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CARACTERIZACIÓN GEOMECÁNICA DE LAS ROCAS DE LA FORMACIÓN NEIS DE BUCARAMANGA, SOBRE LA VERTIENTE OCCIDENTAL DEL
MACIZO DE SANTANDER.
LAURA LISSETH ESTEBAN BLANCO
LISSET MARITZA LUNA CAÑAS
MIGUEL ANGEL REMOLINA BONILLA
UNIVERSIDAD DE SANTANDER FACULTAD DE POST-GRADOS
ESPECIALIZACIÓN DE GEOTÉCNIA AMBIENTAL BUCARAMANGA
2014
2
CARACTERIZACIÓN GEOMECÁNICA DE LAS ROCAS DE LA FORMACIÓN NEIS DE BUCARAMANGA, SOBRE LA VERTIENTE OCCIDENTAL DEL
MACIZO DE SANTANDER.
LAURA LISSETH ESTEBAN BLANCO
LISSET MARITZA LUNA CAÑAS
MIGUEL ANGEL REMOLINA BONILLA
Trabajo de grado presentado como requisito para obtener el título de
ESPECIALISTA EN GEOTÉCNIA AMBIENTAL
Director: Germán Reyes Mendoza
Geólogo Esp. M.Sc
UNIVERSIDAD DE SANTANDER FACULTAD DE POST-GRADOS
ESPECIALIZACIÓN DE GEOTÉCNIA AMBIENTAL BUCARAMANGA
2014
3
CALIFICACIÓN
4
AGRADECIMIENTOS
Damos paso a un logró más en el camino profesional que estamos fomentando, por este motivo damos gracias a Dios por guiar nuestros pasos,
a nuestros padres por apoyarnos en cada una de las metas y logros adquiridos a nuestras familias por el apoyo incondicional, la paciencia y sabiduría transmitida
a las personas que aportaron su conocimiento a este proyecto al Director de proyecto Germán Reyes por los aportes dados
a la Empresa Construsuelos de Colombia S.A.S quien fue de gran ayuda en el proceso, al Ingeniero Miguel Ángel Camargo por permitirnos desarrollar en sus
instalaciones lo requerido para alcanzar la meta, al Ingeniero Miguel Roberto Silva Monsalve e Ingeniero Carlos Andrés Buenahora
Ballesteros por las asesorías y tiempo dedicado para entregar un documento completo como era de esperarse,
y a la profesora María lucía Sierra por toda la colaboración.
5
Contenido
RESUMEN ............................................................................................................. 11
GLOSARIO ............................................................................................................ 13
INTRODUCCIÓN ................................................................................................... 17
1. OBJETIVOS .................................................................................................... 19
1.1 OBJETIVO GENERAL .............................................................................. 19
1.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS ..................................................................... 19
2. MARCO TEÓRICO ......................................................................................... 20
2.1 ANTECEDENTES ..................................................................................... 20
3. GENERALIDADES ......................................................................................... 23
3.1 LOCALIZACIÓN Y ACCESO .................................................................... 23
3.2 TOPOGRAFÍA .......................................................................................... 28
3.3 CLIMATOLOGÍA ....................................................................................... 28
4. MARCO GEOLÓGICO.................................................................................... 29
4.1 SISMOTECTÓNICA REGIONAL .............................................................. 29
4.1.1 SISMICIDAD ...................................................................................... 30
4.2 GEOLOGÍA ESTRUCTURAL Y GEOLOGÍA LOCAL .............................. 34
4.3 MARCO GEOMORFOLÓGICO ................................................................ 40
5. MARCO REFERENCIAL ................................................................................ 43
5.1 CARACTERIZACIÓN DE MACIZOS ROCOSOS ..................................... 43
5.1.1 CARACTERIZACIÓN GEOTÉCNICA ................................................ 44
6. DISEÑO METODOLÓGICO ........................................................................... 62
6.1 TIPO DE INVESTIGACIÓN ...................................................................... 62
6.1.1 INVESTIGACIÓN DESCRIPTIVA ...................................................... 63
6.1.2 INVESTIGACIÓN EXPLORATORIA .................................................. 63
6.1.3 INVESTIGACIÓN EXPLICATIVA ....................................................... 64
7. ANÁLISIS DE DATOS .................................................................................... 65
7.1 ALCANCES .............................................................................................. 65
7.2 DATOS GEOTÉCNICOS .......................................................................... 66
7.2.1 CARACTERIZACIÓN GEOTÉCNICA DE MACIZO ROCOSO .......... 66
6
7.3 MÉTODOS DE CLASIFICACIÓN DEL MACIZO ROCOSO ...................... 72
7.3.1. Terzaghi ............................................................................................. 72
7.3.2. RQD Índice de calidad de la roca (Deere 1967) ................................. 73
7.3.3. Rock Mass Rating (RMR) Bieniawski 1989 ........................................ 73
7.3.4. Rock Tunnelling Quality Index - Sistema "Q" Barton (1974) .............. 90
7.3.5. Geological Strength Index GSI ........................................................... 99
7.4. CÁLCULO SOFTWARE DIPS ................................................................ 100
8. INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS ....................................................... 103
8.1. CARACTERIZACIÓN DEL MACIZO ROCOSO ...................................... 103
8.2. CARÁCTERIZACIÓN DE SONDEOS (COMUNA 14) ............................. 106
8.3. CARÁCTERIZACIÓN NEIS DE BUCARAMANGA ................................. 108
CONCLUSIONES ................................................................................................ 110
RECOMENDACIONES ........................................................................................ 112
BIBLIOGRAFÍA .................................................................................................... 114
7
LISTA DE FIGURAS
Figura 1. Localización regional de la zona de estudio ........................................... 23 Figura 2. Localización geográfica de la zona de estudio con las respectivas estaciones. ............................................................................................................. 24 Figura 3. Vía Piedecuesta Km7, comunica con la Vereda el Limonal y los Ermitaños ............................................................................................................... 25
Figura 4. Vía Piedecuesta Km 4, comunica con la Vereda la Mata ....................... 26 Figura 5. Vía que comunica Floridablanca con la Ecoposada Montefiore ............. 26
Figura 6. Vía que comunica los Barrios Altos de Cabecera y Altos de Jardín ....... 27 Figura 7. Vía que comunica Bucaramanga – Cúcuta. Sector Comuna 14 Morrorico. ............................................................................................................................... 27 Figura 8. Perfil de elevación de la topografía del área de estudio con estaciones 28
Figura 9. Mapa de valores: A) Valores para Aa. B) Valores para Av. .................... 32 Figura 10. Zona de amenaza sísmica aplicable a edificaciones para la NSR-10 en función de Aa y Av ................................................................................................. 33
Figura 11. Formación Neis de Bucaramanga, ubicación sondeos y estaciones de campo. ................................................................................................................... 35
Figura 12.Línea de Falla donde se presenta roca metamórfica con alto grado de fracturamiento ........................................................................................................ 36 Figura 13. Falla Inversa donde se observa el plegamiento de la roca metamórfica ............................................................................................................................... 37
Figura 14. Muestras de Campo sector de Piedecuesta. a) Muestra 1, b) Muestra 2, c) Muestra 3, d) Muestra 4, e) Muestra 5, f) Muestra 6, g) Muestra 19, h) Muestra 20, i) Muestra 21, j) Muestra 22, k) Muestra 23, l) Muestra 25 .............................. 38
Figura 15. Muestras de Campo Vía Cúcuta (Sector Morrorico). a) Muestra 8, b) Muestra 9, c) Muestra 10, d) Muestra 11, e) Muestra 12, f) Muestra 13, g) Muestra 14, h) Muestra 15, i) Muestra 16, j) Muestra 17, k) Muestra 18. ............................ 39 Figura 16. Morfología de montaña media donde se especifican las estaciones de campo .................................................................................................................... 40 Figura 17. Morfología de montaña baja donde se especifican las estaciones de campo .................................................................................................................... 41 Figura 18. Geomorfología del área metropolitana y sectores adyacentes ............. 42 Figura 19. Concepto de medición del RQD ........................................................... 45
Figura 20. Talud conformado mediante corte para la construcción de vía ............. 58 Figura 21. Talud con alto índice de diaclasamiento ............................................... 59 Figura 22. Talud donde se presentan surcos ......................................................... 60 Figura 23. Talud conformado mediante corte para vía (Vereda la Mata) ............... 61
Figura 24. Máquina de Carga Puntual, Modelo PC-7 Serie 126 ............................ 74 Figura 25. Número de Polos ................................................................................ 100 Figura 26. Densidad de Diaclasamiento .............................................................. 101 Figura 27. Patrones de Diaclasamiento ............................................................... 101
8
Figura 28. Número de Polos ................................................................................ 102 Figura 29. Densidad de Diaclasamiento .............................................................. 102 Figura 30. Patrones de Diaclasamiento ............................................................... 103
9
LISTA DE TABLAS
Tabla 1. Magnitud máxima y mínima en Bucaramanga ......................................... 31 Tabla 2. Magnitud máxima y mínima en Floridablanca .......................................... 31 Tabla 3. Magnitud máxima y mínima en Piedecuesta ............................................ 31
Tabla 4. Valores de Aa y Ad .................................................................................. 34 Tabla 5. Geoformas características de la zona de estudio .................................... 41 Tabla 6. Clasificación de macizo rocoso ................................................................ 43 Tabla 7. Índice de calidad de Deere ...................................................................... 46 Tabla 8. Resistencia a compresión simple ............................................................. 47
Tabla 9. Porcentaje de RQD .................................................................................. 47 Tabla 10. Espaciamiento de discontinuidades ....................................................... 47
Tabla 11. Condiciones de las discontinuidades ..................................................... 48 Tabla 12. Parámetros de las condiciones de discontinuidades basadas en la tabla 10 ........................................................................................................................... 48 Tabla 13. Condición de Agua Subterránea ............................................................ 49
Tabla 14. Condiciones para la orientación de discontinuidades ............................ 49 Tabla 15. Categorías de clasificación de RMR ...................................................... 49 Tabla 16. Características resistentes del macizo rocoso ....................................... 50
Tabla 17. Índice de diaclasado (Jn) ....................................................................... 51 Tabla 18. Índice de rugosidad (Jr) ......................................................................... 51
Tabla 19. Índice de alteración (Ja) ......................................................................... 52
Tabla 20. Coeficiente reductor por presencia de agua (Jw) ................................... 52
Tabla 21. Factor de reducción por tensiones (SRF) .............................................. 52 Tabla 22. Calidades según el sistema Q ............................................................... 53
Tabla 23. Cálculo del GSI ..................................................................................... 54 Tabla 24. Criterio generalizado de Hoek-Brown ................................................... 55 Tabla 25. Formato de caracterización de macizo rocoso en campo ...................... 67
Tabla 26. Condiciones de la roca Terzaghi (1946) según RQD ............................. 72 Tabla 27. Clasificación de macizos rocosos de Terzaghi (1946) ........................... 72
Tabla 28. Índice de Calidad de la Roca ................................................................. 73 Tabla 29. Formato para la adquisición de datos de carga puntual ......................... 75 Tabla 30. Clasificación de la resistencia a la compresión simple........................... 76 Tabla 31. Cálculos de resistencia a la compresión simple ..................................... 76
Tabla 32. Valores de RQD ..................................................................................... 77 Tabla 33. Espaciamiento de las discontinuidades ................................................. 78 Tabla 34. Cálculo de Resultados según las condiciones de las discontinuidades . 79
Tabla 35. Ponderación condición de agua subterránea ......................................... 84 Tabla 36. Ponderación según la orientación de las discontinuidades .................... 84 Tabla 37. Ponderación de RMR ............................................................................. 86 Tabla 38. Cálculo de RMR total ............................................................................. 86 Tabla 39. Clasificación del Macizo Rocoso según Bartón (Q) ............................... 92
10
Tabla 40. Caracterización del macizo rocoso en función de los bloques basado en el entrabamiento y las condiciones de las juntas. Adaptada de Hoek (2006). ....... 99 Tabla 41. Cálculo del GSI por estaciones ............................................................ 100 Tabla 42. Comportamiento del macizo rocoso según Terzaghi ........................... 103 Tabla 43. Comportamiento del macizo rocoso según Bieniaswki ........................ 104
Tabla 44. Comportamiento de la Formación Neis de Bucaramanga por sectores estudiados (Bieniaswki) ....................................................................................... 104 Tabla 45. Comportamiento del macizo rocoso según Barton .............................. 104 Tabla 46. Comportamiento de la Formación Neis de Bucaramanga por sectores estudiados (Barton) .............................................................................................. 105
Tabla 47. Comportamiento del macizo rocoso según el cálculo del GSI por zonas ............................................................................................................................. 105
Tabla 48. Cálculo de sondeos según Barton ....................................................... 106
Tabla 49. Cálculo de sondeos según Bieniaswki ................................................. 107 Tabla 50. Correlación de los métodos aplicados en campo ................................ 108 Tabla 51. Correlación de los métodos según áreas de estudio ........................... 109
Tabla 52. Correlación de los métodos aplicados en sondeos geotécnicos .......... 109
11
RESUMEN
TITULO: “CARACTERIZACIÓN GEOMECÁNICA DE LAS ROCAS DE LA
FORMACIÓN NEIS DE BUCARAMANGA, SOBRE LA VERTIENTE OCCIDENTAL DEL MACIZO DE SANTANDER”1
AUTORES: LAURA LISSETH ESTEBAN BLANCO, LISSET MARITZA LUNA
CAÑAS, MIGUEL ANGEL REMOLINA BONILLA2 Palabras Claves: Caracterización Geomecánica, Mecánica de rocas, Obras civiles.
DESCRIPCIÓN
En el marco local del área metropolitana de Bucaramanga, se hace evidente una
acelerada densificación urbana debido al crecimiento y necesidades de la población. Esta
densificación urbana se está extendiendo hacia las partes aledañas de Bucaramanga,
donde predomina la formación Neis de Bucaramanga que es el macizo rocoso en el que
se centró este estudio. Los resultados de este estudio proveen información acerca del
comportamiento de esta roca ante los esfuerzos generados por las cargas de obras civiles
de vivienda; lo que será de gran apoyo para las empresas constructoras que operan en el
área, que actualmente está realizando estudios geotécnicos en la zona.
El presente trabajo de investigación tiene como fin evaluar el comportamiento
geomecánico de la Formación Neis de Bucaramanga (p€b), sobre la vertiente occidental
del Macizo de Santander. Al llevar a cabo el proyecto se realizaron estudios geotécnicos
del Neis de Bucaramanga donde se contempló el comportamiento que presenta a raíz de
factores externos, principalmente en el caso de edificaciones que se están originando en
los sectores próximos a la Formación. Por consiguiente, se caracterizaron macizos
rocosos pertenecientes al Neis de Bucaramanga por medio de afloramientos que se
clasificaron cuantitativamente y cualitativamente por autores como Terzaghi, Deere,
Bienaswky y Barton, además se realizaron ensayos de carga puntual que permitieron
correlacionar la resistencia de la roca en diferentes puntos (Piedecuesta, Floridablanca y
Bucaramanga); en otros aspectos se evaluó el comportamiento del suelo realizando
ensayos de este tipo.
1 Proyecto de Grado
2 Facultad de Post-grado. Especialización Geotécnia Ambiental. Director: Esp, Msc. Germán A.
Reyes Mendoza
12
ABSTRACT
TITLE: “GEO-MECHANIC CHARACTERIZATION OF THE ROCKS WITHIN THE BUCARAMANGA’S NEIS FORMATION, ALONG THE WESTERN SLOPES OF THE SANTANDER’S MASSIF”3
AUTHORS: LAURA LISSETH ESTEBAN BLANCO, LISSET MARITZA LUNA
CAÑAS, MIGUEL ANGEL REMOLINA BONILLA4. Keywords: Geo-mechanic characterization, rock mechanic, civil work. DESCRIPTION
The rapid urban infill is evidenced within the local frame of the metropolitan area in
Bucaramanga city, due to the fact that the increasingly population and the different needs
people have. This urban infill is expanding itself towards the adjacent zones nearby to
Bucaramanga, where Bucaramanga’s Neis Formation, the wall of rock in which the current
study is based on, prevails. The outcomes of this study provide information regarding the
behavior of the rock against the great force generated by the heavy loads of civil work and
home building industry; so could be a substantial support for the construction companies
operating in the area, which are already doing some geo-mechanical studies in the zone.
The following research is aimed to evaluate the Bucaramanga’s Neis formation (p€b) geo-
mechanical behavior, along the western slopes of the Santander’s massif. During the
development of the project, some geo-mechanical studies of the Bucaramanga’s Neis
formation were made, in which its behavior, caused by external factors, was observed.
The latter was mainly evidenced in the building construction sites nearby the Formation.
Hence, some Bucaramanga’s Neis belonging rocky massifs were characterized throughout
rocky outcrops which were classified both, quantitatively and qualitatively by authors as
Terzaghi, Deere, Bienaswky y Barton; moreover, some point load rehearsals were made
to correlate the strength of the rock over different reference points (Piedecuesta,
Floridablanca y Bucaramanga). Other aspects evaluated the behavior of the ground when
performing rehearsals of such kind.
3 Thesis
4 Post-grade faculty. Professional specialization course in Environmental Geotechnics. Director:
Esp, Msc. Germán A. Reyes Mendoza
13
GLOSARIO
Afloramiento rocoso: exposición de una roca o suelo en superficie; este término
se usa también para designar los manantiales.
Apiques: excavación utilizada para examinar detalladamente el subsuelo y obtener
muestras inalteradas y cuyas dimensiones en planta son aproximadamente iguales
entre sí y menores que su profundidad. Cf. Calicata
Buzamiento: ángulo que hace una superficie estructural con la horizontal, medido
sobre el plano vertical y perpendicularmente a su rumbo o dirección.
Columnas Estratigráficas: Es la representación de las unidades de roca,
depósitos o suelos en forma de columna.
Diaclasas: plano de discontinuidad en un cuerpo rocoso, sin movimiento
perceptible paralelo a la superficie de discontinuidad.
Discontinuidades: Las discontinuidades en masas de suelo y roca incluyen fallas,
diaclasas, planos de estratificación, planos de foliación, fracturas y grietas y el
material de relleno.
Ensayo de Laboratorio: Prueba física realizada a muestras de suelo o roca para
determinar alguna de sus propiedades.
Erosión: Es el deterioro progresivo de un terreno por el desprendimiento y arrastre
del suelo, como resultado del movimiento del viento y el agua.
Estudio Geotécnico: Es un estudio realizado por un Ingeniero Geotecnista, de
acuerdo a las Normas Colombianas de Diseño y Construcción Sismorresistentes
vigentes en la República de Colombia y de acuerdo a los criterios contenidos en las
presentes Normas técnicas.
Estructuras: Configuración espacial de todos los rasgos del suelo o de la roca tal
como se manifiesta en cada unidad de material desde la red cristalina hasta los
rasgos a mayor escala en los estudios de campo.
Falla Geológica: Fractura en el basamento rocoso en la cual se han producido
desplazamientos a lado y lado de la fractura.
14
Foliación: Ordenamiento paralelo de los minerales laminares y prismáticos en una
roca que da lugar a la textura característica de algunas rocas sedimentarias y
metamórficas como las lutitas y los esquistos.
Fracturas: término general aplicable a cualquier discontinuidad mecánica en las
rocas. Es un término colectivo para grietas, diaclasas, fallas, etc. Cf. Falla
Geodinámica: es una rama de las Ciencias de la Tierra que estudia los agentes o
fuerzas que intervienen en los procesos dinámicos de la Tierra. Se divide
en Geodinámica interna (o procesos endógenos) y Geodinámica externa (procesos
exógenos de la superficie terrestre).
Geoforma: rasgo físico reconocible en la superficie de la tierra, con una forma
propia característica.
Geomecánica: estudio geológico del comportamiento del suelo y rocas. Son las
dos principales disciplinas de la geomecánica mecánica de suelos y mecánica de
rocas.
Geomorfología: ciencia que trata sobre la configuración de la superficie de la
tierra; específicamente el estudio de la clasificación, descripción, naturaleza, origen
y desarrollo de los paisajes actuales y sus relaciones con las estructuras
infrayacentes y la historia de los cambios geológicos registrados en los rasgos de la
superficie.
Geotecnia: aplicación de los métodos científicos y de los principios de ingeniería a
la generación, interpretación y utilización del conocimiento de los materiales y
procesos que ocurran en la corteza terrestre para la solución de problemas de
ingeniería.
Gneiss: roca metamórfica en la que alternan bandas de minerales granulares y
bandas de minerales laminares.
Grieta: discontinuidad en la masa de un material con una separación del orden de 1
mm, o mayor.
15
Grietas de desecación: grietas formadas en suelos cohesivos por
efecto de la disminución de su contenido de humedad por debajo del
límite de retracción.
Grietas de tracción: Grietas formadas en la masa del suelo por efecto
de esfuerzos de tracción.
Hidrogeología: ciencia que trata de las aguas subterráneas y con los aspectos
geológicos relacionados con las aguas superficiales y subterráneas.
Índice de calidad de roca, RQD: calificación la calidad de una masa de
roca propuesta por Deere con base en el estado de los núcleos de perforación de
diámetro NX.
Índice de calidad de macizos rocosos para construcción de túneles, Q:
calificación de la calidad de un macizo rocoso para efectos de construcción de
túneles propuesto por el Instituto Geotécnico Noruego Barton et al, 1974).
Macizo de Santander: El basamento del Macizo de Santander está constituido por
rocas metamórficas de edad Precámbrica a Paleozoica, cortadas por cuerpos
intrusivos del Triásico y Jurásico (Goldsmith, 1971). Las rocas metamórficas de este
basamento han sido divididas en tres unidades que de abajo hacia arriba son Neis
de Bucaramanga, Esquistos de Silgará y Ortoneis.
Meteorización: proceso de desintegración y descomposición de un material como
consecuencia de su exposición a la atmósfera, a la acción de agentes químicos, del
agua y de los cambios de temperatura.
Muestra: porción de material que se toma para determinar las características o
propiedades de una parte o de la totalidad del mismo.
Perfil de meteorización: sucesión vertical de tipos de suelo desarrollados in situ en
un punto dado del terreno hasta la masa de roca del sustrato.
Roca metamórfica: término geológico utilizado para designar las rocas derivadas
de otras preexistentes por cambios químicos, mineralógicos o estructurales en
estado esencialmente sólido, en respuesta a cambios de temperatura, presión,
16
estado de esfuerzos de cizalladura o ambiente químico, que tienen lugar en el
interior de la litosfera.
Rumbo: 1. Dirección de una línea medida respecto al norte o sur verdadero. Es
costumbre limitar la medida hasta noventa grados y referirla en términos de la
desviación de la dirección respecto el norteo el sur hacia el este o el oeste: N30E,
S18W, N45W, etc. 2. Dirección de una superficie estructural definida como la
dirección de la línea de intersección de la superficie con un plano horizontal.
Cf.Buzamiento.
17
INTRODUCCIÓN
La descripción y clasificación física y mecánica de un macizo rocoso es de gran
importancia debido a que sobre este se desarrollan obras civiles. Las obras civiles
requieren para su desarrollo, una serie de estudios previos y pruebas de
laboratorio para determinar las características del tipo de roca o material sobre el
cual se construirán. De acuerdo a la magnitud del proyecto, estos estudios se
complementan con geología local o regional, detallando los aspectos de tipo
estructural como fallas o pliegues que puedan afectar directa o indirectamente la
obra.
Este estudio se realizará para poder definir los parámetros geotécnicos de la
Formación Neis de Bucaramanga en inmediaciones del área metropolitana de
Bucaramanga, con el fin de brindar apoyo a la etapa previa a la construcción de
obras civiles que se están generando en esta zona.
La Formación Neis de Bucaramanga es una unidad de rocas metamórficas
cristalinas de edades Precámbrico de alto grado de meteorización que por tener
un protolito sedimentario presenta una ocurrencia intercalada, fuertemente
bandeadas principalmente por minerales como plagioclasas, micas y cuarzo,
sometida en este sector de estudio por deformaciones tectónicas y con distintos
comportamientos denominando como característica principal la fragilidad de esos
materiales. Aflora sobre la vertiente occidental del Macizo de Santander, por ser
un macizo rocoso, presenta un comportamiento geomecánico ante los esfuerzos.
El comportamiento geomecánico lo determinan las características primarias que
posee la roca, en cuanto a la textura, composición, que hacen que en estado
fresco (No meteorizado) tengan una diversidad dureza, resistencia, fracturas,
fallas, pliegues, minerales, etc. Este comportamiento se determinará al realizarle
18
una serie de ensayos de laboratorio a las muestras de roca obtenidas del macizo,
además de una descripción geológica y geomorfológica de la zona.
Los alcances de este estudio incluyen el reconocimiento y la descripción geológica
y geotécnica de la vertiente occidental del Macizo de Santander. También se
clasificará geomecánicamente el macizo rocoso utilizando las metodologías de
System Geological Strength Index (GSI), Rock Mass Rating (RMR), Rock
Tunnelling Quality Index (Q) e índice de calidad de la roca (RQD).
19
1. OBJETIVOS
1.1 OBJETIVO GENERAL
Realizar la caracterización del comportamiento geológico-geotécnico y clasificación
geomecánica multiparamétrica de las rocas de la Formación Neis de Bucaramanga, sobre
la vertiente occidental del Macizo de Santander (Faja Bucaramanga)
1.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS
Realizar ensayos y reconocimientos de campo por medio de descripciones
geológicas y geotécnicas sobre la vertiente occidental del Macizo de Santander.
Describir los rasgos geológicos y geomorfológicos de los materiales ígneo-
metamórficos que conforman las laderas, cortes y canales sobre la vertiente
occidental del Macizo de Santander, adyacentes a las áreas orientales urbanas de
Bucaramanga y Piedecuesta.
Clasificar geomecánicamente el macizo rocoso utilizando las metodologías de
System Geological Strength Index (GSI), Rock Mass Rating (RMR), Rock
Tunnelling Quality Index (Q) e índice de calidad de la roca (RQD).
Procesar los resultados de las pruebas realizadas y correlacionarlas con el estudio
realizado por la empresa CONSTRUSUELOS DE COLOMBIA sobre la Comuna 14
(Morrorico).
20
2. MARCO TEÓRICO
2.1 ANTECEDENTES
Los estudios geotécnicos destacan el reconocimiento del terreno permitiendo la
interpretación de los datos obtenidos, que caracterizan los diversos aspectos que
se presentan en la zona de estudio.
Los procesos geodinámicos que afectan la superficie terrestre dan lugar a los
movimientos del terreno de diversas características, magnitud y velocidad. La
acción de la gravedad, debilitamiento progresivo de los materiales debido
principalmente a la meteorización y actuación de otros fenómenos naturales y
ambientales, hacen que los movimientos del terreno sean habituales en el
medio geológico. Estos procesos llegan a construir riesgos geológicos
potenciales y reales que causan daños económicos y sociales afectando las
actividades, construcciones y el bienestar de la humanidad5.
El Neis de Bucaramanga al ser la unidad más antigua del Macizo de Santander se
encuentra afectada por todos los eventos tectónicos y terminales que han afectado
el macizo, el efecto de varios de estos eventos potencialmente pueden aun
observase en las micro estructuras de la unidad. Por esta razón, el proyecto
investigativo propuesto, busca aplicar estudios geotécnicos para evaluar el
comportamiento del macizo rocoso.
A continuación se destacan las siguientes investigaciones sobre el tema:
Barajas y Gómez (2010), la caracterización de familias de diaclasas concluye
que el fracturamiento principal se encuentra definido en planos paralelos a la
falla de Bucaramanga, y otra en dirección al NE, lo que permite identificar
que la zona con mayores densidades de lineamientos se encuentran sobre la
parte baja de la cuenca. El Neis de Bucaramanga y la Cuarzomonzonita de la
corcova, muestran condiciones de alta meteorización y fracturamiento
generando una alta permeabilidad, permitiendo la infiltración y el transporte
5 ORDAZ A. 2011. Evaluación de la factibilidad constructiva en ciudad Sandino, Pinar del Río.
Universidad “Hermanos Saíz Montes de Oca”. Cuba.
21
del agua. Las condiciones de humedad en el área y los abundantes
nacimientos de agua hacen que, sobre la parte alta de la cuenca, se den
zonas de recarga6.
Morales (2009), el presente trabajo corresponde a una caracterización
geotécnica y determinación de ángulos de talud para la futura mina Franke,
ubicada en el distrito de Altamira, en el límite sur de la región de Antofagasta,
52 [km] al noreste de El Salvador. Basado en los estudios realizados para el
proyecto se concluyó: el carácter más preciso de las medidas superficiales
hace que las mediciones sean más exactas y muestren una correlación
cercana al modelo empírico propuesto entre el GSI y RMR. Luego del análisis
probabilístico y utilizando el método de Ritchie para la definición de bermas
de contención para caída de rocas, permitió concluir que los ángulos de talud
se encuentran definidos principalmente por este método7.
Rodríguez (2003), a partir de los estudios realizados para la valoración
geomecánica de las pizarras, pertenecientes a las Formaciones de Casaio y
Rozadais, el comportamiento geotécnico de estos materiales frente a la
actividad extractiva se ha evaluado que las pizarras son difícilmente
excavables con medios mecánicos. Con lo anterior los problemas
geotécnicos de las pizarras ante los distintos tipos de explotaciones (a cielo
abierto o subterráneo) están notablemente condicionados por la disposición
de la anisotropía principal con respecto al eje de las obras, requiriendo la
utilización de distintas medidas correctoras de consolidación y
sostenimiento8.
Siles (2012), concluye que los métodos geotécnicos que se utilizaron
mostraron la composición del material y como este reaccionaria ante las
presiones que pudiera ejercerse en caso de ser conformante del cuerpo de la
presa. Aquí se demostró que el material si cumple con las normativas dadas
6 BARAJAS, A., GÓMEZ, A. 2010. Caracterización hidrogeológica con base en identificación
geomorfológica, litológica y estructural en la cuenca superior del Río Lato, Piedecuesta, Santander. Universidad Industrial de Santander. Facultad de físico – química, Escuela de Geología. 7 MORALES, M. O. 2009. Caracterización Geotécnica y determinación de ángulos de Talud en
Yacimiento Franke. Universidad de Chile, Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas. Departamento de Ingeniería de Minas. 8 RODRÍGUEZ, M. 2003. Caracterización Geomecánica de materiales pizarrosos del sinclinal de
truchas (León-Orense). Universidad de Ovideo. Departamento de Geología. Tesis Doctoral. España.
22
por las CFE por consiguiente los bancos de materiales estudiados si son
utilizables dentro del ámbito geotécnico9.
Vásquez (2010), Para este proyecto se realizó la caracterización geotécnica
utilizando el RMR, por medio de la cual se estimó las propiedades
geomecánicas y la calidad de macizo rocoso; lo que permitió concluir: el
proceso de profundización de una mina viene acompañado de problemas
inestabilidad de taludes, a veces importantes, es en este sentido en el que el
desarrollo de una caracterización geotécnica del depósito proporcionará un
importante aporte para el conocimiento y desarrollo de las actividades
mineras a futuro10.
9 SILES, R. E. 2012. Estudio Geotécnico de algunos bancos de limo y aluvión para la construcción
del proyecto hidroeléctrico la Yesca, Jalisco – Nayarit México. Período Enero – Diciembre del año 2012. Universidad Nacional Jorge Basadre Grohmann, Escuela Académico Profesional de Ingeniería Geológica – Geotecnia. 10
VÁSQUEZ, M. J. 2010. Caracterización Geotécnica del Macizo Rocoso Contenido en el sector explotado del Sinclinal La Jagua, Municipio La Jagua de Ibirico – Cesar. Universidad Industrial de Santander.
23
3. GENERALIDADES
3.1 LOCALIZACIÓN Y ACCESO
La zona de estudio se encuentra localizada entre la vía que comunica a
Bucaramanga con Cúcuta (km 10), Floridablanca y Piedecuesta, sobre la zona
occidental, al este de la falla de Bucaramanga. En esta zona, el Neis de
Bucaramanga aflora en tres fajas, se extiende hacia el norte, con una ancha zona
de contacto, hasta el Batolito de Rionegro. Hacia el noreste, está cubierta por las
rocas metamórficas de grado más bajo de la Formación Silgará. El lado oriental,
está limitado por el Batolito de Santa Bárbara y termina en punta hacia el sur entre
este batolito y la falla de Bucaramanga en el área de Cepitá, donde aparece al
oeste de la misma falla11.
Figura 1. Localización regional de la zona de estudio
Fuente: Autor
11
WARD, D. E., GOLDSMITH, R., JIMENO V., A., CRUZ B., J., RESTREPO, H. y GÓMEZ R., E, op. cit., p. 36.
Figura 2. Localización geográfica de la zona de estudio con las respectivas estaciones.
Fuente. Google earth
Las vías de acceso para las zonas son:
1- Km 7 Vía Piedecuesta – Bucaramanga, se ubica el instituto colombiano del petróleo – ICP donde se encuentra un acceso hacía la Vereda el Limonal y la vía a los Ermitaños (Figura 3).
2- Km 4 vía Piedecuesta – Bucaramanga, se ubica el acceso hacía la Vereda la Mata. (Figura 4)
3- Vía que comunica la Ecoposada Montefiore con el casco urbano de Floridablanca a 8Km, pasando por la veredas la Carbonara, Alsacia, Malabar y Guarguatí. (Figura 5)
4- Vía que comunica el Barrio Altos del Jardín con Altos de Cabecera, donde se ubica el Edificio Majestic de la Constructora Fenix. (Figura 6)
5- Vía que Comunica Bucaramanga – Cúcuta, sector Comuna 14 (Morrorico). (Figura 7)
Figura 3. Vía Piedecuesta Km7, comunica con la Vereda el Limonal y los Ermitaños
Fuente. Google earth
Instituto Colombiano
del Petróleo - ICP
Vía Ermitaños
Vía Vereda el
Limonal
26
Figura 4. Vía Piedecuesta Km 4, comunica con la Vereda la Mata
Fuente. Google earth
Figura 5. Vía que comunica Floridablanca con la Ecoposada Montefiore
Fuente. Google earth
Vía Vereda La
Mata
Ecoposada
Montefiore Vereda Malabar
27
Figura 6. Vía que comunica los Barrios Altos de Cabecera y Altos de Jardín
Fuente. Google earth
Figura 7. Vía que comunica Bucaramanga – Cúcuta. Sector Comuna 14 Morrorico.
Fuente. Google earth
Altos del Jardín
28
3.2 TOPOGRAFÍA
La topografía de Bucaramanga es en promedio un 15% plana, 30% ondulada y el restante 55% es quebrada, se destacan tres grandes cerros a lo largo del territorio: Morrorico, Alto de San José y El Cacique12(tomado de alcaldía).
Figura 8. Perfil de elevación de la topografía del área de estudio con estaciones
Fuente. Google earth
3.3 CLIMATOLOGÍA
Bucaramanga tiene una temperatura media de 23°C (30°C max y 15°C min) y su
precipitación media anual es de 1,041mm. Hay dos épocas lluviosas, entre Marzo-
Mayo (130mm/mes) y Septiembre-Noviembre (120mm/mes). Los meses secos del
año son Diciembre y Enero con una precipitación media de 58mm/mes.
La climatología para el Municipio de Floridablanca, el clima del municipio es
catalogado como cálido moderado, con una temperatura promedio de 23 ºC, con
dos periodos lluviosos y dos secos: el lluvioso comprende los meses de marzo,
12
Informe Ambiental del Municipio de Floridablanca, vigencia 2011. Contraloría Municipal de Floridablanca.
29
abril y mayo, para la primera época, y septiembre, octubre y noviembre para la
segunda. Las épocas secas están determinadas por los meses de diciembre,
enero y febrero y los meses de junio, julio y agosto13.
La temperatura del Municipio de Piedecuesta es característica del clima tropical,
varía de ardiente a cálida o fría, dependiendo de la altitud. El municipio presenta
clima cálido en las cuencas bajas de los ríos Manco, Umpalá, Oro y en el Cañón
del Chicamocha, templado en las laderas del Macizo de Santander
correspondiente a las microcuencas medias de las principales corrientes y a la
Mesa de Jéridas y parte alta de las microcuencas respectivamente, frío y páramo
en los nacimientos de las principales corrientes hacia el Páramo de Berlín,
predominando el clima templado con temperatura media de 23 grados14.
4. MARCO GEOLÓGICO
4.1 SISMOTECTÓNICA REGIONAL
Santander se encuentra ubicado en la zona de confluencia de dos placas, Caribe y
suramericana. La zona de estudio se encuentra en el Bloque Andino, haciendo
parte de la cordillera Oriental, según el esquema de tectónico de Clavijo et al.
(1993; en Royero y Clavijo, 2001). Los afloramientos rocosos analizados en este
estudio se ubican en la vertiente occidental del macizo de Santander,
específicamente en la unidad litoestratigráfica más antigua del AMB, Neis de
Bucaramanga (p€b) de edad Precámbrico, cuyo origen es ígneo-metamórfico,
conformado por neises, esquistos, granulitas, migmatitas y pequeños intrusivos de
composición granitoide o granitos extravados (Reyes, 1995)15.
Al macizo de Santander también lo conforman stocks de composición ácida de
Edad Jurásico y Triásico, cuyo borde tiene una dirección estructural noroeste-
13
Informe Ambiental del Municipio de Floridablanca, vigencia 2011. Contraloría Municipal de Floridablanca. 14
Plan de Desarrollo 2012-2015, Alcaldía Muncipal de Piedecuesta. 15 Reyes M., G. A., y Alvarez, M. I. (2007). Bucaramanga. En libro entorno natural de 17 ciudades
de Colombia. Michel Hermelin, editor. Sociedad Colombiana de Geología – Academia Colombiana de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales. Fondo Editorial EAFIT. Medellín, julio de 2007, p. 89-116.
30
sureste por el sistema de Fallas de Bucaramanga-Santa Marta, SFBS (adaptado
de Ingeominas, 2001). Estructuralmente, el macizo de Santander, es un bloque
levantado limitado al oeste por la falla Bucaramanga - Santa Marta y al este por el
sistema de fallas Pamplona – Cubogón – Mercedes.
Falla Bucaramanga - Santa Marta es considerada un sistema de fallas de rumbo
con movimiento sinestral, cuyo desplazamiento es calculado de 100 a 110 km,
tiene una componente vertical importante, que hace que esta falla se comporte en
algunos sectores como inversa y en su extremo meridional aún de cabalgamiento
por flexión de la falla16.
Sistema de fallas Pamplona – Cubogón – Mercedes se extiende desde el norte y
continúa con dirección sur a sur-suroeste al oeste de Pamplona, para terminar en
la de Morro Negro. El ortoneis pre-devónico en el este se encuentra en contacto
con una franja angosta de rocas del Cretáceo que incluye hasta la Formación La
Luna, en el oeste. La arenisca de la Formación Aguardiente constituye un risco
central sobresaliente a lo largo de esta franja. Más allá en el extremo sur, la falla
atraviesa el Plutón del granito de Durania y a continuación sirve de límite entre
éste y la Formación Silgará en el oeste. Al sur de una falla de rumbo noreste, la
Falla de Pamplona atraviesa nuevamente el granito de Durania hasta su
terminación en la Falla de Morro Negro17.
4.1.1 SISMICIDAD
De acuerdo al catálogo de sismicidad del Servicio Geológico Colombiano, para los Municipios de Bucaramanga, Florida y Piedecuesta, en el período comprendido entre Agosto de 2004 y Agosto de 2010 se tiene la siguiente información:
16
ABRIL, E.G., (2010). Macizos rocosos. Cátedra de Geotecnia I, Cuadernos Didácticos de Geotecnia. Laboratorio Area Geotecnia (GeoLab), Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales. Universidad Nacional de Córdoba. Córdoba, Argentina – Serie I – No 3. 17
Boinet, 1989, citado por Royero y Clavijo et al. 2001:49, Mapa Geológico Generalizado Departamento de Santander.
31
Tabla 1. Magnitud máxima y mínima en Bucaramanga
Fuente: Autor
Tabla 2. Magnitud máxima y mínima en Floridablanca
Fuente: Autor
Tabla 3. Magnitud máxima y mínima en Piedecuesta
Fuente: Autor
Según esta información, se concluye que la zona de estudio presenta una actividad sísmica frecuente con un total de 689 sismos en los últimos 10 años, donde el área más afectada corresponde a Piedecuesta ya que en ella se han presentado 525 sismos, 5 veces mayor al número de los Municipios de Bucaramanga, Floridablanca y donde las magnitudes.
122.8
No. TOTAL DE
SISMOS
73
VALORPROFUNDIDAD
(Km)
FECHA
(aaaa/mm/dd)
HORA UTC
(hh:mm:ss)
1 8/12/2012 0:53:28 -73.04 7.168 32.2MAGNITUD
MÍNINA (MI)
MAGNITUD
MÁXIMA (MI)
MUNICIPIO
BUCARAMANGA
LONGITUD
(Grados)
LATITUD
(Grados)
3.1 4/29/2007 13:13:53 -73.148 7.156
148.2
No. TOTAL DE
SISMOS
91
VALORPROFUNDIDAD
(Km)
FECHA
(aaaa/mm/dd)
HORA UTC
(hh:mm:ss)
0.7 2/27/2014 10:15:31 -73.12 7.07 0MAGNITUD
MÍNINA (MI)
MAGNITUD
MÁXIMA (MI)
MUNICIPIO
FLORIDABLANCA
LONGITUD
(Grados)
LATITUD
(Grados)
3.2 2/28/2009 7:35:54 -73.147 7.001
154.5
No. TOTAL DE
SISMOS
525
VALORPROFUNDIDAD
(Km)
FECHA
(aaaa/mm/dd)
HORA UTC
(hh:mm:ss)
1 6/18/2010 5:09:36 -72.974 6.891 148MAGNITUD
MÍNINA (MI)
MAGNITUD
MÁXIMA (MI)
MUNICIPIO
PIEDCUESTA
LONGITUD
(Grados)
LATITUD
(Grados)
4.5 6/11/2008 14:43:13 -73.142 6.909
Figura 9. Mapa de valores: A) Valores para Aa. B) Valores para Av.
Fuente. NSR-10
A B
Figura 10. Zona de amenaza sísmica aplicable a edificaciones para la NSR-10 en función de Aa y Av
Fuente. NSR-10
34
Los movimientos sísmicos de diseño se definen en función de la aceleración pico
efectiva, representada por el parámetro Aa y de la velocidad pico efectiva
representada por Av, para una probabilidad del 10% de ser excedidos en un lapso
de cincuenta años.
Según el mapa de zonificación aplicable a edificaciones para la NSR-10 en función
de Aa y Av la zona de estudio corresponde a una zona de amenaza sísmica alta,
tanto que los valores de Aa y Av corresponden a 0.25.
Según el Apéndice A-4 de la NSR-10, con los valores de aceleraciones Aa, Av, Ae y Ad y la definición de la zona de amenaza sísmica para los municipios colombianos, los valores de Aa y Ad que expresan la amenaza sísmica para los lugares de estudio determinados son:
Tabla 4. Valores de Aa y Ad
ZONA Aa (G) Ad (G)
Bucaramanga 0.25 0.09
Floridablanca 0.25 0.08
Piedecuesta 0.25 0.07 Fuente: Autor
4.2 GEOLOGÍA ESTRUCTURAL Y GEOLOGÍA LOCAL
Estructuralmente el Macizo de Santander es un bloque levantado limitado al oeste
por la falla Bucaramanga - Santa Marta y al este por el sistema de fallas Pamplona
– Cubogón – Mercedes.
Figura 11. Formación Neis de Bucaramanga, ubicación sondeos y estaciones de campo.
Fuente: Ingeominas (2000)
Basado en la información que se encuentra en el cuadrángulo H-12 del
Ingeominas (2000) el área de estudio se destaca por presentar micro-plegamiento
36
y fallas locales debido a los esfuerzos que se generan por la Falla de
Bucaramanga – Santa Marta. En el sector de Piedecuesta se observan en mayor
proporción este tipo de estructuras, donde muestran como la roca metamórfica se
ve afectada por el alto índice de meteorización en la zona y se ve el proceso de
degradación consecuente a los cambios climáticos a los que se ven sometidos la
mayoría de afloramientos analizados. Hacía la vereda el limonal cerca al
gasoducto promioriente en la parte más superficial se observa suelo residual con
vestigios de roca metamórfica, debido a las estructuras que se forman a raíz del
contenido mineralógico que la zona expone en su parte más somera. Es
característico el cambio de textura y de estructura que muestra la roca, en la figura
12 se observa como el comportamiento de la roca varia debido a la línea de falla
que se observa la cual genera un alto índice de diaclasamiento en donde en este
sector la orientación preferencial en el rumbo NW y buzando al NE, mientras que
para la vía de los Ermitaños la roca presenta mayor índice de meteorización y por
esta razón el patrón de diaclasamiento es aleatorio ya que se está formando no
solo lineamiento de falla sino que además tectónicamente se forman micro
plegamientos que se ven afectados por la alteración de minerales y por la
presencia de rocas metamórficas denominadas esquistos micáceos con alto
contenido de biotitas y posibles intrusiones ígneas con alto contenido de cuarzo
con textura fanéritica las cuales se presentan como venas de espesores mínimos
entre 2 a 5 cms para la parte más baja de la figura 13.
Fuente: Autor
Figura 12.Línea de Falla donde se presenta roca metamórfica con alto grado de fracturamiento
37
Fuente: Autor
Las litologías predominantes en el área de se encuentran: neis cuarzo
feldespático biotítico, de grano medio a grueso, compuesto por cuarzo
(35%), feldespato potásico (15%), plagioclasa de tipo oligoclasa (30%) y
Biotita (20%), cuando se encuentra biotita > 20% se clasifica como neis
cuarzo feldespático biotítico; neis anfibólico, el cual presenta bandas de
color verde oscuro alternado con bandas blancas de cuarzo y feldespato
potásico y/o plagioclasa y está compuesto por hornblenda (40%), cuarzo
(10%), plagioclasa (12%) y feldespato potásico (30%).
Sector Piedecuesta: la morfología de esta zona presenta pendientes de altas a
moderadas con afloramientos de poca altura caracterizados por mostrar alto grado
de meteorización con contenido de minerales ferruginosos los cuales cubren en su
mayoría los planos de fracturas destacados en el sector. Algunos segmentos de
roca muestran meteorizaciones variables entre alta a moderada considerando de
esta forma la alteración de minerales como micas algunas transformándose a
minerales máficos. En la parte superior de los afloramientos es observable un
espesor de capa de materia orgánica entre 20 a 50 cms y después de esta es
notorio observar la roca madre donde muestra los vestigios de Neis Cuarzo
Feldespático Biótitico y Esquisto Micáceo. Hacía el sector de la vereda el Limonal
muestra ser un Neis Anfibolítico principalmente y el cual presenta una resistencia
Figura 13. Falla Inversa donde se observa el plegamiento de la roca metamórfica
38
moderada con lo que respecta a las demás muestras ensayadas. Además cabe
resaltar que la roca presenta venas y vetillas de Cuarzo lechoso de espesores
entre los 5mm hasta los 15 cm, posiblemente por las deformaciones que se
observan del material y permitiendo la intrusión de este tipo de mineralización en
la zona.
Figura 14. Muestras de Campo sector de Piedecuesta. a) Muestra 1, b) Muestra 2, c) Muestra 3, d) Muestra 4, e) Muestra 5, f) Muestra 6, g) Muestra 19, h) Muestra 20, i)
Muestra 21, j) Muestra 22, k) Muestra 23, l) Muestra 25
Fuente: Autor
Sector vía Cúcuta: al realizar el estudio en este sector, se observa una roca con
mejores características mineralógicas donde se destacan por su tonalidad
minerales más maficos posiblemente las micas han alterado anfíbol u hornblenda,
por esta razón la roca metamórfica es denominada Neis Anfibólitico. La morfología
39
de la zona corresponde a montañas de pendientes altas con abundante
vegetación. Aunque para el sector de cabecera de llano donde se realizó una
estación definida como parte del Neis, fue notorio el desgaste del material debido
al alto índice de humedad de esta zona, pues se encuentra ubicado en lo que
posiblemente se pueda denominar como reserva natural. Cerca de este
afloramiento pasa la quebrada la iglesia aproximadamente a 200m, donde se
observa la intervención de esta cañada, el entorno muestra árboles como el
Bambú, Caracolí y Lecheros. Hacia el Km 6+ 800m vía Cúcuta se encontró una
intrusión ígnea que atraviesa el afloramiento con una dirección N 80° E / 30° SE,
descrita como Cuarzo Monzonita.
Figura 15. Muestras de Campo Vía Cúcuta (Sector Morrorico). a) Muestra 8, b) Muestra 9, c) Muestra 10, d) Muestra 11, e) Muestra 12, f) Muestra 13, g) Muestra 14,
h) Muestra 15, i) Muestra 16, j) Muestra 17, k) Muestra 18.
Fuente: Autor
40
4.3 MARCO GEOMORFOLÓGICO
Santander es uno de los departamentos más montañosos del país y gran parte de
su territorio corresponde a la Cordillera Oriental, donde el relieve es escarpado a
moderado; sin embargo en su extremo occidental posee una amplia zona baja y
plana. El departamento de Santander está representado por dos grandes regiones
naturales como son la Cordillera Oriental y el Valle Medio del Magdalena (IGAC,
1999) cuyas características geomorfológicas muestran contrastes bien marcados.
El área de estudio está conformada por macrounidades de montaña media y
montaña baja. Estas macrounidades cubren gran parte de la zona de estudio y se
encuentra en los Municipios de Bucaramanga, Floridablanca y Piedecuesta.
Figura 16. Morfología de montaña media donde se especifican las estaciones de campo
Fuente: Google Earth
41
Figura 17. Morfología de montaña baja donde se especifican las estaciones de campo
Fuente. Google earth
Así mismo, el área de estudio está conformada por un gran abanico aluvial que
cubre diferentes niveles de terrazas formadas por los ríos Frío y de Oro.
Las tres zonas estudiadas en este trabajo están conformadas
geomorfológicamente así:
Tabla 5. Geoformas características de la zona de estudio
ZONA GEOFORMAS
Morrorico Lomos
Pendientes inclinadas
Floridablanca
Planicie de inundación
Abanicos torrenciales menores
Nichos en rocas metamórficas
ZONA GEOFORMAS
Lomos
Cimas y colinas tectónicas
Piedecuesta
Cimas y colinas tectónicas
Planicie de inundación
Abanicos torrenciales menores
Pendientes inclinadas Fuente: Autor
Figura 18. Geomorfología del área metropolitana y sectores adyacentes
Fuente: INGEOMINAS
43
5. MARCO REFERENCIAL
5.1 CARACTERIZACIÓN DE MACIZOS ROCOSOS
La necesidad de construir túneles llevó a los ingenieros a buscar una forma
práctica de evaluar la calidad de la roca a intervenir desde el punto de vista
ingenieril.
Diferentes criterios, todos ellos provenientes de expertos de indiscutible
trayectoria, dieron como resultante una serie de métodos de evaluación y
valoración:
Tabla 6. Clasificación de macizo rocoso
MÉTODOS DE CLASIFICACIÓN DE MACIZOS ROCOSOS
MÉTODOS
CUALITATIVOS
Terzaghi (1946)
Lauffer (1958)
MÉTODOS
CUALITATIVOS-
CUANTITATIVOS
Deer "RQD" (1941)
Bieniawski "RMR"(1973-1989)
Barton, Liem y Lunde "Q" (1974)
Jacobs Assoc. "RSR" (1984)
OTROS GSI
Fuente: Geotecnia I
La necesidad de unificar criterios llevó a la comparación de los métodos más
conocidos y a establecer entre ellos equivalencias, lo cual permitió en cierta
manera uniformar la concepción de la calidad de los macizos rocosos o al menos
poder efectuar calibraciones más adecuadas.
44
5.1.1 CARACTERIZACIÓN GEOTÉCNICA
La clasificación geotécnica de un macizo rocoso provee comparaciones masivas
de la roca e indica algunas características del comportamiento en una manera
contabilizada. Esta clasificación se usa para predecir el comportamiento masivo de
la roca en un área, permitiendo planificar y diseñar cualquier tipo de obra. Sigue
diferentes líneas según el autor.
5.1.1.1 Terzaghi (1946)
Para Terzaghi esta clasificación se realiza mediante las características o categoría
que presenta el macizo rocoso:
Roca intacta: Sin diaclasas, rotura por roca intacta, “descascaramiento”
luedo de las voladuras.
Estratificada: Estrato con baja resistencia en los límites.
Moderadamente fisurada: Los “bloques” entre diaclasas intertrabados. No
requiere sostenimiento lateral.
Fragmentada y fisurada: Bloques mal intertrabados. Sostenimiento en
paredes.
Triturada: Fragmentos pequeños, tamaño de arena.
Descompuesta: Porcentaje alto de partículas arcillosas
Roca con hinchamiento: Minerales arcillosos (montmorillonita) con
capacidad de hinchamiento18.
5.1.1.2 RQD Índice de calidad de la roca (Deere 1967) Según Deere (1967), la estimación de calidad del macizo rocoso se calcula por
medio del RQD o índice de calidad de la roca, a partir de piezas de rocas intactas
mayores a 10 cm recuperadas por corrida19.
18
Terzaghi, K., Proctor, R. V. and White, T. L., "Rock Tunneling with Steel Supports," Commercial Shearing and Stamping Co. (1946). 19
Deere, D U, Hendron, A J, Patton, F D & Cording, E J (1967). "Design of surface and near surface constructions in rock", Proc. 8th U.S. Symp. Rock Mechanics, ed. Fairhurst, publ. AIME,
New York, (237-302).
45
Figura 19. Concepto de medición del RQD
Fuente. Deere (1967)
Cuando se trata de un macizo rocoso, como es el caso de este proyecto, el RQD
se estima por la cantidad de fisuras contenidas en la unidad de volumen, en la que
la cantidad de juntas por metro cúbico, en cada sistema se suman.
RQD = 115 – 3.3 Jv
RQD = 100 para jv < 4.5
donde Jv: cantidad total de juntas o fisuras por M3
Deere propuso la siguiente relación entre el valor numérico RQD y la calidad de la roca desde el punto de vista en la ingeniería:
∑ piezas de núcleo ≥ 10 cm RQD = X 100% Medida total del núcleo
46
Tabla 7. Índice de calidad de Deere
RQD Calidad de la Roca
< 25% Muy mala
25-50% Mala
50-75 Regular
75-90% Buena
90-100% Excelente Fuente. Deere (1967)
5.1.1.3 Rock Mass Rating (RMR) Bieniawski 1989
Otro parámetro de gran importancia es el RMR (Bieniawski, 1989), que consiste
en un conjunto de parámetros que incluyen:
Resistencia a la compresión simple de la roca intacta
RQD
Espaciamiento de discontinuidades
Condición de las discontinuidades
Condiciones de agua subterránea
Orientación de discontinuidades
A estas condiciones se les da un determinado valor o puntaje, el cual indica que
para puntajes bajos, las condiciones de la roca serán malas, mientras que para
puntajes altos, la roca presentará mejores condiciones de dureza y resistencia20.
20
Bieniawski, Z.T. 1989. Engineering rock mass classifications. New York: Wiley.
47
Tabla 8. Resistencia a compresión simple
Fuente. Bieniawski 1989
Tabla 9. Porcentaje de RQD
Fuente. Bieniawski 1989
Tabla 10. Espaciamiento de discontinuidades
Fuente. Bieniawski 1989
48
Tabla 11. Condiciones de las discontinuidades
Fuente. Bieniawski 1989
Tabla 12. Parámetros de las condiciones de discontinuidades basadas en la tabla 10
Fuente. Bieniawski 1989
49
Tabla 13. Condición de Agua Subterránea
Fuente. Bieniawski 1989
Tabla 14. Condiciones para la orientación de discontinuidades
Fuente. Bieniawski 1989
Tabla 15. Categorías de clasificación de RMR
Fuente. Bieniawski 1989
50
Tabla 16. Características resistentes del macizo rocoso
Fuente. Bieniawski 1989
5.1.1.4 Rock Tunnelling Quality Index – Sistema “Q”
El sistema “Q” desarrollado por el NGI (Instituto Geotécnico Noruego), basado en
casos históricos en Escandinavia, Barton y otros (1974); combina los siguientes
parámetros:
Valores numéricos entre 0.001 y 1000
donde: RQD (Deere)
Jn: índice de diaclasado (n° de familias de discontinuidades)
Jr: índice de rugosidad de las discontinuidades
Ja: índice de alteración de las discontinuidades
Jw: factor de reducción por presencia de agua
SRF: factor de reducción por tensiones
Representa “crudamente” el tamaño de los bloques presentes
Q = RQD x Jr x Jw Jn Ja SRF
51
Representa rugosidad y características de resistencia al corte de las diaclasas (paredes y/o relleno)
Representa las tensiones activas, presión de agua y estado tensional para distintos tipos de macizos encontrados durante la excavación21.
Tabla 17. Índice de diaclasado (Jn)
Fuente. Barton 1974
Tabla 18. Índice de rugosidad (Jr)
Fuente. Barton 1974
21
INSTITUTO GEOTECNICO NORUEGO (NGI) [En línea] http://www.ngi.no/en/
52
Tabla 19. Índice de alteración (Ja)
Fuente. Barton 1974
Tabla 20. Coeficiente reductor por presencia de agua (Jw)
Fuente. Barton 1974
Tabla 21. Factor de reducción por tensiones (SRF)
Fuente. Barton 1974
53
Tabla 22. Calidades según el sistema Q
Fuente. Barton 1974
5.1.1.5 Geological Strength Index (GSI)
El GSI, que proporciona un sistema para estimar la disminución de la resistencia
que presentaría un macizo rocoso con diferentes condiciones geológicas y se
obtiene de la combinación de 2 parámetros geológicos fundamentales, la
estructura del macizo rocoso y la condición de las discontinuidades22.
22
HOEK E. (2007) "Practical Rock Engineering". Chapter 11, pp. 50
54
Tabla 23. Cálculo del GSI
Fuente. Hoek E. 20007
55
Tabla 24. Criterio generalizado de Hoek-Brown
Fuente. Hoek E. 2007
56
5.1.1.6 ASPECTO GEOTÉCNICO
Para el planteamiento del diseño de obras de control de la erosión en un talud debe realizarse un análisis muy completo de las condiciones geológicas, geotécnicas, hidrológicas y ambientales que permitan tener un conocimiento completo del comportamiento del talud después de construido23. En esta parte del proyecto se implementan algunos conceptos de las obras de ingeniería que se deben aplicar para los taludes estudiados con la finalidad de mejorar la estabilidad en el área tratada. Se conoce que el diseño de un talud debe incluir como mínimo los siguientes elementos:
a. Diseño de la forma del talud, pendiente, bermas, etc. b. Diseño de las obras de manejo de aguas de escorrentía c. Diseño de las obras de protección de la superficie del terreno.
(Bioingeniería o recubriemientos) d. Diseño de las obras de control geotécnico (subdrenajes, muros y otros
sistemas de estabilización que se requieran) Para este ítem se planteó un aspecto de acuerdo a los análisis presentados en el alcance y algunos conocimientos adquiridos durante el desarrollo de la especialización para los afloramientos estudiados, donde la principal causa de erosión que se logra interpretar es la presencia de aguas lluvias que intervienen directamente de manera negativa, por esta razón en ciertos casos es necesario pensar en realizar algunas obras de estabilización que pueden llegar a mitigar los efectos producidos por la erosión.
Diseño del talud: Para el diseño de la pendiente del talud se debe analizar a detalle las condiciones de litología, estructura y meteorización de los materiales constitutivos del talud. Para decir el valor de la pendiente y la forma se debe realizar un juicio en conjunto, analizando la influencia de todos los factores.
Diseño de las obras de manejo de aguas de escorrentía: para este caso se deben tenerse en cuenta las características de las lluvias, las áreas aferentes, la topografía y las características de la geología, infiltración y erosionabilidad de los suelos. Es importantes que sean diseñadas con
23
Suaréz, Jaime. Geotecnología S.A.S. Erosion.com.co. Capítulo 10: Control de erosión en taludes y obras de ingeniería.
57
secciones y pendiente suficientes que impidan la concentración de aguas que puedan inducir la formación de cárcavas de erosión.
Diseño de protección de la superficie del talud: para la protección de superficie del talud se emplea generalmente la vegetación pero en algunos casos se requiere la construcción de otro tipo de recubrimientos, especialmente cuando no es posible garantizar el establecimiento y mantenimiento de la cobertura vegetal. Los principales problemas que dificultan la formación de una buena cobertura vegetal son: Acidez del suelo, Falta de humedad, Pendientes excesivas en grandes alturas, Falta de nutrientes y Presencia de sal.
Diseño de las obras de control geotécnico: para generar este tipo de obras se tiene en cuenta diferentes aspectos. La estabilización de cárcavas incluyen obras para el control de escorrentía, control del fondo de la cárcava y protección de la superficie del talud. El control de erosión durante la construcción de obras de ingeniería genera problemas graves de erosión y producción de cantidades muy grandes de sedimentos. Protección de los taludes de las carreteras requieren grandes cortes y grandes terraplenes con modificaciones sustanciales de la topografía y la eliminación de la cobertura vegetal protección natural. Protección de derechos de vía de oleoductos y gasoductos requieren de la conformación de un derecho de vía DDV a lo largo del cual se colocan ductos, tanto enterrados como expuesto sobre la superficie.
De acuerdo a los afloramientos estudiados se determinaron las siguientes descripciones:
58
Figura 20. Talud conformado mediante corte para la construcción de vía
Fuente: Autor
Se observa un talud conformado mediante corte para la construcción de la vía, no presenta alguna protección quedando expuesto directamente a todos los factores de meteorización ambiental, en la parte superior del talud el agua de escorrentía es favorable para el talud ya que a un costado se presenta drenaje natural y no afecta directamente el escarpe, se presenta un mayor contenido de suelos que bloques de rocas generando por esto sedimentos hacia la pata del talud. Se presenta caídos de bloques y formación de surcos de erosión con pendientes fuertes de hasta 70 grados, vegetación no es favorable por presentarse minerales como cuarzo que generan ácidos desfavorables para la reforestación. Para el afloramiento a continuación se presenta con varias fracturas, pero se observa con buzamientos favorables para la vía presente, se tienen discontinuidades de mínimo espaciamiento que aún con pendientes tan altas (70 grados) no son críticas , se observa que el drenaje es favorable para el talud ya que las pendientes en la parte superior son conducidas hacia la quebrada existente, debido a la alta meteorización que presenta se originan caídos de bloques de roca pero de tamaño menor, al ser un talud de poca altura no se presentan situaciones críticas para la afectación de la vía ya que adicional a eso posee un roca que a pesar de estar meteorizada tiene una resistencia alta.
59
Figura 21. Talud con alto índice de diaclasamiento
Fuente: Autor
En el afloramiento siguiente ubicado en el municipio de Piedecuesta se observa que se originan surcos de erosión debido a las aguas lluvias que caen directamente sobre el talud que a su vez genera sedimentos que se están acumulando en la parte inferior con posibilidades futuras de afectación a la vía presente, al no presentar una inclinación uniforme del talud se observan fragmentos de rocas que pueden originar pequeños caídos de rocas, aunque el buzamiento es favorable no deja de ser críticos los caídos ya que es alta la meteorización por exposición directa del agua y el sol principalmente.
60
Figura 22. Talud donde se presentan surcos
Fuente: Autor
Estos afloramientos en general ubicados en el municipio de Piedecuesta, presentan buzamientos que favorecen la durabilidad de la vía en el sentido que no se presentan con facilidad a pesar de la meteorización y exposición directa deslizamientos, caídos u otros tipos de erosión. En el afloramiento que se presenta, se observa con material muy meteorizado y a pesar de esto tiene buen comportamiento de estabilidad, no se presentan planos definidos de falla, ni estratificación que puedan llegar a presentar caídos de gran escala, en algunos sectores se presentan desprendimientos de material por los cambios de clima que humedece los bloques de roca meteorizada y la presencia del sol hace que se sequen y contraigan para que posteriormente se desprendan hacia la vía, se observa también que la presencia de cuarzo en el talud y al estar fracturado generan más desprendimientos, en cuestión del drenaje es favorable en cuestión que el agua de escorrentía no circula por el talud, ésta es llevada a un drenaje natural aledaño a la zona.
61
Figura 23. Talud conformado mediante corte para vía (Vereda la Mata)
Fuente: Autor
En conclusión se tiene que a pesar de presentar la mayoría de los afloramientos
analizados fracturas, varias familias de diaclasas y alta meteorización, la
formación neis de Bucaramanga es una roca metamórfica con buena resistencia
que presenta diferentes grados de meteorización, buzamientos favorables para la
vía existente y exposición que presentan los afloramientos ante agentes naturales,
condiciones de drenaje, obras aledañas hacen que las condiciones de estabilidad
no se comporten críticas y puedan ser mitigadas o controladas mediante obras de
control de erosión básicamente en las condiciones de drenaje que se presenten en
cada uno de estos.
62
6. DISEÑO METODOLÓGICO
En la etapa del proyecto investigativo, se sustenta el proceso que se llevó acabó
en la ejecución de cada fase propuesta, como se presentan a continuación:
6.1 TIPO DE INVESTIGACIÓN
Para la realización de este proyecto se utilizaron diferentes métodos de
investigación, como son investigación descriptiva, exploratoria o de campo y
experimental.
63
6.1.1 INVESTIGACIÓN DESCRIPTIVA
En este tipo de investigación lo que se estudia consiste, fundamentalmente, en caracterizar un fenómeno o situación concreta indicando sus rasgos más peculiares o diferenciadores. El objetivo de la investigación descriptiva consiste en llegar a conocer las
situaciones, costumbres y actitudes predominantes a través de la descripción
exacta de las actividades, objetos, procesos y personas. Su meta no se limita a la
recolección de datos, sino a la predicción e identificación de las relaciones que
existen entre dos o más variables. En este tipo de investigación se recogen los
datos sobre la base de una hipótesis o teoría, se exponen y resumen la
información de manera cuidadosa y luego se analizan minuciosamente los
resultados, a fin de extraer generalizaciones significativas que contribuyan al
conocimiento24.
Para este proyecto se utilizó este tipo de investigación ya que fue necesario
identificar parámetros geotécnicos que definen el comportamiento del macizo
rocoso del Neis de Bucaramanga.
6.1.2 INVESTIGACIÓN EXPLORATORIA
Es aquella que se efectúa sobre un tema u objeto desconocido o poco estudiado,
por lo que sus resultados constituyen una visión aproximada de dicho objeto, es
decir, un nivel superficial de conocimiento. Este tipo de investigación, de acuerdo
con Sellriz (1980) pueden ser:
a) Dirigidos a la formulación más precisa de un problema de investigación , dado
que se carece de información suficiente y de conocimiento previos del objeto de
estudio , resulta lógico que la formulación inicial del problema sea imprecisa. En
este caso la exploración permitirá obtener nuevo datos y elementos que pueden
conducir a formular con mayor precisión las preguntas de investigación.
b) Conducentes al planteamiento de una hipótesis: cuando se desconoce al objeto
de estudio resulta difícil formular hipótesis acerca del mismo. La función de la
24
HERNÁNDEZ SAMPIERI, R., FERNÁNDEZ COLLADO, C. Y BAPTISTA LUCIO, P. 2000. Metodología de la investigación. Mc Graw Hill. México. Segunda Edición.
64
investigación exploratoria es descubrir las bases y recabar información que
permita como resultado del estudio, la formulación de una hipótesis. Las
investigaciones exploratorias son útiles por cuanto sirve para familiarizar al
investigador con un objeto que hasta el momento le era totalmente desconocido,
sirve como base para la posterior realización de una investigación descriptiva,
puede crear en otros investigadores el interés por el estudio de un nuevo tema o
problema y puede ayudar a precisar un problema o a concluir con la formulación
de una hipótesis25.
En la realización de este proyecto se aplicó la investigación exploratoria durante la
fase de campo, donde los afloramientos pertenecientes al Neis de Bucaramanga
en 3 zonas: Vía Bucaramanga-Pamplona, hasta el kilómetro 9, Floridablanca y
Piedecuesta. Durante la visita a campo se registraron las características
geomecánicas de cada afloramiento, se tomaron muestras de mano para su
posterior análisis en laboratorio y se realizó un análisis en cuanto a la
Geomorfología de la zona.
6.1.3 INVESTIGACIÓN EXPLICATIVA
Se encarga de buscar el porqué de los hechos mediante el establecimiento de
relaciones causa-efecto. En este sentido, los estudios explicativos pueden
ocuparse tanto de la determinación de las causas (investigación postfacto), como
de los efectos (investigación experimental), mediante la prueba de hipótesis. Sus
resultados y conclusiones constituyen el nivel más profundo de conocimientos.
La investigación explicativa intenta dar cuenta de un aspecto de la realidad,
explicando su significatividad dentro de una teoría de referencia, a la luz de leyes
o generalizaciones que dan cuenta de hechos o fenómenos que se producen en
determinadas condiciones.
Dentro de la investigación científica, a nivel explicativo, se dan dos elementos:
- Lo que se quiere explicar: se trata del objeto, hecho o fenómeno que ha de
explicarse, es el problema que genera la pregunta que requiere una explicación.
25
HERNÁNDEZ SAMPIERI, R., FERNÁNDEZ COLLADO, C. Y BAPTISTA LUCIO, P. 2000. Metodología de la investigación. Mc Graw Hill. México. Segunda Edición.
65
- Lo que se explica: La explicación se deduce (a modo de una secuencia hipotética
deductiva) de un conjunto de premisas compuesto por leyes, generalizaciones y
otros enunciados que expresan regularidades que tienen que acontecer. En este
sentido, la explicación es siempre una deducción de una teoría que contiene
afirmaciones que explican hechos particulares26.
La fase final de este proyecto se basa en la investigación explicativa y esta se da
por medio de los resultados de laboratorio y el análisis bajo los diferentes métodos
de clasificación de macizos rocosos.
7. ANÁLISIS DE DATOS
7.1 ALCANCES
En el proyecto que se planteó con fines investigativos se quiere dar a conocer
algunas apreciaciones de las características geomecánicas que presenta la
Formación Neis de Bucaramanga en el Macizo de Santander vertiente occidental,
destacándose de esta forma las acciones antrópicas a las que se está viendo
afectado y cómo podrían entregarse recomendaciones técnicas dirigidas al campo
de obras civiles.
La evidencia de factores naturales ha demostrado que los cambios a los que está
siendo sometido el Macizo rocoso intervienen el comportamiento del material de
manera negativa. Este tipo de factores son medidos por diferentes herramientas
de SIG las cuales muestran cual ha sido el comportamiento en diferentes
regiones; se observa que en Bucaramanga y su área metropolitana por ser
limitante de la falla Bucaramanga – Santa Marta hace parte del nido sísmico más
predominante a nivel nacional, debido a que esta falla hace parte del sistema de
fallas con mayor frecuencia de sismicidad. Como factor natural al cual se somete
la roca metamórfica tipo Neis, se destaca principalmente el intemperismo el cual a
modificado notoriamente las características de rocas intacta y ha mostrado cómo
la alteración de los minerales ha disminuido y por tal razón la resistencia del
material ha variado con respecto a otra zonas estudiadas de la misma formación,
26
HERNÁNDEZ SAMPIERI, R., FERNÁNDEZ COLLADO, C. Y BAPTISTA LUCIO, P. 2000. Metodología de la investigación. Mc Graw Hill. México. Segunda Edición.
66
un ejemplo evidente es el comportamiento de la Formación Neis de Bucaramanga
sobre los Municipios de vetas y california.
El ámbito de fenómenos naturales en gran parte del territorio nacional es debido a
eventos de remoción en masa caracterizados por presentar zonas con alto índice
de vulnerabilidad. Este tipo de fenómenos vienen acompañados de los cambios
climáticos de sequias de gran magnitud y lluvias con gran intensidad que logran
intervenir en el comportamiento natural del macizo rocoso. Para este caso en
particular es evidente que la mayor afectación es causada por este tipo de
fenómenos climáticos que con llevan a manifestar en su mayor proporción
intemperismo en la roca. Por este motivo, el macizo rocoso en estudio muestra un
alto grado de meteorización y alto grado de fracturamiento, que en ocasiones no
presentan una estabilidad como se esperaría tener debido a las características
que presentan este tipo de roca metamórfica.
7.2 DATOS GEOTÉCNICOS
A continuación se exponen los datos obtenidos en el área de estudio realizando la
caracterización del macizo rocoso en afloramientos en general y además de
sondeos realizados en el año 2010 para el proyecto: “INVESTIGACIÓN
GEOTÉCNICA EN LOS BARRIOS QUE COMPRENDEN LA COMUNA 14”.
7.2.1 CARACTERIZACIÓN GEOTÉCNICA DE MACIZO ROCOSO
Para realizar esta primera etapa se realizaron estaciones de campo con la
finalidad de caracterizar macizos rocosos utilizando métodos de clasificación como
System Geological Strength Index (GSI), Rock Mass Rating (RMR), Rock
Tunnelling Quality Index (Q) e índice de calidad de la roca (RQD).
Por consiguiente, se realizó un formato de campo con el fin de caracterizar cada
uno de los parámetros que se adquieren en campo y poder definir de esta manera
los patrones que afectan el entorno del afloramiento rocoso. A continuación se
presenta el formato de campo:
Tabla 25. Formato de caracterización de macizo rocoso en campo
Esta
ció
n
Lo
nd
itu
d [
m]
RQ
D [
m]
Nú
mero
de
Fra
ctu
ras
Jv
Familias Principales
Esp
acia
mie
nto
[mm
]
Condición de la Discontinuidad
Condición de Agua
Condiciones de discontinuidades (Q)
Persistencia [m]
Abertura [mm]
Rugosidad Relleno
[mm] Grado de
Meteorización RQD [%]
Jn
Resistencia al corte interbloques
Jw SRF Familia
N° Cantidad
Orientación Jr Ja
Azimut Buzamiento Nomenclatura
1 5,00 1,66 36 23 1 10 318 89 N42W/89NE 20 0,31 20 Rugosa Resistente
>5mm Moderada
Completamente seco
39,10 12 Ondulosa Rugosa
Ligera Alteración
Completamente seco
Item 1. B
1 5,00 1,66 36 23 1 10 304 67 N56W/67NE 20 0,37 20 Muy
Rugosa Resistente
>5mm Moderada
Completamente seco
39,10 12 Ondulosa Rugosa
Ligera Alteración
Completamente seco
Item 1. B
1 5,00 1,66 36 23 1 10 326 68 N34W/68NE 15 0,23 15 Rugosa Resistente
>5mm Moderada
Completamente seco
39,10 12 Ondulosa Rugosa
Ligera Alteración
Completamente seco
Item 1. B
1 5,00 1,66 36 23 1 10 320 58 N40W/58NE 4 0,28 4 Rugosa Resistente
>5mm Moderada
Completamente seco
39,10 12 Ondulosa Rugosa
Ligera Alteración
Completamente seco
Item 1. B
1 5,00 1,66 36 23 2 8 190 90 S10W/90NW 8 0,30 8 Rugosa Nada Moderada Completamente
seco 39,10 12
Ondulosa Rugosa
Ligera Alteración
Completamente seco
Item 1. B
1 5,00 1,66 36 23 2 8 235 79 S55W/79NW 5 0,50 5 Levemente
Rugosa Nada Moderada
Completamente seco
39,10 12 Plana
Rugosa Ligera
Alteración Completamente
seco Item 1. B
1 5,00 1,66 36 23 2 8 222 79 S42W/79NW 2 0,84 2 Levemente
Rugosa Nada Moderada
Completamente seco
39,10 12 Plana
Rugosa Ligera
Alteración Completamente
seco Item 1. B
1 5,00 1,66 36 23 2 8 234 64 S54W/64NW 20 0,32 20 Rugosa Nada Moderada Completamente
seco 39,10 12
Ondulosa Rugosa
Ligera Alteración
Completamente seco
Item 1. B
1 5,00 1,66 36 23 2 8 210 71 S30W/71NW 10 0,33 10 Rugosa Nada Moderada Completamente
seco 39,10 12
Ondulosa Rugosa
Ligera Alteración
Completamente seco
Item 1. B
1 5,00 1,66 36 23 3 5 130 82 S40E/82SW 3 1,00 3 Rugosa Resistente
<5mm Moderada
Completamente seco
39,10 12 Ondulosa Rugosa
Ligera Alteración
Completamente seco
Item 1. B
1 5,00 1,66 36 23 3 5 120 34 S30E/34SW 5 0,18 5 Rugosa Nada Moderada Completamente
seco 39,10 12
Ondulosa Rugosa
Ligera Alteración
Completamente seco
Item 1. B
2 6,00 0,50 68 33 1 13 112 61 S22E/61SW 5 0,30 5 Muy
Rugosa Nada Moderada
Completamente seco
6,10 12 Ondulosa Rugosa
Alteración Arcillosa
Completamente seco
Item 1. B
2 6,00 0,50 68 33 1 13 120 82 S30E/82SW 8 0,15 8 Muy
Rugosa Nada Moderada
Completamente seco
6,10 12 Ondulosa Rugosa
Alteración Arcillosa
Completamente seco
Item 1. B
2 6,00 0,50 68 33 2 8 83 60 N83E/60SE 10 0,27 10 Rugosa Nada Moderada Completamente
seco 6,10 12
Ondulosa Rugosa
Alteración Arcillosa
Completamente seco
Item 1. B
68
Esta
ció
n
Lo
nd
itu
d [
m]
RQ
D [
m]
Nú
mero
de
Fra
ctu
ras
Jv
Familias Principales
Esp
acia
mie
nto
[mm
]
Condición de la Discontinuidad
Condición de Agua
Condiciones de discontinuidades (Q)
Persistencia [m]
Abertura [mm]
Rugosidad Relleno
[mm] Grado de
Meteorización RQD [%]
Jn
Resistencia al corte interbloques
Jw SRF Familia
N° Cantidad
Orientación Jr Ja
Azimut Buzamiento Nomenclatura
2 6,00 0,50 68 33 2 8 60 60 N60E/60SE 9 0,29 9 Rugosa Nada Moderada Completamente
seco 6,10 12
Ondulosa Rugosa
Alteración Arcillosa
Completamente seco
Item 1. B
2 6,00 0,50 68 33 3 12 198 83 S18W/83NW 6 0,30 6 Muy
Rugosa Resistente
>5mm Moderada
Completamente seco
6,10 12 Ondulosa Rugosa
Alteración Arcillosa
Completamente seco
Item 1. B
2 6,00 0,50 68 33 3 12 210 61 S30W/61NW 8 0,50 8 Muy
Rugosa Resistente
>5mm Moderada
Completamente seco
6,10 12 Ondulosa Rugosa
Alteración Arcillosa
Completamente seco
Item 1. B
2 6,00 0,50 68 33 3 12 210 50 S30W/50NW 5 0,28 5 Muy
Rugosa Resistente
>5mm Moderada
Completamente seco
6,10 12 Ondulosa Rugosa
Alteración Arcillosa
Completamente seco
Item 1. B
3 7,00 1,66 34 28 1 16 193 56 S13W/56NW 5 0,53 5 Levemente
Rugosa Resistente
>5mm Levemente
Completamente seco
22,60 9 Ondulosa Rugosa
Con detritos
arenosos
Completamente seco
Item 1. B
3 7,00 1,66 34 28 1 16 220 72 S40W/72NW 6 0,44 6 Levemente
Rugosa Resistente
>5mm Levemente
Completamente seco
22,60 9 Ondulosa Rugosa
Con detritos
arenosos
Completamente seco
Item 1. B
3 7,00 1,66 34 28 1 16 220 81 S40W/81NW 8 0,30 8 Levemente
Rugosa Resistente
>5mm Moderada
Completamente seco
22,60 9 Ondulosa Rugosa
Con detritos
arenosos
Completamente seco
Item 1. B
3 7,00 1,66 34 28 1 16 215 60 S35W/60NW 10 0,50 10 Levemente
Rugosa Resistente
>5mm Moderada
Completamente seco
22,60 9 Ondulosa Rugosa
Con detritos
arenosos
Completamente seco
Item 1. B
3 7,00 1,66 34 28 1 16 242 35 S62W/35NW 30 0,25 30 Levemente
Rugosa Resistente
>5mm Moderada
Completamente seco
22,60 9 Ondulosa Rugosa
Con detritos
arenosos
Completamente seco
Item 1. B
3 7,00 1,66 34 28 1 16 269 82 S89W/82NW 6 0,30 6 Levemente
Rugosa Resistente
>5mm Moderada
Completamente seco
22,60 9 Ondulosa Rugosa
Con detritos
arenosos
Completamente seco
Item 1. B
3 7,00 1,66 34 28 2 12 305 37 N55W/37NE 5 0,28 5 Muy
Rugosa Blando >5mm
Levemente Completamente
seco 22,60 9
Ondulosa Rugosa
Con detritos
arenosos
Completamente seco
Item 1. B
3 7,00 1,66 34 28 2 12 320 50 N40W/50NE 7 0,35 7 Muy
Rugosa Blando >5mm
Levemente Completamente
seco 22,60 9
Ondulosa Rugosa
Con detritos
arenosos
Completamente seco
Item 1. B
3 7,00 1,66 34 28 2 12 310 81 N50W/81NE 10 0,13 10 Muy
Rugosa Blando >5mm
Levemente Completamente
seco 22,60 9
Ondulosa Rugosa
Con detritos
arenosos
Completamente seco
Item 1. B
69
Esta
ció
n
Lo
nd
itu
d [
m]
RQ
D [
m]
Nú
mero
de
Fra
ctu
ras
Jv
Familias Principales
Esp
acia
mie
nto
[mm
]
Condición de la Discontinuidad
Condición de Agua
Condiciones de discontinuidades (Q)
Persistencia [m]
Abertura [mm]
Rugosidad Relleno
[mm] Grado de
Meteorización RQD [%]
Jn
Resistencia al corte interbloques
Jw SRF Familia
N° Cantidad
Orientación Jr Ja
Azimut Buzamiento Nomenclatura
3 7,00 1,66 34 28 2 12 280 80 N36W/80NE 15 0,12 15 Muy
Rugosa Nada Moderada
Completamente seco
22,60 9 Ondulosa Rugosa
Con detritos
arenosos
Completamente seco
Item 1. B
3 7,00 1,66 34 28 2 12 313 75 N47W/75NE 40 0,20 40 Muy
Rugosa Nada Moderada
Completamente seco
22,60 9 Ondulosa Rugosa
Con detritos
arenosos
Completamente seco
Item 1. B
4 4,00 1,37 30 23 1 10 25 81 N25E/81SE 10 0,11 10 Levemente
Rugosa Resistente
>5mm Moderada Húmedo 39,10 9
Plana Rugosa
Con detritos
arenosos
Completamente seco
Item 1. B
4 4,00 1,37 30 23 1 10 82 46 N82E/46SE 20 0,20 20 Levemente
Rugosa Resistente
>5mm Moderada Húmedo 39,10 9
Plana Rugosa
Con detritos
arenosos
Completamente seco
Item 1. B
4 4,00 1,37 30 23 2 5 154 89 S64E/89SW 5 0,17 5 Muy
Rugosa Blando >5mm
Moderada Húmedo 39,10 9 Ondulosa Rugosa
Con detritos
arcillosos
Completamente seco
Item 1. B
4 4,00 1,37 30 23 2 5 108 69 S18E/69SW 6 0,19 6 Muy
Rugosa Blando >5mm
Moderada Húmedo 39,10 9 Ondulosa Rugosa
Con detritos
arcillosos
Completamente seco
Item 1. B
4 4,00 1,37 30 23 2 5 160 40 S70E/40SW 8 0,18 8 Muy
Rugosa Blando >5mm
Moderada Húmedo 39,10 9 Ondulosa Rugosa
Con detritos
arcillosos
Completamente seco
Item 1. B
4 4,00 1,37 30 23 3 8 318 75 N42W/75NE 5 0,25 5 Lisa Blando >5mm
Moderada Húmedo 39,10 9 Plana Lisa Con
detritos arcillosos
Completamente seco
Item 1. B
4 4,00 1,37 30 23 3 8 305 61 N55W/61NE 7 0,15 7 Lisa Blando >5mm
Moderada Húmedo 39,10 9 Plana Lisa Con
detritos arcillosos
Completamente seco
Item 1. B
4 4,00 1,37 30 23 3 8 350 82 N10W/82NE 10 0,27 10 Lisa Blando >5mm
Moderada Húmedo 39,10 9 Plana Lisa Con
detritos arcillosos
Completamente seco
Item 1. B
5 6,00 2,14 32 19 1 10 280 62 N80W/62NE 10 1,00 10 Muy
Rugosa Nada Levemente
Completamente seco
52,30 4 Ondulosa Rugosa
Ligera Alteración
Completamente seco
Item 1. E
5 6,00 2,14 32 19 1 10 305 66 N55W/66NE 15 1,00 15 Muy
Rugosa Nada Levemente
Completamente seco
52,30 4 Ondulosa Rugosa
Ligera Alteración
Completamente seco
Item 1. E
5 6,00 2,14 32 19 1 10 275 50 N85W/50NE 25 0,76 25 Levemente
Rugosa Nada Levemente
Completamente seco
52,30 4 Plana
Rugosa Ligera
Alteración Completamente
seco Item 1. E
5 6,00 2,14 32 19 1 10 293 47 N67W/47NE 30 0,22 30 Levemente
Rugosa Nada Levemente
Completamente seco
52,30 4 Plana
Rugosa Ligera
Alteración Completamente
seco Item 1. E
5 6,00 2,14 32 19 1 10 294 71 N66W/71NE 40 0,28 40 Levemente
Rugosa Nada Levemente
Completamente seco
52,30 4 Plana
Rugosa Ligera
Alteración Completamente
seco Item 1. E
5 6,00 2,14 32 19 2 9 203 66 S23W/66NW 2 0,25 2 Levemente
Rugosa Resistente
<5mm Levemente
Completamente seco
52,30 4 Plana
Rugosa
Con detritos
arenosos
Completamente seco
Item 1. E
5 6,00 2,14 32 19 2 9 192 34 S12W/34NW 8 0,20 8 Levemente
Rugosa Resistente
<5mm Levemente
Completamente seco
52,30 4 Plana
Rugosa
Con detritos
arenosos
Completamente seco
Item 1. E
5 6,00 2,14 32 19 2 9 225 42 S45W/42NW 6 0,65 6 Levemente
Rugosa Resistente
<5mm Levemente
Completamente seco
52,30 4 Plana
Rugosa
Con detritos
arenosos
Completamente seco
Item 1. E
70
Esta
ció
n
Lo
nd
itu
d [
m]
RQ
D [
m]
Nú
mero
de
Fra
ctu
ras
Jv
Familias Principales
Esp
acia
mie
nto
[mm
]
Condición de la Discontinuidad
Condición de Agua
Condiciones de discontinuidades (Q)
Persistencia [m]
Abertura [mm]
Rugosidad Relleno
[mm] Grado de
Meteorización RQD [%]
Jn
Resistencia al corte interbloques
Jw SRF Familia
N° Cantidad
Orientación Jr Ja
Azimut Buzamiento Nomenclatura
5 6,00 2,14 32 19 2 9 215 52 S35W/52NW 10 0,55 10 Levemente
Rugosa Resistente
<5mm Levemente
Completamente seco
52,30 4 Plana
Rugosa
Con detritos
arenosos
Completamente seco
Item 1. E
6 9,00 1,35 100 30 1 10 85 30 N85E/30SE 2 0,11 2 Muy
Rugosa Resistente
<5mm Levemente
Apenas húmedo
16,00 12 Ondulosa Rugosa
Alteración Arcillosa
Completamente seco
Item 1. B
6 9,00 1,35 100 30 1 10 85 26 N85E/26SE 2 0,20 2 Muy
Rugosa Resistente
<5mm Levemente
Apenas húmedo
16,00 12 Ondulosa Rugosa
Con detritos
arenosos
Completamente seco
Item 1. B
6 9,00 1,35 100 30 2 20 170 25 S80E/25SW 3 0,20 3 Muy
Rugosa Blando >5mm
Moderada Apenas húmedo
16,00 12 Ondulosa Rugosa
Alteración Arcillosa
Completamente seco
Item 1. B
6 9,00 1,35 100 30 2 20 165 40 S75E/40SW 30 0,25 30 Muy
Rugosa Blando >5mm
Moderada Apenas húmedo
16,00 12 Ondulosa Rugosa
Con detritos
arenosos
Completamente seco
Item 1. B
7 5,00 0,97 66 27 1 21 240 30 S60W/30NW 2 0,24 2 Lisa Resistente
>5mm Levemente
Apenas húmedo
25,90 9 Plana
Rugosa
Con detritos
arenosos
Completamente seco
Item 1. E
7 5,00 0,97 66 27 1 21 245 55 S65W/55NW 3 0,29 3 Lisa Resistente
>5mm Levemente
Apenas húmedo
25,90 9 Plana
Rugosa
Con detritos
arenosos
Completamente seco
Item 1. E
7 5,00 0,97 66 27 1 21 262 54 S82W/54NW 5 0,33 5 Lisa Resistente
>5mm Moderada
Apenas húmedo
25,90 9 Plana
Rugosa
Con detritos
arenosos
Completamente seco
Item 1. E
7 5,00 0,97 66 27 2 6 138 49 S48E/49SW 6 0,48 6 Lisa Resistente
<5mm Moderada
Apenas húmedo
25,90 9 Plana
Rugosa
Con detritos
arenosos
Completamente seco
Item 1. E
7 5,00 0,97 66 27 2 6 118 79 S28E/79SW 15 0,24 15 Lisa Resistente
<5mm Moderada
Apenas húmedo
25,90 9 Plana
Rugosa
Con detritos
arenosos
Completamente seco
Item 1. E
8 2,00 0,00 38 33 1 13 333 56 N27W/56NE 8 0,10 10 Muy
Rugosa Resistente
<5mm Altamente
Completamente seco
6,10 15 Ondulosa Rugosa
Ligera Alteración
Completamente seco
Item 1. B
8 2,00 0,00 38 33 1 13 305 26 N55W/26NE 6 0,09 8 Levemente
Rugosa Resistente
<5mm Altamente
Completamente seco
6,10 15 Ondulosa Rugosa
Con detritos
arenosos
Completamente seco
Item 1. B
8 2,00 0,00 38 33 1 13 325 55 N35W/55NE 5 0,12 4 Rugosa Nada Altamente Completamente
seco 6,10 15
Ondulosa Rugosa
Ligera Alteración
Completamente seco
Item 1. B
8 2,00 0,00 38 33 2 10 23 86 N23E/86SE 12 0,38 10 Muy
Rugosa Nada Altamente
Completamente seco
6,10 15 Ondulosa Rugosa
Ligera Alteración
Completamente seco
Item 1. E
8 2,00 0,00 38 33 2 10 10 78 N10E/78SE 8 0,09 8 Muy
Rugosa Nada Altamente
Completamente seco
6,10 15 Ondulosa Rugosa
Ligera Alteración
Completamente seco
Item 1. E
8 2,00 0,00 38 33 3 10 - - Dificil de medir 2 0,11 3 Muy
Rugosa Nada Altamente
Completamente seco
6,10 15 Ondulosa Rugosa
Ligera Alteración
Completamente seco
Item 1. E
8 2,00 0,00 38 33 3 10 - - Dificil de medir 5 0,08 2 Rugosa Nada Altamente Completamente
seco 6,10 15
Ondulosa Rugosa
Ligera Alteración
Completamente seco
Item 1. E
9 6,00 1,10 65 30 1 12 310 25 N50W/25NE 30 0,21 3 Lisa Resistente
<5mm Moderada
Apenas húmedo
16,00 15 Plana Lisa Ligera
Alteración Completamente
seco Item 1. B
71
Esta
ció
n
Lo
nd
itu
d [
m]
RQ
D [
m]
Nú
mero
de
Fra
ctu
ras
Jv
Familias Principales
Esp
acia
mie
nto
[mm
]
Condición de la Discontinuidad
Condición de Agua
Condiciones de discontinuidades (Q)
Persistencia [m]
Abertura [mm]
Rugosidad Relleno
[mm] Grado de
Meteorización RQD [%]
Jn
Resistencia al corte interbloques
Jw SRF Familia
N° Cantidad
Orientación Jr Ja
Azimut Buzamiento Nomenclatura
9 6,00 1,10 65 30 1 12 315 22 N45W/22NE 1 0,15 1 Lisa Resistente
<5mm Moderada
Apenas húmedo
16,00 15 Plana Lisa Ligera
Alteración Completamente
seco Item 1. B
9 6,00 1,10 65 30 1 12 345 30 N15W/30NE 2 0,15 2 Muy
Rugosa Resistente
<5mm Moderada
Apenas húmedo
16,00 15 Ondulosa Rugosa
Ligera Alteración
Completamente seco
Item 1. B
9 6,00 1,10 65 30 2 10 62 66 N62E/66SE 5 0,16 5 Lisa Nada Moderada Apenas húmedo
16,00 15 Plana Lisa Ligera
Alteración Completamente
seco Item 1. B
9 6,00 1,10 65 30 2 10 40 80 N40E/80SE 2 0,15 2 Lisa Nada Levemente Apenas húmedo
16,00 15 Plana Lisa Ligera
Alteración Completamente
seco Item 1. B
9 6,00 1,10 65 30 2 10 75 88 N75E/88SE 4 0,14 4 Lisa Nada Levemente Apenas húmedo
16,00 15 Plana Lisa Ligera
Alteración Completamente
seco Item 1. B
9 6,00 1,10 65 30 3 8 - - Dificil de medir 5 0,18 5 Rugosa Nada Moderada Apenas húmedo
16,00 15 Ondulosa Rugosa
Ligera Alteración
Completamente seco
Item 1. B
9 6,00 1,10 65 30 3 8 - - Dificil de medir 10 0,20 8 Rugosa Nada Moderada Apenas húmedo
16,00 15 Ondulosa Rugosa
Ligera Alteración
Completamente seco
Item 1. B
10 5,00 1,27 56 22 1 12 318 65 N42W/65NE 2 0,70 2 Lisa Nada Levemente Completamente
seco 42,40 9 Plana Lisa
Diaclasas paredes sanas
Completamente seco
Item 1. E
10 5,00 1,27 56 22 1 12 316 70 N44W/70NE 2 0,22 2 Lisa Nada Levemente Completamente
seco 42,40 9 Plana Lisa
Diaclasas paredes sanas
Completamente seco
Item 1. E
10 5,00 1,27 56 22 1 12 310 21 N50W/31NE 0 0,31 0 Lisa Nada Moderada Completamente
seco 42,40 9 Plana Lisa
Diaclasas paredes sanas
Completamente seco
Item 1. E
10 5,00 1,27 56 22 1 12 325 74 N35W/74NE 3 0,28 3 Muy
Rugosa Nada Moderada
Completamente seco
42,40 9 Ondulosa Rugosa
Ligera Alteración
Completamente seco
Item 1. E
10 5,00 1,27 56 22 2 10 65 60 N65E/60SE 1,5 0,25 1 Rugosa Nada Levemente Completamente
seco 42,40 9
Ondulosa Rugosa
Ligera Alteración
Completamente seco
Item 1. E
10 5,00 1,27 56 22 2 10 63 90 N63E/90SE 1 0,26 1 Lisa Nada Levemente Completamente
seco 42,40 9 Plana Lisa
Ligera Alteración
Completamente seco
Item 1. E
10 5,00 1,27 56 22 2 10 55 80 N55E/80SE 1 0,15 1 Lisa Nada Levemente Completamente
seco 42,40 9 Plana Lisa
Ligera Alteración
Completamente seco
Item 1. E
10 5,00 1,27 56 22 2 10 65 72 N65E/72SE 3 0,31 3 Rugosa Resistente
<5mm Moderada
Completamente seco
42,40 9 Ondulosa Rugosa
Ligera Alteración
Completamente seco
Item 1. E
Fuente: Autor
7.3 MÉTODOS DE CLASIFICACIÓN DEL MACIZO ROCOSO
7.3.1. Terzaghi
Según la clasificación de Terzaghi (1946) se obtiene lo siguiente:
Tabla 26. Condiciones de la roca Terzaghi (1946) según RQD
Condiciones de la roca RQD
Dura e intacta 95-100
Estratificada, dura o esquistosa 90-99
Masiva, no duramente diaclasada 85-95
Moderadamente en bloques y pegada 75-85
Muy en bloques y pegada 30-75 Completamente triturada, químicamente intacta 3-30
Arena y grava 0-30
Roca fluyente, profundidad moderada NA
Roca fluyente, gran profundidad NA
Roca expansiva NA Fuente: Autor
Tabla 27. Clasificación de macizos rocosos de Terzaghi (1946)
Estación No.
Zona RQD Descripción del macizo rocoso (Terzaghi 1946)
1 Piedecuesta 39.10 En bloques y plegada
2 Piedecuesta 6.10 Triturada
3 Piedecuesta 22.60 Triturada
4 Morrorico 39.10 En bloques y plegada
5 Morrorico 52.30 En bloques y plegada
6 Morrorico 16.00 Triturada
7 Morrorico 25.90 Triturada
8 Piedecuesta 6.10 Triturada
9 Piedecuesta 16.00 Triturada
10 Piedecuesta 42.40 En bloques y plegada
Fuente: Autor
73
7.3.2. RQD Índice de calidad de la roca (Deere 1967)
Según la clasificación de Deere, se obtienen los siguientes resultados:
Tabla 28. Índice de Calidad de la Roca
Fuente: Autor
7.3.3. Rock Mass Rating (RMR) Bieniawski 1989
En el caso de RMR se tienen en cuenta 6 parámetros que son:
Resistencia a la Compresión simple Los ensayos se refieren a la medición de la resistencia de la roca, teniendo en cuenta
una fuerza aplicada a tres tipos de pruebas (Diametral, Axial e irregular). Para el caso
particular se realizaron ensayos a muestras irregulares teniendo en cuenta el espesor
de roca donde se aplica de manera uniforme la carga puntual para de esta forma
correlacionar los datos y determinar el valor de resistencia a la compresión simple.
La prueba punto de carga se lleva a cabo en muestras de núcleo o fragmentos
irregulares de roca para obtener índice de carga puntual (Is) a partir del valor de la
resistencia obtenido en el ensayo.
Estación Longitud RQD [m]
RQD[%] Puntaje Descripción
Deere
[%] Jv [%]
1 5,00 1,66 33,20 23 39,1 8 Mala
RQD [%] Puntaje Descripción
2 6,00 0,5 8,33 33 6,1 3 Muy mala
90 100 20 Muy buena
3 7,00 1,66 23,71 28 22,6 3 Muy mala
75 90 17 Buena
4 4,00 1,37 34,25 23 39,1 8 Mala
50 75 13 Regular
5 6,00 2,14 35,67 19 52,3 13 Regular
25 50 8 Mala
6 9,00 1,35 15,00 30 16 3 Muy mala
< 25 3 Muy mala
7 5,00 0,97 19,40 27 25,9 8 Mala
8 2,00 0,00 0,00 33 6,1 3 Muy mala
9 6,00 1,10 18,33 30 16 3 Muy mala
10 5,00 1,27 25,40 22 42,4 8 Mala
74
Según la Norma ASTMD 5731 se realizan los ensayos de carga puntual con las
siguientes especificaciones técnicas:
- Prensa hidráulica de operación manual con indicación digital
- Medición de fuerza por medio de celda de carga e indicación digital con memoria
de picos (Carga máxima)
- Medición de la distancia entre puntas y desplazamiento por medio de regla
graduada
- Operación con baterías recargables
- Adaptador cargador incluido 110 Vac
- Duración de la carga de la batería – 6 horas
- Dimensiones totales 700mm x 350mm x 1150 mm
Para este ensayo se utilizó una máquina de carga puntual Punzuar modelo PC-7
de la serie 126.
Figura 24. Máquina de Carga Puntual, Modelo PC-7 Serie 126
Fuente: Autor, Tomado en la Empresa Construsuelos de Colombia
En la adquisición de datos para este proceso se tiene en cuenta el siguiente formato:
75
Tabla 29. Formato para la adquisición de datos de carga puntual
Estación Muestra Meteorización Identación
[mm]
Dimensiones [cm] P[kN] Peso [g]
W D L
1 1 Levemente Meteorizada
10,000 9,0 5,0 9,0 19,30 694
1 2 Levemente Meteorizada
10,000 12,5 5,0 11,0 14,60 1021
2 3 Muy
Meteorizada 2,000 12,0 6,0 10,0 0,30 1831
2 4 Muy
Meteorizada 7,000 14,5 5,0 13,0 0,60 1692
3 5 Moderamente Meteorizada
16,100 12,0 9,0 7,0 10,80 1761
3 6 Moderamente Meteorizada
6,000 16,5 5,0 7,0 4,20 1171
3 7 Moderamente Meteorizada
9,000 12,0 6,0 10,8 13,40 1868
4 8 Muy
Meteorizada 3,000 13,0 4,0 13,0 0,60 963
4 9 Muy
Meteorizada 2,000 7,0 5,0 10,0 0,60 611
4 10 Muy
Meteorizada 4,000 12,0 4,0 8,0 0,50 581
5 11 Muy
Meteorizada 4,000 13,0 7,0 10,0 2,00 1308
5 12 Muy
Meteorizada 7,000 16,0 9,5 12,5 4,00 1856
6 13 Levemente Meteorizada
4,000 13,0 7,0 7,5 20,60 1038
6 14 Levemente Meteorizada
0,500 11,0 8,0 5,0 15,00 1242
6 15 Levemente Meteorizada
0,900 12,0 4,5 7,5 24,00 1092
7 16 Muy
Meteorizada 2,000 13,0 5,0 9,8 2,40 998
7 17 Roca Fresca 10,200 9,5 9,6 7,0 62,40 2324
7 18 Moderamente Meteorizada
2,000 7,8 5,0 8,0 5,10 657
8 19 Muy
Meteorizada 3,000 17,0 10,0 12,0 2,30 2938
8 20 Muy
Meteorizada 3,000 12,0 7,5 9,0 2,80 1038
76
Estación Muestra Meteorización Identación
[mm]
Dimensiones [cm] P[kN] Peso [g]
W D L
8 21 Muy
Meteorizada 4,000 11,5 6,2 6,0 0,20 807
9 22 Muy
Meteorizada 6,000 14,6 5,5 8,0 1,70 1414
9 23 Muy
Meteorizada 6,000 13,0 5,5 13,5 2,60 2407
10 24 Muy
Meteorizada 4,000 13,5 6,5 11,3 2,90 1843
10 25 Muy
Meteorizada 4,000 15,0 6,8 12,0 1,50 2241
Fuente: Autor Basado en los datos recopilados y realizando los cálculos correspondiente se obtiene la siguiente información:
Tabla 30. Clasificación de la resistencia a la compresión simple
Resistencia a Compresión Simple
[Mpa] Puntaje Descripción
>250 15 Resistencia extremadamente alta
100 250 12 Resistencia muy alta
50 100 7 Resistencia alta
25 50 4 Resistencia media
5 25 2 Resistencia débil
1 5 1 Resistencia muy débil
<1 0 Resistencia extremadamente débil
Fuente: Autor
Tabla 31. Cálculos de resistencia a la compresión simple
Muestra Carga de Falla [kN]
Is [Mpa]
RCI [Mpa]
Puntaje Descripción
1 19,300 1,307 31,377 4 Resistencia media
2 14,600 0,712 17,090 2 Resistencia débil
3 0,300 0,013 0,305 0 Resistencia extremadamente
débil
4 0,600 0,025 0,605 0 Resistencia extremadamente
débil
5 10,800 0,305 7,316 2 Resistencia débil
6 4,200 0,155 3,724 1 Resistencia muy débil
77
Muestra Carga de Falla [kN]
Is [Mpa]
RCI [Mpa]
Puntaje Descripción
7 13,400 0,567 13,616 2 Resistencia débil
8 0,600 0,035 0,844 0 Resistencia extremadamente
débil
9 0,600 0,052 1,254 1 Resistencia muy débil
10 0,500 0,032 0,762 0 Resistencia extremadamente
débil
11 2,000 0,067 1,608 1 Resistencia muy débil
12 4,000 0,080 1,925 1 Resistencia muy débil
13 20,600 0,690 16,561 2 Resistencia débil
14 15,000 0,520 12,470 2 Resistencia débil
15 24,000 1,355 32,515 4 Resistencia media
16 2,400 0,113 2,701 1 Resistencia muy débil
17 62,400 2,086 50,056 7 Resistencia alta
18 5,100 0,401 9,629 2 Resistencia débil
19 2,300 0,041 0,990 0 Resistencia extremadamente
débil
20 2,800 0,095 2,276 1 Resistencia muy débil
21 0,200 0,009 0,205 0 Resistencia extremadamente
débil
22 1,700 0,065 1,549 1 Resistencia muy débil
23 2,600 0,111 2,660 1 Resistencia muy débil
24 2,900 0,101 2,418 1 Resistencia muy débil
25 1,500 0,045 1,076 1 Resistencia muy débil
Fuente: Autor
RQD Según Deere, el comportamiento de la roca con respecto al RQD se encontró lo siguiente:
Tabla 32. Valores de RQD
Estación RQD[%]
Puntaje Puntaje Jv [%]
1 23 39,1 8 Mala
2 33 6,1 3 Muy mala
3 28 22,6 3 Muy mala
4 23 39,1 8 Mala
5 19 52,3 13 Regular
6 30 16 3 Muy mala
Estación RQD[%]
Puntaje Puntaje Jv [%]
7 27 25,9 8 Mala
8 33 6,1 3 Muy mala
9 30 16 3 Muy mala
10 22 42,4 8 Mala
Fuente: Autor
Espaciamiento de discontinuidades
A continuación se presentan la ponderación según el espaciamiento de las discontinuidades:
Tabla 33. Espaciamiento de las discontinuidades
Estación
Familias Principales
Espaciamiento [m]
Puntaje
1 1 0,020 5
1 1 0,020 5
1 1 0,015 5
1 1 0,004 5
1 2 0,008 5
1 2 0,005 5
1 2 0,002 5
1 2 0,020 5
1 2 0,010 5
1 3 0,003 5
1 3 0,005 5
2 1 0,005 5
2 1 0,008 5
2 2 0,010 5
2 2 0,009 5
2 3 0,006 5
2 3 0,008 5
2 3 0,005 5
3 1 0,005 5
3 1 0,006 5
3 1 0,008 5
3 1 0,010 5
3 1 0,030 5
3 1 0,006 5
3 2 0,005 5
3 2 0,007 5
3 2 0,010 5
3 2 0,015 5
3 2 0,040 5
4 1 0,010 5
4 1 0,020 5
4 2 0,005 5
4 2 0,006 5
Estación
Familias Principales
Espaciamiento [m]
Puntaje
4 2 0,008 5
4 3 0,005 5
4 3 0,007 5
4 3 0,010 5
5 1 0,010 5
5 1 0,015 5
5 1 0,025 5
5 1 0,030 5
5 1 0,040 5
5 2 0,002 5
5 2 0,008 5
5 2 0,006 5
5 2 0,010 5
6 1 0,002 5
6 1 0,002 5
6 2 0,003 5
6 2 0,030 5
7 1 0,002 5
7 1 0,003 5
7 1 0,005 5
7 2 0,006 5
7 2 0,015 5
8 1 0,008 5
8 1 0,006 5
8 1 0,005 5
8 2 0,012 5
8 2 0,008 5
8 3 0,002 5
8 3 0,005 5
9 1 0,030 5
9 1 0,001 5
9 1 0,002 5
9 2 0,005 5
79
Estación
Familias Principales
Espaciamiento [m]
Puntaje
9 2 0,002 5
9 2 0,004 5
9 3 0,005 5
9 3 0,010 5
10 1 0,002 5
10 1 0,002 5
10 1 0,000 5
10 1 0,003 5
10 2 0,002 5
10 2 0,001 5
10 2 0,001 5
10 2 0,003 5
Fuente: Autor.
Condición de las discontinuidades
Para determinar estos parámetros se tienen en cuenta los siguientes ítems:
1. Persistencia 2. Abertura 3. Relleno 4. Rugosidad 5. Grado de Meteorización
Tabla 34. Cálculo de Resultados según las condiciones de las discontinuidades
Esta
ció
n
Fam
ilia
de
Dia
clas
as Condición de la Discontinuidad
Tota
l Persistencia [m]
Abertura Rugosidad Relleno [mm] Grado de
Meteorización
[m] Pun [mm
] Pun
Tipo Pun
Tipo Pun
Tipo Puntaj
e
1 1 0,31 6 20 0 Rugosa 5 Resistente >5mm
5 Moderada 3 19
1 1 0,37 6 20 0 Muy
Rugosa 6
Resistente >5mm
5 Moderada 3 20
1 1 0,23 6 15 0 Rugosa 5 Resistente >5mm
5 Moderada 3 19
80
Esta
ció
n
Fam
ilia
de
Dia
clas
as Condición de la Discontinuidad
Tota
l Persistencia [m]
Abertura Rugosidad Relleno [mm] Grado de
Meteorización
[m] Pun [mm
] Pun
Tipo Pun
Tipo Pun
Tipo Puntaj
e
1 1 0,28 6 4 1 Rugosa 5 Resistente >5mm
5 Moderada 3 20
1 2 0,30 6 8 0 Rugosa 5 Nada 6 Moderada 3 20
1 2 0,50 6 5 0 Levemente Rugosa
3 Nada 6 Moderada 3 18
1 2 0,84 6 2 1 Levemente Rugosa
3 Nada 6 Moderada 3 19
1 2 0,32 6 20 0 Rugosa 5 Nada 6 Moderada 3 20
1 2 0,33 6 10 0 Rugosa 5 Nada 6 Moderada 3 20
1 3 1,00 4 3 1 Rugosa 5 Resistente <5mm
3 Moderada 3 16
1 3 0,18 6 5 0 Rugosa 5 Nada 6 Moderada 3 20
2 1 0,30 6 5 0 Muy
Rugosa 6 Nada 6 Moderada 3 21
2 1 0,15 6 8 0 Muy
Rugosa 6 Nada 6 Moderada 3 21
2 2 0,27 6 10 0 Rugosa 5 Nada 6 Moderada 3 20
2 2 0,29 6 9 0 Rugosa 5 Nada 6 Moderada 3 20
2 3 0,30 6 6 0 Muy
Rugosa 6
Resistente >5mm
5 Moderada 3 20
2 3 0,50 6 8 0 Muy
Rugosa 6
Resistente >5mm
5 Moderada 3 20
2 3 0,28 6 5 0 Muy
Rugosa 6
Resistente >5mm
5 Moderada 3 20
3 1 0,53 6 5 0 Levemente Rugosa
3 Resistente >5mm
5 Levement
e 5 19
3 1 0,44 6 6 0 Levemente Rugosa
3 Resistente >5mm
5 Levement
e 5 19
3 1 0,30 6 8 0 Levemente Rugosa
3 Resistente >5mm
5 Moderada 3 17
3 1 0,50 6 10 0 Levemente Rugosa
3 Resistente >5mm
5 Moderada 3 17
3 1 0,25 6 30 0 Levemente Rugosa
3 Resistente >5mm
5 Moderada 3 17
81
Esta
ció
n
Fam
ilia
de
Dia
clas
as Condición de la Discontinuidad
Tota
l Persistencia [m]
Abertura Rugosidad Relleno [mm] Grado de
Meteorización
[m] Pun [mm
] Pun
Tipo Pun
Tipo Pun
Tipo Puntaj
e
3 1 0,30 6 6 0 Levemente Rugosa
3 Resistente >5mm
5 Moderada 3 17
3 2 0,28 6 5 0 Muy
Rugosa 6
Blando >5mm
1 Levement
e 5 18
3 2 0,35 6 7 0 Muy
Rugosa 6
Blando >5mm
1 Levement
e 5 18
3 2 0,13 6 10 0 Muy
Rugosa 6
Blando >5mm
1 Levement
e 5 18
3 2 0,12 6 15 0 Muy
Rugosa 6 Nada 6 Moderada 3 21
3 2 0,20 6 40 0 Muy
Rugosa 6 Nada 6 Moderada 3 21
4 1 0,11 6 10 0 Levemente Rugosa
3 Resistente >5mm
5 Moderada 3 17
4 1 0,20 6 20 0 Levemente Rugosa
3 Resistente >5mm
5 Moderada 3 17
4 2 0,17 6 5 0 Muy
Rugosa 6
Blando >5mm
1 Moderada 3 16
4 2 0,19 6 6 0 Muy
Rugosa 6
Blando >5mm
1 Moderada 3 16
4 2 0,18 6 8 0 Muy
Rugosa 6
Blando >5mm
1 Moderada 3 16
4 3 0,25 6 5 0 Lisa 1 Blando >5mm
1 Moderada 3 11
4 3 0,15 6 7 0 Lisa 1 Blando >5mm
1 Moderada 3 11
4 3 0,27 6 10 0 Lisa 1 Blando >5mm
1 Moderada 3 11
5 1 1,00 4 10 0 Muy
Rugosa 6 Nada 6
Levemente
5 21
5 1 1,00 4 15 0 Muy
Rugosa 6 Nada 6
Levemente
5 21
5 1 0,76 6 25 0 Levemente Rugosa
3 Nada 6 Levement
e 5 20
5 1 0,22 6 30 0 Levemente Rugosa
3 Nada 6 Levement
e 5 20
82
Esta
ció
n
Fam
ilia
de
Dia
clas
as Condición de la Discontinuidad
Tota
l Persistencia [m]
Abertura Rugosidad Relleno [mm] Grado de
Meteorización
[m] Pun [mm
] Pun
Tipo Pun
Tipo Pun
Tipo Puntaj
e
5 1 0,28 6 40 0 Levemente Rugosa
3 Nada 6 Levement
e 5 20
5 2 0,25 6 2 1 Levemente Rugosa
3 Resistente <5mm
3 Levement
e 5 18
5 2 0,20 6 8 0 Levemente Rugosa
3 Resistente <5mm
3 Levement
e 5 17
5 2 0,65 6 6 0 Levemente Rugosa
3 Resistente <5mm
3 Levement
e 5 17
5 2 0,55 6 10 0 Levemente Rugosa
3 Resistente <5mm
3 Levement
e 5 17
6 1 0,11 6 2 1 Muy
Rugosa 6
Resistente <5mm
3 Levement
e 5 21
6 1 0,20 6 2 1 Muy
Rugosa 6
Resistente <5mm
3 Levement
e 5 21
6 2 0,20 6 3 1 Muy
Rugosa 6
Blando >5mm
1 Moderada 3 17
6 2 0,25 6 30 0 Muy
Rugosa 6
Blando >5mm
1 Moderada 3 16
7 1 0,24 6 2 1 Lisa 1 Resistente >5mm
5 Levement
e 5 18
7 1 0,29 6 3 1 Lisa 1 Resistente >5mm
5 Levement
e 5 18
7 1 0,33 6 5 0 Lisa 1 Resistente >5mm
5 Moderada 3 15
7 2 0,48 6 6 0 Lisa 1 Resistente <5mm
3 Moderada 3 13
7 2 0,24 6 15 0 Lisa 1 Resistente <5mm
3 Moderada 3 13
8 1 0,10 6 10 0 Muy
Rugosa 6
Resistente <5mm
3 Altamente 1 16
8 1 0,09 6 8 0 Levemente Rugosa
3 Resistente <5mm
3 Altamente 1 13
8 1 0,12 6 4 1 Rugosa 5 Nada 6 Altamente 1 19
8 2 0,38 6 10 0 Muy
Rugosa 6 Nada 6 Altamente 1 19
83
Esta
ció
n
Fam
ilia
de
Dia
clas
as Condición de la Discontinuidad
Tota
l Persistencia [m]
Abertura Rugosidad Relleno [mm] Grado de
Meteorización
[m] Pun [mm
] Pun
Tipo Pun
Tipo Pun
Tipo Puntaj
e
8 2 0,09 6 8 0 Muy
Rugosa 6 Nada 6 Altamente 1 19
8 3 0,11 6 3 1 Muy
Rugosa 6 Nada 6 Altamente 1 20
8 3 0,08 6 2 1 Rugosa 5 Nada 6 Altamente 1 19
9 1 0,21 6 3 1 Lisa 1 Resistente <5mm
3 Moderada 3 14
9 1 0,15 6 1 1 Lisa 1 Resistente <5mm
3 Moderada 3 14
9 1 0,15 6 2 1 Muy
Rugosa 6
Resistente <5mm
3 Moderada 3 19
9 2 0,16 6 5 0 Lisa 1 Nada 6 Moderada 3 16
9 2 0,15 6 2 1 Lisa 1 Nada 6 Levement
e 5 19
9 2 0,14 6 4 1 Lisa 1 Nada 6 Levement
e 5 19
9 3 0,18 6 5 0 Rugosa 5 Nada 6 Moderada 3 20
9 3 0,20 6 8 0 Rugosa 5 Nada 6 Moderada 3 20
10 1 0,70 6 2 1 Lisa 1 Nada 6 Levement
e 5 19
10 1 0,22 6 2 1 Lisa 1 Nada 6 Levement
e 5 19
10 1 0,31 6 0 6 Lisa 1 Nada 6 Moderada 3 22
10 1 0,28 6 3 1 Muy
Rugosa 6 Nada 6 Moderada 3 22
10 2 0,25 6 1 1 Rugosa 5 Nada 6 Levement
e 5 23
10 2 0,26 6 1 1 Lisa 1 Nada 6 Levement
e 5 19
10 2 0,15 6 1 1 Lisa 1 Nada 6 Levement
e 5 19
10 2 0,31 6 3 1 Rugosa 5 Resistente <5mm
3 Moderada 3 18
Fuente: Autor
84
Condiciones de agua subterránea
La condición se agua se evaluó de la siguiente forma:
Tabla 35. Ponderación condición de agua subterránea
Estación Puntaje Descripción
1 15 Completamente seco
2 15 Completamente seco
3 15 Completamente seco
4 7 Húmedo
5 15 Completamente seco
6 12 Apenas húmedo
7 12 Apenas húmedo
8 15 Completamente seco
9 12 Apenas húmedo
10 15 Completamente seco
Fuente: Autor
Orientación de discontinuidades Se tiene en cuenta este parámetro basado en los datos obtenidos de las orientaciones de las discontinuidades principales encontradas en cada uno de los afloramientos. Basado en lo observado en campo se determinó que para tener en cuenta la ponderación en este caso es perpendicular al rumbo y se encuentra a favor del buzamiento que presenta el afloramiento y se evaluó de la siguiente forma:
Tabla 36. Ponderación según la orientación de las discontinuidades
Estación
Orientación
Puntaje Dip
Dip Direction
1 318 89 0
1 304 67 0
1 326 68 0
1 320 58 0
1 190 90 0
1 235 79 0
Estación
Orientación
Puntaje Dip
Dip Direction
1 222 79 0
1 234 64 0
1 210 71 0
1 130 82 0
1 120 34 -2
2 112 61 0
2 120 82 0
2 83 60 0
2 60 60 0
85
Estación
Orientación
Puntaje Dip
Dip Direction
2 198 83 0
2 210 61 0
2 210 50 0
3 193 56 0
3 220 72 0
3 220 81 0
3 215 60 0
3 242 35 -2
3 269 82 0
3 305 37 -2
3 320 50 0
3 310 81 0
3 280 80 0
3 313 75 0
4 25 81 0
4 82 46 0
4 154 89 0
4 108 69 0
4 160 40 -2
4 318 75 0
4 305 61 0
4 350 82 0
5 280 62 0
5 305 66 0
5 275 50 0
5 293 47 0
5 294 71 0
5 203 66 0
5 192 34 -2
5 225 42 -2
5 215 52 0
6 85 30 -2
Estación
Orientación
Puntaje Dip
Dip Direction
6 85 26 -2
6 170 25 -2
6 165 40 -2
7 240 30 -2
7 245 55 0
7 262 54 0
7 138 49 0
7 118 79 0
8 333 56 0
8 305 26 -2
8 325 55 0
8 23 86 0
8 10 78 0
8 - - #N/A
8 - - #N/A
9 310 25 -2
9 315 22 -2
9 345 30 -2
9 62 66 0
9 40 80 0
9 75 88 0
9 - - #N/A
9 - - #N/A
10 318 65 0
10 316 70 0
10 310 21 -2
10 325 74 0
10 65 60 0
10 63 90 0
10 55 80 0
10 65 72 0
Fuente: Autor Según los valores obtenidos con los parámetros anteriormente mencionados, se realiza la sumatoria de estos parámetros para determinar el resultado del comportamiento del macizo rocoso según Bieniawski 1989, arrojando la siguiente información:
86
Tabla 37. Ponderación de RMR
Puntaje Descripción
81 100 Muy bueno
61 80 Bueno
41 60 Medio
21 40 Malo
0 20 Muy malo
Fuente: Autor
Tabla 38. Cálculo de RMR total
Es
tac
ión
METODO DE ROCK MASS RATING
RMR
Descripción
RQ
D
RC
I Espaciamiento
Cond. Discon
Condición Agua
Orientación
1 8 4 5 19 Completament
e seco 0 36 Malo
1 8 4 5 20 Completament
e seco 0 37 Malo
1 8 4 5 19 Completament
e seco 0 36 Malo
1 8 4 5 20 Completament
e seco 0 37 Malo
1 8 4 5 20 Completament
e seco 0 37 Malo
1 8 4 5 18 Completament
e seco 0 35 Malo
1 8 4 5 19 Completament
e seco 0 36 Malo
1 8 4 5 20 Completament
e seco 0 37 Malo
1 8 4 5 20 Completament
e seco 0 37 Malo
87
Es
tac
ión
METODO DE ROCK MASS RATING
RMR
Descripción
RQ
D
RC
I Espaciamiento
Cond. Discon
Condición Agua
Orientación
1 8 4 5 16 Completament
e seco 0 33 Malo
1 8 4 5 20 Completament
e seco -2 35 Malo
2 3 0 5 21 Completament
e seco 0 29 Malo
2 3 0 5 21 Completament
e seco 0 29 Malo
2 3 0 5 20 Completament
e seco 0 28 Malo
2 3 0 5 20 Completament
e seco 0 28 Malo
2 3 0 5 20 Completament
e seco 0 28 Malo
2 3 0 5 20 Completament
e seco 0 28 Malo
2 3 0 5 20 Completament
e seco 0 28 Malo
3 3 2 5 19 Completament
e seco 0 29 Malo
3 3 2 5 19 Completament
e seco 0 29 Malo
3 3 2 5 17 Completament
e seco 0 27 Malo
3 3 2 5 17 Completament
e seco 0 27 Malo
3 3 2 5 17 Completament
e seco -2 25 Malo
3 3 2 5 17 Completament
e seco 0 27 Malo
3 3 2 5 18 Completament
e seco -2 26 Malo
3 3 2 5 18 Completament
e seco 0 28 Malo
3 3 2 5 18 Completament
e seco 0 28 Malo
88
Es
tac
ión
METODO DE ROCK MASS RATING
RMR
Descripción
RQ
D
RC
I Espaciamiento
Cond. Discon
Condición Agua
Orientación
3 3 2 5 21 Completament
e seco 0 31 Malo
3 3 2 5 21 Completament
e seco 0 31 Malo
4 8 0 5 17 Húmedo 0 30 Malo
4 8 0 5 17 Húmedo 0 30 Malo
4 8 0 5 16 Húmedo 0 29 Malo
4 8 0 5 16 Húmedo 0 29 Malo
4 8 0 5 16 Húmedo -2 27 Malo
4 8 0 5 11 Húmedo 0 24 Malo
4 8 0 5 11 Húmedo 0 24 Malo
4 8 0 5 11 Húmedo 0 24 Malo
5 13 1 5 21 Completament
e seco 0 40 Malo
5 13 1 5 21 Completament
e seco 0 40 Malo
5 13 1 5 20 Completament
e seco 0 39 Malo
5 13 1 5 20 Completament
e seco 0 39 Malo
5 13 1 5 20 Completament
e seco 0 39 Malo
5 13 1 5 18 Completament
e seco 0 37 Malo
5 13 1 5 17 Completament
e seco -2 34 Malo
5 13 1 5 17 Completament
e seco -2 34 Malo
5 13 1 5 17 Completament
e seco 0 36 Malo
6 3 2 5 21 Apenas húmedo
-2 29 Malo
6 3 2 5 21 Apenas húmedo
-2 29 Malo
6 3 2 5 17 Apenas húmedo
-2 25 Malo
89
Es
tac
ión
METODO DE ROCK MASS RATING
RMR
Descripción
RQ
D
RC
I Espaciamiento
Cond. Discon
Condición Agua
Orientación
6 3 2 5 16 Apenas húmedo
-2 24 Malo
7 8 2 5 18 Apenas húmedo
-2 31 Malo
7 8 2 5 18 Apenas húmedo
0 33 Malo
7 8 2 5 15 Apenas húmedo
0 30 Malo
7 8 2 5 13 Apenas húmedo
0 28 Malo
7 8 2 5 13 Apenas húmedo
0 28 Malo
8 3 0 5 16 Completament
e seco 0 24 Malo
8 3 0 5 13 Completament
e seco -2 19 Muy malo
8 3 0 5 19 Completament
e seco 0 27 Malo
8 3 0 5 19 Completament
e seco 0 27 Malo
8 3 0 5 19 Completament
e seco 0 27 Malo
8 3 0 5 20 Completament
e seco 0 28 Malo
8 3 0 5 19 Completament
e seco 0 27 Malo
9 3 1 5 14 Apenas húmedo
-2 21 Muy malo
9 3 1 5 14 Apenas húmedo
-2 21 Muy malo
9 3 1 5 19 Apenas húmedo
-2 26 Malo
9 3 1 5 16 Apenas húmedo
0 25 Malo
9 3 1 5 19 Apenas húmedo
0 28 Malo
90
Es
tac
ión
METODO DE ROCK MASS RATING
RMR
Descripción
RQ
D
RC
I Espaciamiento
Cond. Discon
Condición Agua
Orientación
9 3 1 5 19 Apenas húmedo
0 28 Malo
9 3 1 5 20 Apenas húmedo
0 29 Malo
9 3 1 5 20 Apenas húmedo
0 29 Malo
10 8 1 5 19 Completament
e seco 0 33 Malo
10 8 1 5 19 Completament
e seco 0 33 Malo
10 8 1 5 22 Completament
e seco -2 34 Malo
10 8 1 5 22 Completament
e seco 0 36 Malo
10 8 1 5 23 Completament
e seco 0 37 Malo
10 8 1 5 19 Completament
e seco 0 33 Malo
10 8 1 5 19 Completament
e seco 0 33 Malo
10 8 1 5 18 Completament
e seco 0 32 Malo
Fuente: Autor
7.3.4. Rock Tunnelling Quality Index - Sistema "Q" Barton (1974)
Aplicando este tipo de metodología se tiene en cuenta los siguientes parámetros:
1. RQD (Deere)
2. Jn: índice de diaclasado (n° de familias de discontinuidades)
3. Jr: índice de rugosidad de las discontinuidades
4. Ja: índice de alteración de las discontinuidades
5. Jw: factor de reducción por presencia de agua
6. SRF: factor de reducción por tensiones
91
En el cálculo de este tipo de metodología se tienen las siguientes relaciones y
además se realiza de la siguiente forma:
Para este caso se realizó una tabla la cual determina las ponderaciones respectivamente para cada uno de los parámetros establecidos anteriormente:
Q = RQD x Jr x Jw Jn Ja SRF
Tabla 39. Clasificación del Macizo Rocoso según Bartón (Q)
Estación Familia RQD Jn Jr Ja Jw SRF
Puntaje Clase Descripción Tipo Valor Tipo Valor Tipo Valor Tipo Valor
1 1 39,10 12 Ondulosa Rugosa
3 Ligera
Alteración 2
Completamente seco
1 Item 1. B 5 0,98 C Muy mala
1 1 39,10 12 Ondulosa Rugosa
3 Ligera
Alteración 2
Completamente seco
1 Item 1. B 5 0,98 C Muy mala
1 1 39,10 12 Ondulosa Rugosa
3 Ligera
Alteración 2
Completamente seco
1 Item 1. B 5 0,98 C Muy mala
1 1 39,10 12 Ondulosa Rugosa
3 Ligera
Alteración 2
Completamente seco
1 Item 1. B 5 0,98 C Muy mala
1 2 39,10 12 Ondulosa Rugosa
3 Ligera
Alteración 2
Completamente seco
1 Item 1. B 5 0,98 C Muy mala
1 2 39,10 12 Plana
Rugosa 1,5
Ligera Alteración
2 Completamente
seco 1 Item 1. B 5 0,49 C Muy mala
1 2 39,10 12 Plana
Rugosa 1,5
Ligera Alteración
2 Completamente
seco 1 Item 1. B 5 0,49 C Muy mala
1 2 39,10 12 Ondulosa Rugosa
3 Ligera
Alteración 2
Completamente seco
1 Item 1. B 5 0,98 C Muy mala
1 2 39,10 12 Ondulosa Rugosa
3 Ligera
Alteración 2
Completamente seco
1 Item 1. B 5 0,98 C Muy mala
1 3 39,10 12 Ondulosa Rugosa
3 Ligera
Alteración 2
Completamente seco
1 Item 1. B 5 0,98 C Muy mala
1 3 39,10 12 Ondulosa Rugosa
3 Ligera
Alteración 2
Completamente seco
1 Item 1. B 5 0,98 C Muy mala
2 1 6,10 12 Ondulosa Rugosa
3 Alteración Arcillosa
4 Completamente
seco 1 Item 1. B 5 0,08 B Extremadamente mala
2 1 6,10 12 Ondulosa Rugosa
3 Alteración Arcillosa
4 Completamente
seco 1 Item 1. B 5 0,08 B Extremadamente mala
93
Estación Familia RQD Jn Jr Ja Jw SRF
Puntaje Clase Descripción Tipo Valor Tipo Valor Tipo Valor Tipo Valor
2 2 6,10 12 Ondulosa Rugosa
3 Alteración Arcillosa
4 Completamente
seco 1 Item 1. B 5 0,08 B Extremadamente mala
2 2 6,10 12 Ondulosa Rugosa
3 Alteración Arcillosa
4 Completamente
seco 1 Item 1. B 5 0,08 B Extremadamente mala
2 3 6,10 12 Ondulosa Rugosa
3 Alteración Arcillosa
4 Completamente
seco 1 Item 1. B 5 0,08 B Extremadamente mala
2 3 6,10 12 Ondulosa Rugosa
3 Alteración Arcillosa
4 Completamente
seco 1 Item 1. B 5 0,08 B Extremadamente mala
2 3 6,10 12 Ondulosa Rugosa
3 Alteración Arcillosa
4 Completamente
seco 1 Item 1. B 5 0,08 B Extremadamente mala
3 1 22,60 9 Ondulosa Rugosa
3 Con
detritos arenosos
4 Completamente
seco 1 Item 1. B 5 0,38 C Muy mala
3 1 22,60 9 Ondulosa Rugosa
3 Con
detritos arenosos
4 Completamente
seco 1 Item 1. B 5 0,38 C Muy mala
3 1 22,60 9 Ondulosa Rugosa
3 Con
detritos arenosos
4 Completamente
seco 1 Item 1. B 5 0,38 C Muy mala
3 1 22,60 9 Ondulosa Rugosa
3 Con
detritos arenosos
4 Completamente
seco 1 Item 1. B 5 0,38 C Muy mala
3 1 22,60 9 Ondulosa Rugosa
3 Con
detritos arenosos
4 Completamente
seco 1 Item 1. B 5 0,38 C Muy mala
3 1 22,60 9 Ondulosa Rugosa
3 Con
detritos arenosos
4 Completamente
seco 1 Item 1. B 5 0,38 C Muy mala
3 2 22,60 9 Ondulosa Rugosa
3 Con
detritos arenosos
4 Completamente
seco 1 Item 1. B 5 0,38 C Muy mala
94
Estación Familia RQD Jn Jr Ja Jw SRF
Puntaje Clase Descripción Tipo Valor Tipo Valor Tipo Valor Tipo Valor
3 2 22,60 9 Ondulosa Rugosa
3 Con
detritos arenosos
4 Completamente
seco 1 Item 1. B 5 0,38 C Muy mala
3 2 22,60 9 Ondulosa Rugosa
3 Con
detritos arenosos
4 Completamente
seco 1 Item 1. B 5 0,38 C Muy mala
3 2 22,60 9 Ondulosa Rugosa
3 Con
detritos arenosos
4 Completamente
seco 1 Item 1. B 5 0,38 C Muy mala
3 2 22,60 9 Ondulosa Rugosa
3 Con
detritos arenosos
4 Completamente
seco 1 Item 1. B 5 0,38 C Muy mala
4 1 39,10 9 Plana
Rugosa 1,5
Con detritos
arenosos 4
Completamente seco
1 Item 1. B 5 0,33 C Muy mala
4 1 39,10 9 Plana
Rugosa 1,5
Con detritos
arenosos 4
Completamente seco
1 Item 1. B 5 0,33 C Muy mala
4 2 39,10 9 Ondulosa Rugosa
3 Con
detritos arcillosos
6 Completamente
seco 1 Item 1. B 5 0,43 C Muy mala
4 2 39,10 9 Ondulosa Rugosa
3 Con
detritos arcillosos
6 Completamente
seco 1 Item 1. B 5 0,43 C Muy mala
4 2 39,10 9 Ondulosa Rugosa
3 Con
detritos arcillosos
6 Completamente
seco 1 Item 1. B 5 0,43 C Muy mala
4 3 39,10 9 Plana Lisa
1 Con
detritos arcillosos
6 Completamente
seco 1 Item 1. B 5 0,14 C Muy mala
95
Estación Familia RQD Jn Jr Ja Jw SRF
Puntaje Clase Descripción Tipo Valor Tipo Valor Tipo Valor Tipo Valor
4 3 39,10 9 Plana Lisa
1 Con
detritos arcillosos
6 Completamente
seco 1 Item 1. B 5 0,14 C Muy mala
4 3 39,10 9 Plana Lisa
1 Con
detritos arcillosos
6 Completamente
seco 1 Item 1. B 5 0,14 C Muy mala
5 1 52,30 4 Ondulosa Rugosa
3 Ligera
Alteración 2
Completamente seco
1 Item 1. E 5 3,92 D Mala
5 1 52,30 4 Ondulosa Rugosa
3 Ligera
Alteración 2
Completamente seco
1 Item 1. E 5 3,92 D Mala
5 1 52,30 4 Plana
Rugosa 1,5
Ligera Alteración
2 Completamente
seco 1 Item 1. E 5 1,96 D Mala
5 1 52,30 4 Plana
Rugosa 1,5
Ligera Alteración
2 Completamente
seco 1 Item 1. E 5 1,96 D Mala
5 1 52,30 4 Plana
Rugosa 1,5
Ligera Alteración
2 Completamente
seco 1 Item 1. E 5 1,96 D Mala
5 2 52,30 4 Plana
Rugosa 1,5
Con detritos
arenosos 4
Completamente seco
1 Item 1. E 5 0,98 C Muy mala
5 2 52,30 4 Plana
Rugosa 1,5
Con detritos
arenosos 4
Completamente seco
1 Item 1. E 5 0,98 C Muy mala
5 2 52,30 4 Plana
Rugosa 1,5
Con detritos
arenosos 4
Completamente seco
1 Item 1. E 5 0,98 C Muy mala
5 2 52,30 4 Plana
Rugosa 1,5
Con detritos
arenosos 4
Completamente seco
1 Item 1. E 5 0,98 C Muy mala
6 1 16,00 12 Ondulosa Rugosa
3 Alteración Arcillosa
4 Completamente
seco 1 Item 1. B 5 0,20 C Muy mala
96
Estación Familia RQD Jn Jr Ja Jw SRF
Puntaje Clase Descripción Tipo Valor Tipo Valor Tipo Valor Tipo Valor
6 1 16,00 12 Ondulosa Rugosa
3 Con
detritos arenosos
4 Completamente
seco 1 Item 1. B 5 0,20 C Muy mala
6 2 16,00 12 Ondulosa Rugosa
3 Alteración Arcillosa
4 Completamente
seco 1 Item 1. B 5 0,20 C Muy mala
6 2 16,00 12 Ondulosa Rugosa
3 Con
detritos arenosos
4 Completamente
seco 1 Item 1. B 5 0,20 C Muy mala
7 1 25,90 9 Plana
Rugosa 1,5
Con detritos
arenosos 4
Completamente seco
1 Item 1. E 5 0,22 C Muy mala
7 1 25,90 9 Plana
Rugosa 1,5
Con detritos
arenosos 4
Completamente seco
1 Item 1. E 5 0,22 C Muy mala
7 1 25,90 9 Plana
Rugosa 1,5
Con detritos
arenosos 4
Completamente seco
1 Item 1. E 5 0,22 C Muy mala
7 2 25,90 9 Plana
Rugosa 1,5
Con detritos
arenosos 4
Completamente seco
1 Item 1. E 5 0,22 C Muy mala
7 2 25,90 9 Plana
Rugosa 1,5
Con detritos
arenosos 4
Completamente seco
1 Item 1. E 5 0,22 C Muy mala
8 1 6,10 15 Ondulosa Rugosa
3 Ligera
Alteración 2
Completamente seco
1 Item 1. B 5 0,12 C Muy mala
8 1 6,10 15 Ondulosa Rugosa
3 Con
detritos arenosos
4 Completamente
seco 1 Item 1. B 5 0,06 B Extremadamente mala
8 1 6,10 15 Ondulosa Rugosa
3 Ligera
Alteración 2
Completamente seco
1 Item 1. B 5 0,12 C Muy mala
8 2 6,10 15 Ondulosa Rugosa
3 Ligera
Alteración 2
Completamente seco
1 Item 1. E 5 0,12 C Muy mala
97
Estación Familia RQD Jn Jr Ja Jw SRF
Puntaje Clase Descripción Tipo Valor Tipo Valor Tipo Valor Tipo Valor
8 2 6,10 15 Ondulosa Rugosa
3 Ligera
Alteración 2
Completamente seco
1 Item 1. E 5 0,12 C Muy mala
8 3 6,10 15 Ondulosa Rugosa
3 Ligera
Alteración 2
Completamente seco
1 Item 1. E 5 0,12 C Muy mala
8 3 6,10 15 Ondulosa Rugosa
3 Ligera
Alteración 2
Completamente seco
1 Item 1. E 5 0,12 C Muy mala
9 1 16,00 15 Plana Lisa
1 Ligera
Alteración 2
Completamente seco
1 Item 1. B 5 0,11 C Muy mala
9 1 16,00 15 Plana Lisa
1 Ligera
Alteración 2
Completamente seco
1 Item 1. B 5 0,11 C Muy mala
9 1 16,00 15 Ondulosa Rugosa
3 Ligera
Alteración 2
Completamente seco
1 Item 1. B 5 0,32 C Muy mala
9 2 16,00 15 Plana Lisa
1 Ligera
Alteración 2
Completamente seco
1 Item 1. B 5 0,11 C Muy mala
9 2 16,00 15 Plana Lisa
1 Ligera
Alteración 2
Completamente seco
1 Item 1. B 5 0,11 C Muy mala
9 2 16,00 15 Plana Lisa
1 Ligera
Alteración 2
Completamente seco
1 Item 1. B 5 0,11 C Muy mala
9 3 16,00 15 Ondulosa Rugosa
3 Ligera
Alteración 2
Completamente seco
1 Item 1. B 5 0,32 C Muy mala
9 3 16,00 15 Ondulosa Rugosa
3 Ligera
Alteración 2
Completamente seco
1 Item 1. B 5 0,32 C Muy mala
10 1 42,40 9 Plana Lisa
1 Diaclasas paredes sanas
1 Completamente
seco 1 Item 1. E 5 0,94 C Muy mala
10 1 42,40 9 Plana Lisa
1 Diaclasas paredes sanas
1 Completamente
seco 1 Item 1. E 5 0,94 C Muy mala
10 1 42,40 9 Plana Lisa
1 Diaclasas paredes sanas
1 Completamente
seco 1 Item 1. E 5 0,94 C Muy mala
98
Estación Familia RQD Jn Jr Ja Jw SRF
Puntaje Clase Descripción Tipo Valor Tipo Valor Tipo Valor Tipo Valor
10 1 42,40 9 Ondulosa Rugosa
3 Ligera
Alteración 2
Completamente seco
1 Item 1. E 5 1,41 D Mala
10 2 42,40 9 Ondulosa Rugosa
3 Ligera
Alteración 2
Completamente seco
1 Item 1. E 5 1,41 D Mala
10 2 42,40 9 Plana Lisa
1 Ligera
Alteración 2
Completamente seco
1 Item 1. E 5 0,47 C Muy mala
10 2 42,40 9 Plana Lisa
1 Ligera
Alteración 2
Completamente seco
1 Item 1. E 5 0,47 C Muy mala
10 2 42,40 9 Ondulosa Rugosa
3 Ligera
Alteración 2
Completamente seco
1 Item 1. E 5 1,41 D Mala
Fuente: Autor
7.3.5. Geological Strength Index GSI
En este punto de caracterización se realizó de la siguiente manera:
Tabla 40. Caracterización del macizo rocoso en función de los bloques basado en el entrabamiento y las condiciones de las juntas. Adaptada de Hoek (2006).
Fuente: Autor
Piedecuesta
Morrorico
100
Tabla 41. Cálculo del GSI por estaciones
ZONA Estación No
GSI CRITERIO
GENERALIZADO Hoek-Brown
Piedecuesta
1 60-65 Bueno
2 40-43 Malo
3 55-58 Bueno
Morrorico
4 60-64 Bueno
5 70-73 Muy bueno
6 45-48 Regular
7 47-50 Regular
Piedecuesta
8 35-38 Muy malo
9 38-41 Malo
10 50-55 Regular Fuente: Autor
7.4. CÁLCULO SOFTWARE DIPS
A continuación se determina el comportamiento de las familias de diaclasas encontradas en cada sector definidas de la siguiente manera: Zona Piedecuesta:
Figura 25. Número de Polos
Fuente: Autor
101
Figura 26. Densidad de Diaclasamiento
Fuente: Autor
Figura 27. Patrones de Diaclasamiento
Fuente: Autor
102
Zona Morrorico:
Figura 28. Número de Polos
Fuente: Autor
Figura 29. Densidad de Diaclasamiento
Fuente: Autor
103
Figura 30. Patrones de Diaclasamiento
Fuente: Autor
8. INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS
8.1. CARACTERIZACIÓN DEL MACIZO ROCOSO
Según los métodos utilizados de los diferentes autores dieron como resultado el siguiente comportamiento de la Formación Neis de Bucaramanga como macizo rocoso, exponiéndose a continuación:
Tabla 42. Comportamiento del macizo rocoso según Terzaghi
Zona RQD [%] Descripción
Piedecuesta 22,05 Triturada
Morrorico 33,325 En bloques y
plegadas
Fuente: Autor
104
Tabla 43. Comportamiento del macizo rocoso según Bieniaswki
ZONA RMR Descripción
Pie
de
cue
sta
36,00 Malo
28,29 Malo
28,00 Malo
25,57 Malo
25,88 Malo
33,88 Malo
Mo
rro
rico
27,13 Malo
37,56 Malo
28,60 Malo
30,00 Malo Fuente: Autor
Tabla 44. Comportamiento de la Formación Neis de Bucaramanga por sectores estudiados (Bieniaswki)
ZONA RMR Descripción
Piedecuesta 29,60 Malo
Morrorico 30,82 Malo
Fuente: Autor
Tabla 45. Comportamiento del macizo rocoso según Barton
Sector Q RMR Descripción
Pie
de
cue
sta
0,89 43,42 Medio
0,08 33,94 Malo
0,38 40,18 Malo
0,11 35,39 Malo
0,19 36,86 Malo
1,00 43,68 Medio
Mo
rro
rico
0,30 38,85 Malo
1,96 46,03 Medio
0,20 37,71 Malo
0,22 38,01 Malo Fuente: Autor
105
Tabla 46. Comportamiento de la Formación Neis de Bucaramanga por sectores estudiados (Barton)
Sector Q RMR Descripción
Piedecuesta 0,44 38,91 Malo
Morrorico 0,67 40,15 Malo
Fuente: Autor
Tabla 47. Comportamiento del macizo rocoso según el cálculo del GSI por zonas
ZONA GSI promedio
CRITERIO GENERALIZADO
Hoek-Brown
Piedecuesta 48-50 Regular
Morrorico 57-60 Bueno Fuente: Autor
Según los resultados adquiridos y procesados se encontraron que para el Sector de Piedecuesta la Formación Neis de Bucaramanga tiene un comportamiento regular a malo, esto es debido al alto índice de meteorización al que está expuesto el material que conlleva a encontrar alteraciones que están generando microplegamientos en la zona de estudio consecuente al tipo de mineralización que expone la roca. El material rocoso para este sector muestra un tipo de migmatización donde se destaca la parte del Mesosoma donde se presenta la roca de color intermedio entre el Leucosoma y el Melanosoma. Además cabe resaltar que la roca se encuentra en un estado triturado según el concepto determinado por el método de Terzaghi, corroborando de esta forma que el material se ve afectado principalmente por el alto índice de meteorización. Evaluando el comportamiento para el sector de Morrorico determino que va de malo a bueno, posiblemente debido a que la roca en esta zona presenta mejores características de minerales, es decir presentan mayor contenido de minerales máficos los cuales hacen que la orientación de estos mismos permitan que el material presente mejores condiciones con respecto a los afloramientos del sector de Piedecuesta. A pesar de que los taludes no presentan mayores alturas en ninguno de los dos sectores, es evidente que la intervención que se ha presentado para el sector de la vía Cúcuta ha logrado mantener los taludes con mejores condiciones que pueda observarse en Piedecuesta.
106
Teniendo en cuenta la aproximación que presenta el sector de Piedecuesta con la falla Bucaramanga – Santa Marta es evidente que pueda verse mayor afectación de la parte tectónica en la zona que hacía Morrorico, este tipo de material al presentar mayores esfuerzos tiende a deformar la roca y la alteración de los minerales puede verse más afectada por los fluidos que intruyen y generan rupturas en la roca, ya que para este sector el RQD evaluado es mucho menor que en el sector de Morrorico.
8.2. CARÁCTERIZACIÓN DE SONDEOS (COMUNA 14)
Entre los alcances que se determinaron en el proyecto se planteó realizar una correlación de los datos obtenidos en el 2010 por parte de la Empresa Construsuelos de Colombia en el proyecto de nombre: “INVESTIGACIÓN GEOTECNICA EN LOS BARRIOS QUE COMPRENDEN LA COMUNA 14, DEL MUNICIPIO DE BUCARAMANGA”. Para este caso solo se tuvieron en cuenta la metodología de Bieniaswki y Barton con el fin de corroborar cual es el comportamiento del Neis de Bucaramanga a profundidad. Al realizar los cálculos se tienen en cuenta los sondeos (2,3,6,7,8,12,17 y 20) se determinó la siguiente información:
Tabla 48. Cálculo de sondeos según Barton
Sondeo Q RMR Descripción
2 0,73 29,54 Malo
3 0,99 8,49 Muy malo
6 0,28 6,66 Muy malo
7 0,08 0,00 Muy malo
8 0,01 26,00 Malo
12 0,01 26,00 Malo
17 0,01 26,00 Malo
20 1,41 34,37 Malo
Total 0,44 19,63 Muy malo
Fuente: Autor
107
Tabla 49. Cálculo de sondeos según Bieniaswki
Sondeo RMR Descripción
2 53,18 Medio
3 39,92 Malo
6 48,00 Medio
7 43,79 Medio
8 34,07 Malo
12 27,83 Malo
17 44,31 Medio
20 52,19 Medio
Total 42,91 Medio
Fuente: Autor Según los datos obtenidos y realizando las comparaciones de los dos autores, el comportamiento del macizo rocoso a profundidad varia de un parámetro a otro entre muy malo a medio, es decir que los métodos plantean resultados diferentes. Teniendo en cuenta la mayoría de sondeos muestran el factor de RQD con valores en cero (0) y al realizar el cálculo no genera valores, por este motivo el comportamiento se determina como muy malo. En relación con el método de RMR define mejor análisis al comportamiento de la roca, esto se debe a que se relacionan valores de resistencia y además es una sumatoria de parámetros; mientras que el “Q” es una multiplicación de términos. Con relación a lo anterior es más fiable determinar el comportamiento basado en RMR, ya que a profundidad se ha encontrado que la roca presenta una resistencia alta y además la alteración del material es mínima debido a los cristales que se observan en las muestras, puesto que su mayor contenido mineralógico se presentan en máficos tipo Hornblenda y Anfiboles con cristales representativos de cuarzos debido a los fluidos que se puedan estar presentando a profundidad. Basado en lo anterior y en la interpretación de datos adquiridos en los afloramientos el comportamiento de la Formación Neis de Bucaramanga con respecto a los sectores estudiados (Piedecuesta y Morrorico), se determinó que la clasificación utilizada y los sondeos caracterizados muestran que el mejor comportamiento del material se expone en el sector de Morrorico debido al tipo de mineralización que se muestra en la zona.
108
8.3. CARÁCTERIZACIÓN NEIS DE BUCARAMANGA
Al definirse cada uno de los parámetros establecidos para el proyecto investigativo desarrollado se demuestra la correlación que hay entre los sondeos que son a profundidad y las caracterizaciones que se realizaron de afloramiento dando como respuesta la siguiente información según cada uno de los autores:
Tabla 50. Correlación de los métodos aplicados en campo
Zona Piedecuesta Morrorico
Métodos Aplicados
Est 1 Est 2 Est 3 Est 4 Est 5
Terzaghi En bloques y
plegada Triturada Triturada
En bloques y plegada
En bloques y plegada
RQD (Deere)
Mala Muy Mala Muy Mala Mala Regular
RMR (Bienaswki)
Malo Malo Malo Malo Malo
Q (Barton) Medio Malo Malo Malo Malo
GSI Bueno Malo Bueno Bueno Muy Bueno
Zona Morrorico Piedecuesta
Métodos Aplicados
Est 6 Est 7 Est 8 Est 9 Est 10
Terzaghi Triturada Triturada Triturada Triturada En bloques y plegada
RQD (Deere)
Muy Mala Mala Muy Mala Muy Mala Mala
RMR (Bienaswki)
Malo Malo Malo Malo Malo
Q (Barton) Medio Malo Medio Malo Malo
GSI Regular Regular Muy Malo Malo Regular
Fuente: Autor
109
Tabla 51. Correlación de los métodos según áreas de estudio
Métodos Aplicados
Zona
Piedecuesta Morrorico
Terzaghi Triturada En bloques y plegadas
RQD (Deere)
Muy Mala Mala
RMR (Bienaswki)
Malo Malo
Q (Barton) Malo Malo
GSI Regular Bueno
Fuente: Autor
Tabla 52. Correlación de los métodos aplicados en sondeos geotécnicos
Métodos Aplicados
Sondeos
RQD (Deere)
Muy Mala
RMR (Bienaswki)
Medio
Q (Barton) Malo
Fuente: Autor
Según lo observado en campo y adicionalmente lo caracterizado por medio de sondeos muestra que el comportamiento a profundidad del Neis de Bucaramanga presenta mejores condiciones. Además al realizar las caracterizaciones de macizo rocosos en cortes o taludes se determina que el método más aplicativo para este tipo de proyectos es el planteado por el autor Bieniaswki, el cual expone en su totalidad los parámetros necesarios para la caracterización geomecánica de los macizos rocosos debido a que este método permite tener datos de cohesión y ángulo de fricción utilizables en un prediseño de obra civil que pueda ser de refuerzo para el mejoramiento de la estabilidad del talud llegado a ser el caso. Con los datos obtenidos se puede concluir que hacia el sector de Piedecuesta la roca presenta condiciones geomecánicas débiles en comparación a la correlación se es evidente por el cambio de mineralización que se expone en la zona de Morrorico, el cual permite condiciones de resistencia mayores y se presenta una tectónica más baja en comparación con Piedecuesta.
110
CONCLUSIONES
La zona de estudio se caracteriza por presentar material litoestratigráfico de
origen ígneo-metamórfico (Neis de Bucaramanga) con microplegamiento y
fallas locales, debido a los esfuerzos que se generan principalmente por la
falla de Bucaramanga-Santa Marta. Según el análisis de comportamiento
sismotectónico y las características de esfuerzos observadas en campo, se
puede concluir que el área de estudio presenta una mayor afectación hacia
la zona de Piedecuesta y disminuye hacia la zona de Morrorico.
Según la clasificación cualitativa de Terzaghi (1946) la zona de Piedecuesta
corresponde a un macizo Triturado y la zona de Morrorico a un macizo en
bloques o plegado.
Según el índice de calidad de la roca “RQD” (Deere 1967) la zona de
Piedecuesta corresponde a roca muy mala y la zona de Morrorico
corresponde a roca mala a regular.
De acuerdo a la clasificación de Bieniawski (1989), la resistencia a la
compresión simple de la roca intacta con datos obtenidos de los ensayos
realizados en laboratorio, muestran que la zona de Piedecuesta
corresponde a roca extremadamente débil a muy débil, mientras que los
resultados para la zona de Morrorico corresponden a roca con resistencia
muy débil a débil. En cuanto al espaciamiento de las discontinuidades las
dos zonas presentan características similares con valores entre 0.000 y
0.040. La condición de las discontinuidades de la zona de Piedecuesta
corresponden a valores de persistencia entre 0.08 y 1.00 m, aberturas entre
0 y 40 mm, rugosidad que varía entre lisa y rugosa, generalmente sin
rellenos o rellenos resistentes, con meteorización moderada. La zona de
Morrorico presenta valores de persistencia entre 0.08 y 1.00 m, aberturas
entre 2 y 40 mm, rugosidad que levemente rugosa a muy rugosa,
generalmente sin rellenos o rellenos resistentes, con grado de
meteorización leve a moderada. La condición de agua subterránea muestra
resultados completamente secos a apenas húmedo para la zona de
Piedecuesta y para Morrorico completamente seco a húmedo. En
conclusión y según la ponderación del RMR (Rock Mass Rating) se tiene
que las condiciones geotécnicas para la zona de Piedecuesta son muy
111
malas a malas, mientras que la zona de Morrorico muestra condiciones un
poco más favorables.
Mediante el análisis del método Sistema “Q” de Barton (1974) donde se
tuvo en cuenta parámetros como RQD, índice de diaclasado (Jn), índice de
rugosidad de las discontinuidades (Jr), índice de alteración de las
discontinuidades (Ja), factor de reducción por presencia de agua (Jw) y el
factor de reducción por tensiones SRF, se concluye que la zona de
Piedecuesta corresponde a un macizo rocoso con condiciones geotécnicas
muy malas y la zona de Morrorico muy malas a malas.
La caracterización del macizo rocoso mediante el sistema del Geolical
Strength Indez (GSI) y según el criterio generalizdo de Hoek-Brown, el
macizo rocoso de Piedecuesta presenta condiciones geotécnicas regulares
a buenas y el macizo rocoso de Morrorico regulares a muy buenas.
Según las características observadas en campo, los resultados de
laboratorio y la clasificación geotécnica de los diferentes autores, se
concluye que las rocas de la formación Neis de Bucaramanga sobre la
vertiente occidental del macizo de Santander, presentan un comportamiento
geomecánico con condiciones que varían de regulares a buenas en la zona
de Piedecuesta y Morrorico respectivamente.
Basado en la información suministrada del proyecto: “INVESTIGACIÓN GEOTECNICA EN LOS BARRIOS QUE COMPRENDEN LA COMUNA 14, DEL MUNICIPIO DE BUCARAMANGA”, se interpretó que el comportamiento geomecánico de la roca en el estudio del 2010 con la planteada muestra que hacia el sector de Morrorico presenta condiciones similares con respecto a la Formación Neis de Bucaramanga. Se aprecia además que el mayor índice de afectación corroborado con los datos obtenidos sigue presentándose en el sector de Piedecuesta ratificando que la Falla de Bucaramanga Santa Marta es una factor representativo en cuanto a el grado de meteorización al que se ve expuesto el material, indicando menores valores debido a las fallas locales que intervienen en el macizo.
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RECOMENDACIONES
En el aspecto Geotécnico teniendo en cuenta la aplicación de obras civiles que podrían ejecutarse para lograr la mitigación o control de la estabilidad en los afloramientos estudiados, se determinó que los principales controles de afectación son de erosión. Estos deben efectuarse buscando el mejoramiento con respecto a las condiciones de drenaje presentes en cada una de las áreas a pesar de no presentar un estado crítico. Para lograr favorecer estas condiciones se plantean las posibles obras a realizarse: La situación principal caracterizada en cada uno de los puntos del sector de Piedecuesta determinó que deben realizarse canales o zanjas en la corona de los taludes con el fin de minimizar la escorrentía que se concentra en el talud y así evitar la formación de surcos y drenajes superficiales; es de suma importancia favorecer la pendiente en la corona del talud para que el agua de escorrentía sea conducida hacia los drenajes existentes aledaños a éste, estos canales o zanjas pueden construirse en concreto simple o reforzado según las condiciones que se presenten en el sitio. Es común observar sacos de suelo cemento que por ser un tipo de obra de fácil adecuación y económicamente de mayor adquisición es el más usado en la zona. Se plantean soluciones como la revegetalización en taludes que no presenten pendientes pronunciadas (>45°) y además que no se observen cantidades considerables de cuarzo ya que no generan condiciones favorables para el agarre de la raíz del suelo. Los muros de contención para los sectores que generan sedimentos hacia la pata del talud y caídos de bloques, con el fin de evitar la afectación sobre las vía donde previamente se ubicará la construcción del muro, se deberá realizar la remoción del material suelto. Así mismo se podría inclinar el talud existente a una pendiente menor con fines de reducir los caídos de bloques y pensar en una reforestación para protegerlo ante agentes naturales. En taludes donde se presente roca meteorizada con varias familias de diaclasas sin formación de sedimentos ni roca suelta, se podrían realizar obras de contención tipo malla con pernos de anclaje para evitar caídos de bloques, aun así las condiciones que presenta actualmente los taludes estudiados son favorables debido a sus buenos comportamientos de drenaje y buzamiento por consiguiente no hace inmediata la intervención de obras civiles. Al encontrarse taludes de alturas medios y bajos (alturas máximas promedio de 12 metros), según los análisis caracterización geotécnica realizados previamente a
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cada uno de estos, las condiciones de los taludes no se presentan críticas o para realizar obras inmediatas, pero se debe tener presente que los comportamientos de estas zonas podrían variar con el tiempo y la intervención del hombre, entonces requerirían una atención inmediata. Al realizarse este tipo de estudios es necesario confrontar las correlaciones que puedan existir al utilizarse métodos para la caracterización de macizos rocosos, en el caso del proyecto que se desarrolló se aplicaron cinco (5) metodologías que determinaron diferentes soluciones a la calidad de la roca. Se concluyó que el mejor método aplicativo para este tipo de estudios es por medio de RMR (Bieniaswki), Q (Barton) y GSI, los cuales permiten determinar prediseños para obras civiles por medio de los datos adquiridos en campo que son correlacionables al plantear este tipo de obras, es decir por medio de estos métodos se obtienen datos de Cohesión, ángulo de fricción, tiempo de exposición, entre otros., que permitirán generar opciones mejoramiento en los taludes estudiados.
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