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1 INTRODUCCION
La Gobernacin de Antioquia ha adjudicado el contrato de obra pblica, a la
empresa PAVCOL S.A.S. cuyo objeto es el MEJORAMIENTO,
REHABILITACIN, MANTENIMIENTO Y CONSTRUCCIN DE OBRAS
COMPLEMENTARIAS EN LA RED VIAL DE LA SUBREGIN ORIENTE DEL
DEPARTAMENTO DE ANTIOQUIA todo esto con el fin de garantizar corredores
viales estratgicos, con mejoramientos significativos en sus especificaciones
tcnicas y un adecuado servicio hacia la poblacin en general, para lo cual se
adelantarn las obras prioritarias que tengan mayor impacto en el mejoramiento
del servicio, acorde con el trfico actual y proyectado que garantice una operacin
segura, contribuyendo as a la generacin de empleo y a la dinmica de
comercializacin de los productos a travs del transporte adecuado de los mismos
y en definitiva mejorar la calidad de vida de la poblacin.
El objeto del contrato tiene como propsito atender de manera eficiente, la
mayora de los sitios crticos de inestabilidad existentes dentro del corredor vial,
los cuales ponen en constante riesgo de cierres. Igualmente se pretende mejorar
la transitabilidad en dichos sitios crticos y la integracin y competitividad de los
corredores mediante la mejora de la infraestructura de transporte y
comunicaciones, optimizando de esta forma la conectividad de los municipios con
la capital del departamento como con el resto del pas para la distribucin de los
diferentes productos agrcolas generados en el campo. PAVCOL SAS presenta
por intermedio de la Empresa Consultora Diseos Vas y Pavimentos los estudios
en el mbito geotcnico, hidrolgico (si corresponde) y estructural de la solucin
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de ingeniera en el punto crtico del PK5+740, de la va Autopista Medelln
Bogot a el casco urbano del Municipio de Granada (Antioquia).
2 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA En pocas recientes y por situaciones provocadas bsicamente por la alta
pluviografa de la regin y por la erosin producto de la corriente hdrica al pie del
talud inferior, la modificacin del uso del suelo, aspectos constructivos o propios
de la influencia de las actividades del hombre, se han presentado algunos
procesos de inestabilidad a lo largo de la va que comunica la ruta 60 (Autopista
Medelln Bogot) con las poblaciones de Granada y San Carlos en el
Departamento de Antioquia.
Grfica 1Zona de influencia del proyecto
FUENTE: MAPA VIAL DE ANTIOQUIA
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Fotografa 1 Vista area de zona especfica del proyecto
FUENTE: GOOGLE EARTH
En el Punto crtico Km5+740 se denota hundimiento en la va procedente de un
proceso de erosin en la pata del talud inferior; este hundimiento es como
consecuencia del deslizamiento desencadenado por los procesos erosivos en el
cuerpo del talud por escorrentas y en la pata del mismo por perdida del soporte
como consecuencia del lavado y arrastre de los materiales constituyente de la
ladera. Se evidencia, adems, el volcamiento parcial del muro construido en la
corona de la banca vehicular.
A la Ceja
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Fotografa 2 Perdida de banca y hundimiento en PR5+0700
FUENTE: PROPIA
Fotografa 3 Accin de la corriente de la quebrada a favor de la inestabilidad por erosin
FUENTE: PROPIA
Escalonamiento
en estructura de
pavimento
Prdida parcial de la
banca por
deslizamiento
Accin de la
corriente hdrica y
socavacin de pata
dl talud
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Fotografa 4 Desprendimiento de la banca, media luna producto de la socavacin por quebrada
FUENTE: PROPIA
El mecanismo de produccin de erosin hdrica se describe como: La accin
erosiva de un ro se debe a la energa del agua. Es capaz de arrancar trozos de
roca que, al ser arrastrados por la corriente, actan como un martillo sobre el
cauce del ro, desprendiendo nuevos fragmentos. Como el cauce no es regular, se
suelen producir remolinos que arrastran arenas y gravas, puliendo el fondo del ro
y creando cavidades1.
Este tipo de daos localizados (erosin) son detonantes de movimientos ms
severos que tienden a generar deslizamientos, volcamientos y otros tipos de
procesos, en donde en asocio con las aguas de escorrentas mal tratadas o
1 Erosin provada por Ros y Barrancos -
Desprendimiento
de la banca media
luna
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encauzadas inadecuadamente en suelos de poca o escasa cohesin muestran
daos en estructuras viales o perdidas de altos volmenes de materiales en
suelos agrcolas con poca cobertura vegetal.
En la zona es evidente que la quebrada vecina realiza en pocas de lluvias un
gran lavado al talud, generando erosin en la pata del talud, estabilizando este
mismo lo cual se producen movimientos por perdida del equilibrio de ladera.
Fotografa 5. Perdida por socavacin del terreno natural
FUENTE: PROPIA
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Se observa que la banca se encuentra afectada en un 50% o ms de acuerdo al
movimiento presentado, las grietas de traccin en la banca son evidencias de
fallas latentes y que, en consecuencia, se requiere de acciones prontas que
tiendan a (1) mitigar el problemas, con obras como sellos de grietas, trinchos en
maderas y desvos de cauces (2) la solucin permanente que consiste en el
control de la erosiona fluvial y la reconstruccin de la banca.
Fotografa 6 Caractersticas morfolgicas talud
FUENTE: PROPIA
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Grfica 2 Levantamiento topogrfico descripcin del problema
FUENTE: PAVCOL
Los suelos corresponden a materiales pocos cohesivos, meteorizados con una
gruesa capa vegetal, normalmente clasifican como suelos arenosos o limosos de
mediana o baja plasticidad de origen de la descomposicin de la roca parental por
procesos en donde la humedad ha tenido una gran influencia.
N
A Granada
Zona fallada
Quebrada
Sondeo 1
Sondeo 2
Sondeo 3
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El clima2 es clido y templado en Granada. Hay precipitaciones durante todo el
ao en Granada. Hasta el mes ms seco an tiene mucha lluvia. De acuerdo con
Kppen y Geiger clima se clasifica como Cfb. La temperatura media anual en
Granada se encuentra a 17.0 C. La precipitacin es de 3299 mm al ao.
Grfica 3 Histograma de lluvias y temperaturas
FUENTE: climate-data.org
El mes ms seco es enero, con 136 mm. 381 mm, es la precipitacin media en
mayo. El mes en el que tiene las mayores precipitaciones del ao mayo, pero en
general no hay periodos secos.
2 http://es.climate-data.org//location/34231//
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Grfica 4 Medios, mximos y mnimo de temperatura mensual
FUENTE: climate-data.org
El mes ms caluroso del ao con un promedio de 17.4 C es mayo. El mes ms
fro del ao es de 16.6 C en el medio de diciembre. No se presentan extremos
trmicos.
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Tabla 1 Precipitacin y temperatura mensual
FUENTE: climate-data.org
En resumen el problema consiste en el hundimiento de banca por efectos de
fenmenos de erosin fluvial, que en suelos poco cohesivos y con escasa
cobertura vegetal, por efecto de arrastre de los materiales del pie del talud genera
movimientos traslacionales y/o rotacionales de los materiales sobre yacentes a
suelos competentes y por ende genera inestabilidad en la zona de influencia del
talud vial, en este caso.
3 OBJETIVOS
3.1 OBJETIVO GENERAL
Realizar el estudio geotcnico y geolgico del punto crtico ubicado sobre el
PK5+740 de la va que comunica a la Ruta 60 con la poblacin de Granada
(Antioquia).
Plantear medidas de mitigacin a efecto de disminuir los adversos efectos del
movimiento de la ladera, particularmente sobre la circulacin vehicular y sobre
el patrimonio directo de los propietarios de las zonas afectadas.
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3.2 OBJETIVO ESPECIFICO
Identificar las amenazas y los riesgos que presentan el punto crtico estipulado
para estudio partiendo para ello de la visin regional del problema.
Elaborar planes de contingencia para la prevencin y la atencin de cada uno
de los riesgos identificados en este tramo, bajo los principios de la mecnica
de suelos, estabilidad de taludes, la geologa e hidrogeologa, socavacin y
resultados de modelacin con software especializados.
Estudiar y ensayar con detalle el punto crtico, para conocer a fondo la
dinmica geolgica-geotcnica del rea, utilizando para esto mtodos basados
en programas de modelacin de alto grado de confiabilidad y sobre todo que
genere bajo ndice de error, elementos finitos, y algunos que proporcionan
informacin sobre las propiedades fsicas y mecnicas de las rocas y suelos
segn las caractersticas encontrada en los sondeos, as como sus
extensiones horizontales y verticales, identificacin de los materiales arcillosos
y arenosos presentes en el subsuelo, generando un modelo de falla que sea
concorde a lo presentado en la zona.
Proporcionar conclusiones y recomendaciones.
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4 MARCO TEORICO
Considerando el alcance de los trabajos, que corresponden a obras de
emergencia en un contrato de mantenimiento y/o mejoramiento, con plazos y
trminos definido, se presenta los estudio de un sitio inestable, en base a
auscultacin directa con equipos convencionales, para recuperar muestras que
permitan caracterizar los diferentes estratos que conforman el subsuelos; en base
a la procedimientos aceptados por normas nacionales e internacionales se
realizan los ensayos correspondientes y su interpretacin. Apoyado en concepto
de la literatura tcnica se realiza la conceptualizacin de la falla, que se modela a
esfuerzos ltimo y por elementos finitos a efecto de obtener una compresin del
fenmeno y plantear una solucin que sea construible en el corto plazo y su
magnitud sea econmicamente viable en el marco del tipo de contrato ya
mencionado.
A lo largo del estudio se van desarrollando conceptos, mtodos y sistemas a fin de
lograr los objetivos propuestos.
Softwares licenciados bsicos:
Slide de Rocscience
Phase 2 de Rocscience
Roclab de Rocscience
Spreat Footing de Bentley
Strater 4 de Golden Software
NovoSPT de Novo Tech
Se considera como bibliografa bsica, adems de los cdigos y normas
vigentes que aplican a este tipo de estudios los siguientes textos:
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Suarez, J (1998) Deslizamientos y Estabilidad de Taludes en Zonas
Tropicales. Ediciones UIS.
Bowles, J (1996) Foundation Analysis and Desing 5th Edition,
McGraw-Hill
Estabilidad de Taludes , E Hoek, 1980
Suarez, J (2009) Deslizamientos Anlisis Geotcnico. Divisin de
Publicaciones UIS.
Suarez, J (2009) Deslizamientos Tcnicas de Remediacin. Divisin de
Publicaciones UIS.
Gonzales de Vallejo, L (2006) Ingeniera Geolgica. Pearson Prentice
Hall.
Slope Stability Analysis and Stabilization (2008) YM Cheng and CK
Lau, Routledge London
5 AMENAZAS, RIESGOS Y PLAN DE CONTIGENCIAS
La situacin actual presenta, de hecho una amenaza considerable para el
patrimonio vial de la nacin y el patrimonio econmico de los particulares.
La amenaza, como un hecho que puede producir un dao provocado por un
evento natural o antrpico, estara representado por eventos naturales como los
excesos de lluvias y/o eventos ssmicos que podran generar variacin en las
condiciones de estabilidad de los taludes, en el estado actual que es, en s, un
estado de latente estabilidad dado la pendiente y las caractersticas propias de los
suelos constituyentes. Los agentes antrpicos seran las vibraciones producidas
por la movilidad vehicular, la malas prcticas de uso del suelos y la inadecuada
solucin a situaciones de manejo de aguas superficiales y subterrneas. De
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hecho, este ltimo tpico es, tal vez, el de mayor influencia dado las velocidades
que adquieren las aguas superficiales por las altas pendientes longitudinales y
transversales y las muy escasas reas o secciones para evacuar esas aguas en
forma adecuada. Estas amenazas podran desencadenar la inestabilidad de la
ladera y la consiguiente prdida de la banca.
El riesgo, normalmente, est definido como como el producto entre una amenaza
y una vulnerabilidad.
En este tipo de anlisis no se hace caso a las llamadas vulnerabilidades de tipo
social. Siendo la vulnerabilidad la fragilidad del sistema. Una sociedad es
vulnerable cuando est o queda expuesta a los efectos de un fenmeno de origen
natural, socio - natural o humano, sin tener la capacidad de recuperarse por s
misma de los efectos de ste. La vulnerabilidad, aqu, puede clasificarse en:
Vulnerabilidad econmica. Tanto la ausencia de recursos econmicos de
los miembros de la comunidad as como tambin la mala utilizacin de los
recursos disponibles por parte de las entidades responsables.
Vulnerabilidad fsica. Asociada a la ubicacin fsica de los asentamientos y
la calidad de materiales y de los tipos de suelos.
5.1 PARAMETROS DE RIESGO Y VULNERABILIDAD
SUCEPTIBILIDAD AL DESLIZAMIENTO
PENDIENTE
La pendiente del talud la obtenemos a partir del ngulo de talud. Con el ngulo de
talud obtenido y teniendo en cuenta el tipo de cohesin de cada tipo de suelo
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hemos dado parmetros segn el razonamiento que aparece en la siguiente tabla.
Los parmetros van del 1 al 4 siendo los que tienen menor importancia por lo que
respecta al riesgo geolgico aquellos que tengan una numeracin menor. Se le ha
dado parmetros ms elevados a los mayores valores de pendiente y a los suelos
menos cohesivos. Sabemos que un suelo cohesivo tiene menores probabilidades
a ser deslizado que los suelos no cohesivos. Igualmente el mayor riesgo a ser
deslizado un suelo existe en los taludes de mayor pendiente (mayor ngulo de
talud).
Grfica 5 Geometria tipca del talud seccion transversal
FUENTE: PAVCOL
Tabla 2 Parametro por inclinacion del talud
FUENTE: Universidad Politcnica de Catalua.
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En este caso el valor del parmetro es 3.
LITOLOGIA
Conociendo las propiedades geomecnicas de los materiales litolgicos que
conforman cada talud a analizar se han dado parmetros a cada uno de los
taludes partiendo de que hay litologas ms propensas a los deslizamientos que
otras. Los parmetros ms elevados son aquellos que tienen mayor probabilidad a
deslizar. En este tpico se dan valores de 1 a 4 donde los suelos recientes (del
cuaternario o prximos) tendran el mayor riesgo de deslizamiento y donde los
depsitos sedimentarios de zonas costeras presentan el menor riesgo; en este
caso se asumen un valor tpico de 3, dadas las condiciones superficiales de los
suelos, y su estado de exposicin.
FRACTURACION
La fracturacin en los suelos es un indicador que define muy bien la probabilidad
de que un suelo pueda deslizar. Un suelo muy fracturado es ms propenso a
caerse que un suelo no fracturado, por lo cual se han dado parmetros a todos los
taludes segn el nmero y el tipo de fracturas que contenan. Tambin se ha
tenido en cuenta el espaciado, largo y profundidad de las fracturas para poder
clasificarlas segn estn pocos o muy fracturadas.
Atendiendo a todo eso los parmetros fijados han sido los que refleja la tabla
siguiente.
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Tabla 3 Parmetro por fractura
FUENTE: Universidad Politcnica de Catalua.
En este caso el valor del parmetro es 1, debido al bajo nmero de fracturas que
presenta la zona a estudiar, en lo que corresponde a los taludes y debido a que
los mismos no son exactamente en macizos rocosos.
VEGETACION
La vegetacin es un elemento fundamental en los aspectos de conservacin de
suelos, ya que al sustentarse sobre l ejerce con las races una accin de sujecin
importante. Por otra parte, la masa forestal acta como amortiguador del agua de
las lluvias, disminuyendo su capacidad erosiva antes de llegar al suelo y
disminuyendo la escorrenta superficial.
Tabla 4 Parametro por vegetacion
FUENTE: Universidad Politcnica de Catalua.
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En este caso el valor de los parmetros son 4 (semidesnudo en el cuerpo) y 4
(semidesnudo en la cabeza del talud).
VOLUMEN DEL TALUD
Un factor muy importante para valorar la magnitud de un desastre e incluso el
grado de riesgo que conlleva un talud susceptible a ser deslizado es su volumen.
Aquellos deslizamientos que comporten la cada de mayor masa sern los que
tengan el riesgo ms elevado, por eso en la tabla se dan valores ms elevados a
aquellos taludes que tengan mayor masa o volumen. El hecho que un talud sea
voluminoso comporta alcances a mayores distancias as que las afectaciones de
ese desprendimiento sern mayores.
Tabla 5 Parmetro por volumen del movimiento
FUENTE: Universidad Politcnica de Catalua.
En este caso el volumen previsto del deslizamiento potencia ser
aproximadamente de 1,400 m3, por lo que el parmetro de vulnerabilidad por este
tpico tiene un valor de 3.
VULNERABILIDAD
AFECTACIONES
Un hecho a tener en cuenta para analizar el grado de riesgo que conlleva un
deslizamiento de un talud en una comunidad es el tipo de afectacin que pueda
acarrear. Los tipos de afectaciones y que se les ha dado parmetros en la
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siguiente tabla, se refieren a las comunicaciones y a las infraestructuras de
servicios que puedan ser daadas en caso de desprendimiento. Segn la menor o
mayor importancia de la afectacin se le ha dado un valor distinto de parmetro.
Tabla 6 Parmetro por afectacin
FUENTE: Universidad Politcnica de Catalua.
En este caso se afecta la va principal (carretera) Ruta 60 Granada y a zonas de
alto valor econmico como finca productoras y poblaciones con valor turstico y
energtico. El valor del parmetro es 4.
PROXIMIDAD RIESGOS POBLACION
Los parmetros que aparecen en la tabla siguiente han sido dados segn la
distancia a que se encuentran los taludes de cualquier vivienda o ncleo habitado.
La proximidad del riesgo a la poblacin es un factor que hace incrementar la
vulnerabilidad de los que habitan cerca. As los mayores parmetros reflejan
mayor vulnerabilidad o mayor riesgo.
Tabla 7 Parametro por pablacion
FUENTE: Universidad Politcnica de Catalua.
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En este caso, existen en la proximidad del fallo, elementos patrimoniales a menor
de 150m de la inestabilidad, por lo que el valor del parmetro es de 4.
Se determina, la susceptibilidad y vulnerabilidad del sistema.
Tabla 8 Estimacin Susceptibilidad
UBICACIN COMUNIDAD
ID. T
ALU
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EN
FRA
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ETR
OS
PR5+700 RUTA 60 - GRANADA Granada - San Carlos 1 4 4 3 3 14 FUENTE: PROPIA
Tabla 9 Estimacion Vulnerabilidad
UBICACIN COMUNIDAD
ID. T
ALU
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AFE
CTA
CIO
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PR
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- P
OB
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ION
TOTA
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AR
AM
ETR
OS
PR5+700 RUTA 60 - GRANADA Granada - San Carlos 1 4 4 8
FUENTE: PROPIA
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Tabla 10 Estimacin del Riesgo
UBICACIN COMUNIDAD
ID. T
ALU
D
SUSC
EPTI
BIL
IDA
D
VU
LNER
AB
ILID
AD
RIE
SGO
EST
IMA
DO
PR5+700 RUTA 60 - GRANADA Granada - San Carlos 1 14 8 112 FUENTE: PROPIA
El valor mximo del riesgo es de 128, en este caso se obtiene un porcentaje de
riesgo del 87.5%, RIESGO ALTO, segn la tabla de calificacin.
Tabla 11 Calificacin de grado de riesgo.
FUENTE: Universidad Politcnica de Catalua.
5.2 PLAN DE CONTIGENCIA
Los planes de contingencias, se deben desarrollar ampliamente por los
encargados del mbito de la Seguridad Social y/o salud ocupacional; aqu el nivel
es II y III, dado el alto grado de hundimiento de la banca y afectacin a la va que
comunica a los Municipios de Granada y San Carlos con la Autopista Medelln
Bogot (Ruta 60).
Aqu se recomienda las siguientes acciones mnimas:
Sealizacin preventiva y obligatoria.
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Trinchos en madera en el talud inferior para contencin inmediata y no
ocurra perdida de la banca.
Suelo cemento en el borde de la falla para no ocurra ms lavado de suelo y
este no se sature y ocurra una prdida total de banca
Grfica 6 Sealizacin mnima para desvos
FUENTE; FOVIAL
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Como obra definitiva se plantea la restitucin de la banca, construccin de muros
rgidos.
6 METODOLOGA O PLAN DE TRABAJO
Para la elaboracin del proyecto y todas las recomendaciones que en l se
plantean se siguieron los siguientes puntos:
6.1 FUENTES DE INFORMACIN
En la elaboracin de este plan se analizaron dos tipos de fuentes de
informaciones; informacin primaria y secundaria
PRIMARIA: Un reconocimiento directo de la zona por parte de los especialistas en
va, geotecnia, geologa, estructuras e Hidrulica, para estimar los problemas
presentes.
Hacen parte de esta informacin la obtenida directamente de ensayos, exploraciones, topografas
SECUNDARIA: Todos los estudios realizados con anterioridad para apoyarnos en
conceptos, memorias de clculos, estudio de suelos, estimaciones geolgicas y
geotcnicas, bibliografa tcnica numerada en a pie de pgina o como referencia
de citas, etc.
6.2 ENSAYOS
Elaboracin de un programa de exploracin en campo utilizando el equipo de
roto-percusin con profundidades hasta de 20 m, con el objeto de estipular y
realizar el respectivo anlisis de muestras en laboratorio.
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Implantar sistemas provisionales de lectura de movimientos de la masa en el
sitio, con el fin de conocer el tipo de movimiento presente, la falla que se
evidencia es latente y las condiciones podran cambiar dependiendo de la
velocidad con que se desplaza.
Los ensayos se realizan cumpliendo la metodologa descrita en las siguientes
normas colombianas, las cuales tienen su smil internacional, como se
menciona en las mismas:
Manual de diseo de cimentaciones superficiales y profundas para
carreteras INVIAS.
Normas de ensayo para materiales de carreteras de INVIAS.
Cdigo Colombiano de Diseo Ssmico de Puentes adoptado en 1996.
Reglamento colombiano de Construcciones Sismoresistente NSR-10.
Norma de la American Society for Testing and Materials (ASTM)
Manual Para La Estabilizacin de Obras de Estabilizacin INVIAS
2006
En resumen la metodologa aplicar se muestra esquemticamente.
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Grfica 7 Metodologia de diseo
FUENTE: MANUAL DE INGENIERIA DE TALUDES IGME 1987
6.3 PROCESAMIENTO DE LA INFORMACIN
Los datos se procesan en concordancia con los lineamientos y directrices
del proyecto para estimar en profundidad los agentes generados de todos los
problemas de la zona de estudio. Para todo esto se planeta el diagnstico de
amenazas y riesgos, en referencia, movimientos de masas, los posibles planes
de contingencia. Aqu se incluyen la obtencin de cada uno de los suelos que
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conforman los estratos estudiados y el tipo de roca que yace en lo ms profundo
de los estratos.
Modelacin de taludes de todos los puntos crticos utilizando el software
Slide v6.0, Geostructural Analysis y NOVO SPT, para lo cual se incluye la
influencia de las presiones de poros presentes en las diferentes laderas, tipos de
suelo y roca, adems del anlisis pseudoestatico para determinar la criticidad del
sitio en un eventual movimiento telrico o placas tectnicas, Los modelos en
elementos finitos se desarrollan con el programa Phase 2 y verificados con Plaxis
o Midas GTS NX.
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7 DESCRIPCION GENERAL DEL PROYECTO
7.1 Localizacin en Suramrica
En la grfica No. 8 se muestra la
localizacin de Colombia en el mbito
Suramericano.
Colombia, de 1.141.748 km2 de
extensin, est situada al Noroeste de
Amrica del Sur, es el cuarto pas en
tamao de la regin, limita al norte con
aguas jurisdiccionales de Honduras,
Jamaica y Hait, al este con Venezuela y
Brasil, al sur con Per y Ecuador, al oeste
con aguas jurisdiccionales de Costa Rica
y Panam, y al noroeste con Panam.
Las coordenadas geogrficas generales del Pas son: Latitud 4 35 56 al Norte y
Longitud 72 04 51.30 al Oeste.
Grfica 8 Colombia en Suramrica
FUENTE: IGAC
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7.2 Localizacin en Colombia
Grfica 9 Localizacin de Antioquia en Colombia
FUENTE: IGAC
Ubicacin y localizacin geogrfica:
El Departamento de Antioquia est situado al noreste del pas, localizado entre los
052620 y 085223 de latitud Norte, y los 735311 y 770716 de longitud
Oeste.
Extensin y lmites:
Cuenta con una superficie de 63.612 km2 lo que representa el 5.6 % del territorio
nacional. Limita por el Norte con el mar Caribe y los departamentos de Crdoba
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(franja de territorio en litigio) y Bolvar; por el Este con Bolvar, Santander y
Boyac; por el Sur con Caldas y Risaralda y por el Oeste con el departamento
del Choc.
Geografa fsica:
El territorio del departamento de Antioquia se caracteriza por un relieve variado,
representado por reas planas localizadas en el valle del Magdalena y las zonas
prximas al Choc y el Urab y una extensa rea montaosa que hace parte de
las cordilleras Central y Occidental, en donde se resaltan 202 altos importantes,
con alturas que oscilan entre los 1.000 y los 4.080 metros sobre el nivel del mar. El
mayor accidente es el Pramo de Frontino en el municipio de Urrao con 4.080
metros, tambin aqu encontramos el Morro Campana con 3.950 metros. En
Dabeiba encontramos el alto del Paramillo con 3.960 metros y en el municipio de
Andes tenemos el Cerro Caramanta que tiene 3.900 metros de altura.
Clima:
El clima del Departamento de Antioquia es muy variado, debido principalmente a
factores como la latitud, altitud, orientacin de los relieves montaosos, los
vientos, etc. En la regin de Urab, al noroeste del departamento, las lluvias tienen
un rgimen bimodal; existe un perodo seco de diciembre a marzo, refrescado por
los vientos del noreste, y una estacin de lluvias de abril a noviembre, con
mximas en mayo y noviembre. En la parte norte, hacia los departamentos de
Crdoba, Sucre y Bolvar, los meses ms secos son diciembre, enero y febrero, y
los de mayor precipitacin agosto y septiembre.
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En la regin central del departamento se presenta un perodo seco dentro de la
estacin lluviosa que va de junio a septiembre; los meses ms lluviosos son los de
mayo y octubre; en el valle del ro Magdalena se cumple la misma distribucin de
lluvias, siendo los meses ms secos diciembre, enero, febrero y julio. Sus pisos
trmicos se distribuyen en clido (35.550 km2), templado (16.430 km2), fro (10.900
km2) y Pramo (732 km2).
Actividades Econmicas:
La economa del departamento de Antioquia est sustentada en la prestacin de
servicios, la industria, el comercio, la agricultura, la ganadera y la minera.
Actualmente el departamento ocupa el segundo rengln en el mbito nacional en
cuanto a industria se refiere, la produccin textil, de tejidos y la confeccin, junto
con la elaboracin de productos qumicos, farmacuticos, maquinaria, cemento,
abonos, concentrados, metalmecnica y papel representan los mayores ingresos
al departamento.
El sector de servicios se especializa en la finca raz, servicios bancarios,
transportes y comunicaciones. En cuanto a la agricultura, Antioquia ocupa el
primer lugar en la produccin de caf y banano tipo exportacin, productos como
la caa, algunos cereales, cacao, yuca y tabaco junto a algunos frutales
contribuyen en menor proporcin a la economa regional.
Durante las ltimas dcadas la ganadera ha presentado un importante desarrollo,
principalmente en el Magdalena Medio, el ro Cauca y Urab. La minera
represent el soporte de la economa durante el siglo XIX, producto de estos
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ingresos se cre parte de la infraestructura industrial; actualmente produce oro,
plata, hierro, cobre y otros minerales.
7.3 Localizacin en el Departamento
Grfica 10 Localizacin general del proyecto
FUENTE: GOOGLE EARTH
El proyecto se encuentra localizado entre el municipio de Granada y la Autopista
Medelln - Bogot en el PK5+740 (PK0 Interseccin Autopista Granada) , en el
sector conocido como Brisas del oriente, ubicado al Este del departamento de
Antioquia, zona que se localiza al flanco Occidental de la cordillera Central de la
Repblica de Colombia.
A Granada
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La Principal va de acceso al municipio de Granada es la que conduce desde la
ciudad de Medelln hasta la ciudad de Bogot, en el Km 02 de la ruta 6002, se
desva a 300 m antes del peaje santuario hacia la va Granada Km 5+740. Son
vas pavimentadas, de fcil acceso. Su cabecera dista 79 km de la ciudad de
Medelln
La zona de estudio y de afectacin por el deslizamiento comprende un rea
aproximada de 5000m2, igualmente se hizo un recorrido alrededor de la zona de
aproximadamente 10000m2, para la identificacin de las distintas unidades
geolgicas, adems de pernoctar en otros puntos para un mejor reconocimiento
de la geologa regional que enmarca el sector.
Esta zona se encuentra localizada entre las coordenadas Geogrficas:
Latitud: N 6 07 52.83
Longitud: W 75 12 46.68
Cota: 2128 m.s.n.m
Coordenadas tomadas hacia la parte de mayor afectacin, sobre la banca de la
va la Granada San Carlos Imagen Google Earth 2014, alt. Ojo 2,27 Km.
7.4 Municipio de Granada
El municipio de Granada se localiza en la cordillera central, en el departamento de
Antioquia, hacia la Regin del Oriente en la zona de Pramo. La cabecera se
encuentra a una altitud de 2.050 msnm, con una temperatura promedio de 18c,
donde predomina el clima fro. El Municipio posee una extensin de 183 km
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Precipitacin: el promedio multianual correspondiente a la sumatoria de las medias
mensuales multianuales es superior a 2.400mm. El comportamiento de las lluvias
es tpico de regiones montaosas, donde el piedemonte es seco y las lluvias se
intensifican en tramos cortos hacia las laderas. Los perodos ms lluviosos son de
marzo a mayo y septiembre a noviembre; las pocas secas son de diciembre a
febrero y junio a agosto, condicin debida al paso de la Zona de convergencia
intertropical.
Limita por el norte con los Municipios de, Guatap y San Carlos, por el oriente con
los Municipios de San Carlos y el San Luis, por el sur con el municipio de Cocorn
y por el oeste con el Municipio de Santuario.
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8 MARCO GEOLOGICO ESTRUCTURAL
8.1 GEOLOGIA REGIONAL Grfica 11 Marco Geolgico Regional Zona de estudio. (Ingeominas Plancha 147 Medelln Oriental (2005).
8.1.1 Batolito Antioqueo
El nombre de esta unidad proviene del departamento de Antioquia (Botero
1940,1942) donde aflora sobre la parte axial de la Cordillera Central, cubriendo un
rea aproximada de 7.800 km, sin incluir los cuerpos satlites, separados del
cuerpo principal por rocas metamrficas. En la plancha 147 Medelln Oriental, de
este cuerpo afloran 1.100 km2, un 14% de la extensin total; hacia la parte oriental
LOCALIZACIN DESLIZAMIENTO
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y aunque en gran parte presenta una meteorizacin profunda, se puedan observar
algunos afloramientos caractersticos en los cortes de las vas Santuario (H-6)
ro Cocorn (H-8), Marinilla (F-6) - El Peol (F-7) Guatap (F-9), Guarne (C-3) -
San Vicente (C-6), Autopista Medelln Guarne, entre el alto de Las Rosas (B-3) y
Guarne (C-3), en los ros Cocorn (H-8), Rionegro (D-6, 7) y en varias de las
quebradas que drenan el rea.
K2ta: Facies normal de composicin predominante tonaltica - granodiortica con
facies de borde ms mficas y localmente ms flsicas. Textura hipidiomrfica
granular con ncleos de piroxeno en hornblenda. Edad 58-100 Ma por K-Ar, Rb-Sr
y Ar-Ar.
De acuerdo a los testigos de perforacin que fueron realizados en el sector por la
empresa Diseos de Vas y Pavimentos S.A.S, adems de realizar pernoctado en
estribaciones del sector de las Brisas donde aflora esta unidad, presenta
microscpicamente La roca predominante en la facies normal es fanertica de
grano medio a grueso, color moteado sal y pimienta con ndice de color entre 17 y
28 y contiene como minerales esenciales cuarzo plagioclasa feldespato
potsico y como caracterizantes hornblenda y biotita variando su contenido entre
valores relativamente cercanos con una desviacin estndar muy pequea en
cada uno de las minerales, lo cual resalta la uniformidad petrogrfica de esta
facies. Litolgicamente corresponde a tonalita granodiorita rara vez
cuarzomonzonita.
K2mg: Facies flsica de composicin monzograntica a cuarzo monzontica con
textura hipidiomrfica equigranular de grano medio a fino localmente grfica;
predominio de biotita sobre hornblenda.
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8.1.2 Rocas de Dique K2d
Diques de composicin andestica y diabsica, extensin y espesor variable
relacionados tanto al Batolito Antioqueo como a las rocas encajantes.
8.1.3 Tonalita de Ovejas (K2to)
Cuerpo de composicin tonaltica predominante y facies flsicas local. Edad
Cretcico Superior.
8.1.4 Dunita de Medelln
Las dunitas de este cuerpo son rocas macizas de color gris oscuro verdoso de
intensidad variable de acuerdo con el grado de serpentinizacin, factor que
tambin incide en la densidad, variando sta entre 3,18 para rocas de menos del
20% de serpentina a 2,91, en rocas con un 60-65 % de serpentina y 2,52 en
serpentinitas. La estructura de la dunita es de carcter deformacional, con
intensidad variable con cristales de olivino, alargados fracturados y con un aspecto
transicional a textura de mosaico que resalta en muestra meteorizadas. En
general en muestras de mano expuestas a agentes atmosfricos, se observa o
resalta un bandeamiento con orientacin de los cristales de olivino, marcada por
bandas de diferentes resistencias a la meteorizacin o de diferente color, debido a
variaciones mineralgicas con granos gruesos de cromo-espinela, tanto en
venillas alineadas paralelamente al bandeamiento como dispersas.
Microscpicamente la dunita presenta texturas subidiomrficas transicionales a
texturas de mosaico con cristales alargados y fracturados, con diferente
intensidad, de olivino y est constituida esencialmente por olivino y cromita (o
cromo-espinela). En ninguna de las muestras analizadas se encontr piroxeno y
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como minerales de alteracin serpentina, tremolita, talco, magnetita y carbonatos
en diferentes proporciones.
8.1.5 Anfibolitas (Pa)
Se caracterizan por presentar una textura granomatoblstica (gnisica) en la cual
se observa una alternancia de niveles ricos en anfboles clcicos (edenita,
pargasita) y niveles constituidos por plagioclasa. Los anfboles presentan forma
prismtica, mostrando cierto grado de orientacin en una direccin determinada,
mientras que en los cristales de plagioclasa su composicin oscila desde andesina
a oligoclasa; se presentan en forma subidiomrfica y con maclas polisintticas y
en cua producto de los esfuerzos desviatorios.
8.1.6 Filitas y Esquistos (Pes)
Filitas y esquistos cuarzo-sericticos y esquistos aluminicos. Localmente con
intercalaciones de esquistos verdes, compuestos esencialmente por albita,
epidota, clorita.
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Fotografa 7 Rocas gneas (Tonalitas a Granodioritas).
Al microscopio las granodioritas con variaciones a tonalitas, en facies normal
presentan una textura general predominante que es hipidiomrfica variando de
equigranular a inequigranular con algunas texturas particulares que dependen de
las condiciones de cristalizacin o de procesos posteriores de deformacin que
modifican algunas de las caractersticas pticas originales de los minerales
llegando, localmente a destruir totalmente la estructura original. Adems se
evidencia el tipo de Meteorizacin esferoidal en rocas tonalticas del Batolito
Antioqueo. Obsrvese la mayor esfericidad hacia el centro conformando bloques
en forma de cebolla de huevo.
8.1.7 Depsitos de Ceniza
Aunque son poco cartografiables para la realizacin de este trabajo, si son
importantes anotarlos dentro del contexto geolgico, estos depsitos fueron
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localizados en pequeos sectores y se establecen como una unidad geolgica, por
la ausencia de afloramientos se descubrieron espesores de apenas unos pocos
centmetros 10 a 20, los cuales cubren rocas metamrficas anfibolitas.
Otra caracterstica es que se encuentran en pendientes medias, cuya composicin
corresponde a fragmentos de roca compuestos por xidos de Fe, minerales de
plagioclasa en un 73%, cuarzo 1%, anfboles 8%, moscovita en un 3% y pmez de
coloracin rosada y crema con un 15%. Por su tamao tan fino y poco espesor, se
asigna su origen al complejo volcnico Ruz-Tolima ubicado en la cordillera
central, a 130 km al sur del rea de estudio, determinando un gran recorrido desde
su fuente hasta su depositacin. (Ver Grafica 12).
Grfica 12. Niveles de cenizas localizados en el sector Punto crtico 2 va Granada.
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Adems se han hecho varias determinaciones de la edad de estas cenizas en
base al anlisis de radiocarbn de muestras procedentes de horizontes
enterrados, las cenizas fueron producidas por varias erupciones: La mineraloga
de la arena fina permiti identificar tres capas, que fueron llamadas
respectivamente unidades superior, intermedia e inferior, intercaladas en dos
capas posiblemente mezcladas con material forneo procedente de
removilizacin. (Toro & Hermelin, 1980).
8.1.8 Depsitos de Vertiente (Qa)
Este tipo de depsitos es comn encontrarlos en la zona de estudio y se localiza
en el rea, como una de las principales unidades litolgicas y por las cuales se
cauce el fenmeno erosivo, unidad reciente que data de edad (mioceno), la cual
consta de clastos tamao desde guijos, guijarros hasta bloques de
aproximadamente 2 a 3 m. compuestos de principalmente de rocas gneas como
granodioritas, metamrficas como anfibolitas y neis diorticos, acompaados de
fuentes lodosas y arenosas de cenizas volcnicas; cuya proveniencia pertenece a
las partes ms altas de las laderas de la zona del altiplano, para este caso estos
depsitos son poco consolidados ya que no tienen una matriz que los contenga.
En el sector de estudio Punto crtico 2, se localiza dividida por dos lneas divisorias
de agua formando un sitio de escorrenta, a su vez se forma una microcuenca, la
cual es ayudada por la gravedad y la escorrenta del agua la cual puede
transportar fcilmente potentes bloques de material geolgico. Se asume que para
el sector el espesor de estos depsitos alcanza aproximadamente de 3 a 4m de
profundidad.
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8.2 FORMACIONES SUPERFICIALES
Las formaciones superciales en la zona de estudio se componen de un tipo de
material: saprolitos producto de la descomposicin de rocas plutnicas; gneas con
espesores variables y diferentes clases de depsitos detrticos, dentro de los
cuales se tienen depsitos de vertiente asociados a los escarpes regionales y al
altiplano de Rio Negro; depsitos aluviales y varios niveles de terrazas localizados
en las diferentes supercies de erosin, principalmente a lo largo de la quebrada
El Palmar, Rionegro, Pereira. Igualmente se encuentran horizontes continuos que
siguen la paleotopografa como la lnea de piedra y los depsitos de ceniza
volcnica que recubren las unidades superciales anteriormente descritas. Desde
el punto de vista de la neotectnica, estos depsitos son los mejores marcadores
de la posible actividad tectnica reciente en el Oriente Cercano a Medelln.
Fotografa 8. Columna generalizada formaciones superficiales para la zona de estudio.
N S
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Grfica 13 Perfil generalizado, de meteorizacin Batolito Antioqueo (Ingeominas 2005).
Uno de los procesos ms notorios en la meteorizacin del Batolito Antioqueo es
la denominada meteorizacin esferoidal o disyuncin bolar tal como se observa
entre Rionegro (F-5), Guatap(F-9), El Peol (F-7) en la va entre el Santuario (H-
6) y el ro Cocorn (H-8) y entre Guarne (C-3), San Vicente (C-6), Concepcin (B-
8). Este proceso es facilitado por el diaclasamiento ortogonal que caracteriza gran
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parte de esta unidad, ya que facilita el ataque qumico de las aguas lluvias y otros
agentes externos que arrastran al material meteorizado y ensanchan las diaclasas
por donde luego actan los agentes de meteorizacin; los vrtices y aristas del
paraleppedo limitando por el conjunto de diaclasas, presentan una mayor
superficie expuesta a la meteorizacin y por lo tanto sta es ms intensa y los
bloques se van redondeando. Este proceso es continuo y reiterativo notndose
una mayor esfericidad hacia el centro conformando bloques con forma de cebolla
de huevo.
8.3 GEOLOGIA ESTRUCTURAL
El rea de la Plancha 147 Medelln Oriental se encuentra bajo la influencia de dos
sistemas de fallas: 1) el Sistema del Borde Occidental de la Cordillera Central que
incluye el Sistema Cauca Romeral y comprende las fallas San Jernimo, Silvia-
Pijao, Cauca-Almaguer (en el sentido de Maya y Gonzlez, 1995), Tonusco,
Espritu Santo, Santa Rita y Sabanalarga entre otras, junto con las fallas satlites
asociadas a estos sistemas. 2) Un segundo sistema que comprende las fallas del
Borde Oriental de la Cordillera Central o lo que denomina Page (1986) la Zona de
Falla de Palestina en el segmento norte de la Cordillera Central, el cual
comprende entre otras las fallas de Ot-Pericos, Nus, Cimitarra, El Bagre,
Palestina, Cocorn, Jetudo y Mulato. Los dos sistemas en este trabajo se toman
en un sentido amplio y general como zonas donde se presentan numerosas fallas
y que en parte limitan la Cordillera Central de Colombia en ambos flancos, sin
tener en cuenta la edad individual, su origen, ni el estilo estructural individual de
cada falla, sino como un conjunto general.
La mayora de los autores (Toussaint & Restrepo, 1984; Maya & Gonzlez, 1995))
han explicado los movimientos de ambos sistemas, las diferentes fases de
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movimiento de sus fallas y el significado como lmites de unidades y terrenos, pero
no se ha analizado en conjunto el efecto causado sobre el ncleo del segmento
norte de la Cordillera Central luego del emplazamiento del Batolito Antioqueo. En
esta primera parte se trata de explicar, por medio de un modelo regional, el
comportamiento general de ambos sistemas y los efectos causados entre ellos
sobre el ncleo de la Cordillera Central.
A nivel local no se localizaron estructuras o zonas de fallas que afecten el sector, a
excepcin de algunos lineamientos localizados al Norte y sureste del punto crtico
va Granada, trazos los cuales no tienen una continuidad que delimite o marque
los contactos entre las distintas unidades geolgicas. En la Plancha 147 Medelln
Oriental confluyen varias estructuras de falla formadas bajo condiciones frgiles y
en niveles de deformacin dctil, estas ltimas caracterizadas por el desarrollo de
zonas amplias deformadas donde afloran principalmente neises milonticos. Tres
direcciones de fallamiento predominan en esta plancha: N-S, N45E y N45W y
relacionadas a estas se presentan fallas de cabalgamiento, fallas de rumbo y fallas
normales.
8.4 GEOMORFOLOGA
La zona del Punto crtico 1 va Granada Antioquia, se caracteriza por presentar un
relieve de altiplano, Los principales relieves de primer orden que conforman la
zona de estudio son bsicamente representados por colinas altas
semiredondeadas con pendientes cortas y suavizadas derivadas de rocas gneas
(granodioritas - Tonalitas), cuyo espesor de la zona de saprolito alcanza varios
metros. Hacia el Norte puntualmente en la quebrada Las Brisas se observan
niveles de terrazas colgadas dejando ver un gran valle con pendientes bajas,
adems de llanuras aluviales generalmente inundables.
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Se observan colinas bajas o superficies de erosin, ms afectadas por la
meteorizacin y erosin, derivadas de rocas gneas principalmente granodioritas y
tonalitas.
Se presentan patrones de drenaje de tipo dendrtico y subparalelo que modelan el
paisaje a lo largo del altiplano, divididos por lneas divisorias de agua, las cuales
forman microcuencas y sitios de escorrenta; estos son aprovechados por la
pendiente y los distintos procesos erosivos (agua de escorrenta), para el
transporte de material formando depsitos de vertiente, los cuales sepultan las
distintas unidades litolgicas.
En trminos generales la regin de la va Granada Antioquia est constituida por
un sistema cordillerano estructurado en contacto con rocas gneas, que han sido
transformados por distintos procesos denudativos.
Fotografa 9. Paisaje y uso del terreno Punto crtico 1 va Granada.
E
N
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8.5 PROCESOS DENUDATIVOS
8.5.1 Erosin.
Al conjunto de procesos fsicos de desalojo, transporte y depsito de materiales,
ejercidos por diversos agentes: agua, viento y organismos vivos (el hombre y los
animales), sobre la superficie terrestre; con un grado de intensidad variable, se le
denomina erosin. Estos procesos van modelando la topografa, generando
geoformas, tales como surcos, crcavas, escarpes, etc., afectando los diferentes
ambientes geolgicos mediante el desplazamiento de grandes cantidades de
suelo, por la accin de la fuerza de gravedad.
8.5.2 Erosin laminar por escorrenta superficial.
Este proceso se inicia por el impacto de agua lluvia contra la superficie del suelo,
complementada por la fuerza de la escorrenta produciendo un lavado de la
superficie del terreno como un todo, sin formar canales definidos. Al caer las gotas
de lluvia levantan las partculas del suelo y las reparten sobre la superficie del
terreno; la velocidad de las gotas de lluvia puede alcanzar los 10m/s y su efecto es
muy grande sobre las superficies de taludes expuestos y sin cobertura vegetal.
Para el caso del lugar del proyecto Punto crtico 1 hundimiento va Granada; los
procesos se tornan graves ya que la pendiente del talud es alta en promedio >
40, el uso del terreno es sobrepastoreo y actividades agropecuarias, el tipo de
formaciones geolgicas superficiales; puntualmente se localizan suelos
saproitizados provenientes de la meteorizacin qumica y fsica de unidades
Plutnicas de origen gneo de edad Cretcica Superio