geotecnia k5+740 autopista - granada ver0

DISEOS VIAS Y PAVIMENTOS S.A.S.

SERVICIOS DE CONSULTORIA EN LA ELABORACION DE RECOMENDACIONES GEOTECNICAS KM 5+0740 DE LA VIA LA AUTOPISTA - GRANADA

CONTRATO No. 2013-OO-20-0023

MEJORAMIENTO, REHABILITACIN, MANTENIMIENTO Y CONSTRUCCIN DE OBRAS COMPLEMENTARIAS EN LA RED VIAL DE LA SUBREGIN

ORIENTE DEL DEPARTAMENTO DE ANTIOQUIA

ESTUDIO Y DISEO GEOTECNICO PARA LA POSIBLE SOLUCION AL PUNTO CRTICO DEL KM0+0900 DE LA VIA LA AUTOPISTA - GRANADA

ORI-DIS-GEO-AUTOPISTA - GRANADA K5+0740-V0

MEDELLIN DICIEMBRE DE 2014



Diseos Vas y Pavimentos S.A.S. Carrera 82 A No. 34 34 telefax 444-2539 Medelln Pgina 2

NDICE DE MODIFICACIONES

ndice de Revisin Fecha de Modificacin Observaciones

REVISIN Y APROBACIN

Contrato No.: 2013-OO-20-0023

Ttulo del documento:

ESTUDIO Y DISEO GEOTECNICO PARA LA POSIBLE SOLUCION AL PUNTO CRTICO KM 5+0740 DE LA VIA LA AUTOPISTA -

GRANADA

Fecha: Noviembre de 2014

Documento No.: ORI-DIS-GEO- AUTOPISTA - GRANADA - K5+0740-V0

Control Interno

Especialista Coordinador JOSE JOAQUIN LARA RUIZ

Vo. Bo. Director de Consultora

Vo. Bo. Ingeniera de Calidad

LINA MARIA GUTIERREZ M.

Vo. Bo. Director de obra CARLOS MAURICIO ARANGO D.

Interventora

Director de Interventora

Especialista Interventora




Contenido

1 INTRODUCCION 9

2 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 10

3 OBJETIVOS 19

3.1 OBJETIVO GENERAL 19

3.2 OBJETIVO ESPECIFICO 20

4 MARCO TEORICO 21

5 AMENAZAS, RIESGOS Y PLAN DE CONTIGENCIAS 22

5.1 PARAMETROS DE RIESGO Y VULNERABILIDAD 23

5.2 PLAN DE CONTIGENCIA 30

6 METODOLOGA O PLAN DE TRABAJO 32

6.1 FUENTES DE INFORMACIN 32

6.2 ENSAYOS 32

6.3 PROCESAMIENTO DE LA INFORMACIN 34

7 DESCRIPCION GENERAL DEL PROYECTO 36

7.1 Localizacin en Suramrica 36

7.2 Localizacin en Colombia 37

7.3 Localizacin en el Departamento 40

7.4 Municipio de Granada 41

8 MARCO GEOLOGICO ESTRUCTURAL 43

8.1 GEOLOGIA REGIONAL 43

8.2 FORMACIONES SUPERFICIALES 50

8.3 GEOLOGIA ESTRUCTURAL 52

8.4 GEOMORFOLOGA 53

8.5 PROCESOS DENUDATIVOS 55

8.6 MOVIMIENTOS EN MASA. 57

8.7 USOS DEL TERRENO 60




9 TRABAJOS DE CAMPO 63

9.1 EXPLORACIN GEOTCNICA 63

10 ANALISIS DE LA SITUACION EXISTENTE 71

10.1 HIDROGEOLOGA 73

11 RESULTADO DE ESTUDIOS 75

11.1 METDO DE EXPLORACIN 75

11.2 CARACTERISTICAS TIPO DE SUELOS 75

11.2.1 ESTADO DEL MATERIAL 76

11.2.2 ANLISIS DE LAS CONDICIONES DE HUMEDADES 92

11.2.3 CLASIFICACIN DE LOS SUELOS 96

11.3 RESULTADOS DEL SPT 101

11.4 FACTOR DE CORRECCIN POR SOBRECARGA O CONFINAMIENTO 102

11.5 CORRELACIONES ENTRE N Y RESISTENCIA EFECTIVA DE LOS SUELOS 108

11.6 RELACIONES ENTRE EL NMERO DE GOLPES "N" DEL SPT, DENSIDAD RELATIVA 110

11.7 ESTIMACIN DEL MDULO DE DEFORMACIN EDOMTRICO 118

11.8 PARMETROS GEOMECNICOS (COMPRESION INCONFINADA) 120

11.9 PESO ESPECFICO SATURADO DE SUELOS ARENOSOS 122

11.10 COEFICIENTE DE BALASTO O MDULO DE REACCIN KS 125

12 FUERZAS SISMICAS 131

13 DESCRIPCION DE LA FALLA - MODELO GEOTECNICO 135

13.1 OBRAS HIDRAULICAS EXISTENTE 140

13.2 ESTABILIDAD DE LA LADERA 140

13.2.1 MODELO GEOTECNICO CON FUERZA SISMICA 144

13.2.2 MODELO CON SOBRE CARGA VEHICULAR 146

13.2.2.1 SOBRECARGAS VEHICULAR 146

13.3 SOLUCION DE ESTABILIDAD PROPUESTA 155




13.3.1 SOLUCION ESTRUCTURAL 155

13.4 PROFUNDIDAD DE SOCAVACION 158

13.5 VALIDACION Y AJUSTE SOLUCION CON PROGRAMA DE ELEMENTOS FINITOS PHASE 2. 162

13.6 PROTECCION PIE DE TALUD EN QUEBRADA 165

14 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 166

INDICE DE TABLAS

Tabla 1 Precipitacin y temperatura mensual ................................................................................................ 19 Tabla 2 Parametro por inclinacion del talud .................................................................................................... 24 Tabla 3 Parmetro por fractura ....................................................................................................................... 26 Tabla 4 Parametro por vegetacion ................................................................................................................... 26 Tabla 5 Parmetro por volumen del movimiento ............................................................................................. 27 Tabla 6 Parmetro por afectacin .................................................................................................................... 28 Tabla 7 Parametro por pablacion ..................................................................................................................... 28 Tabla 8 Estimacin Susceptibilidad.................................................................................................................. 29 Tabla 9 Estimacion Vulnerabilidad .................................................................................................................. 29 Tabla 10 Estimacin del Riesgo ........................................................................................................................ 30 Tabla 11 Calificacin de grado de riesgo. ......................................................................................................... 30 Tabla 12 Clasificacin y uso de la cobertura vegetal ................................................................................. 61 Tabla 13 Registro perforacin sondeo No.1 ..................................................................................................... 66 Tabla 14 registro sondeo No.2.......................................................................................................................... 68 Tabla 15 registro sondeo No.3.......................................................................................................................... 70 Tabla 16. Clasificacin de suelos sondeo 1 ...................................................................................................... 77 Tabla 17 Resumen clasificacin y otras caractersticas sondeo 1 .................................................................... 78 Tabla 18 Clasificacin de suelos sondeo 2 ....................................................................................................... 79 Tabla 19 Resumen clasificacin y otras caractersticas sondeo 2 .................................................................... 80 Tabla 20 Clasificacin de suelos sondeo 3 ....................................................................................................... 81 Tabla 21 Resumen clasificacin y otras caractersticas sondeo 3 .................................................................... 82 Tabla 22 Compresibilidad de los suelos ..................................................................................................... 94 Tabla 23 Plasticidad de los suelos ............................................................................................................... 95 Tabla 24 Caracterstica del suelo de acuerdo a su plasticidad - complemento ..................................... 95 Tabla 25 Caractersticas de los suelos segn clasificacin U.S.C. ........................................................ 96 Tabla 26 Sondeo no 1 Autopista - Granada compresin simple ......................................................... 97 Tabla 27 Sondeo no 2 Autopista - Granada compresin simple ......................................................... 97 Tabla 28 Sondeo no 3 Autopista - Granada compresin simple ......................................................... 97 Tabla 29 Consistencia y Resistencia a la compresin inconfinada de los suelos ................................. 99 Tabla 30 Anlisis cuantitativo suelos sondeo 1 ................................................................................................ 99 Tabla 31 Anlisis cuantitativo suelos sondeo 2 .............................................................................................. 100 Tabla 32 Anlisis cuantitativo suelos sondeo 3 .............................................................................................. 100 Tabla 33 Los factores de correccin comnmente usados ................................................................... 103




Tabla 34 Correccin por Energa (CE)....................................................................................................... 104 Tabla 35 Factor de correccin por longitud de barras CR ...................................................................... 105 Tabla 36 Factor de correccin por el dimetro de la perforacin CB .................................................... 106 Tabla 37 Modulo edomtrico en arenas ......................................................................................................... 119 Tabla 38 Mdulos edomtrico ........................................................................................................................ 119 Tabla 39 Parmetros de Resistencia de acuerdo al NSPT ................................................................... 121 Tabla 40Compresion simple sondeos ............................................................................................................. 121 Tabla 41 Peso unitario seco sondeos .............................................................................................................. 124 Tabla 42 Coeficiente de balasto sondeos ....................................................................................................... 126 Tabla 43 Resumen caracterizacin sondeo 1 ................................................................................................. 127 Tabla 44 Resumen caracterizacin sondeo 2 ................................................................................................. 128 Tabla 45 Resumen caracterizacin sondeo 3 ................................................................................................. 129 Tabla 46 Seccin caracterstica sondeo 1 ....................................................................................................... 130 Tabla 47 Seccin caracterstica sondeo 2 ....................................................................................................... 130 Tabla 48 Seccin caracterstica sondeo 3 ....................................................................................................... 130 Tabla 49 Coeficientes ssmico zona en estudio ............................................................................................... 132 Tabla 50 Factores de seguridad Bsicos mnimos. ........................................................................................ 133 Tabla 51 Datos para constitucin espectro de aceleracin ssmica de diseo. .............................................. 134 Tabla 52 Datos caracterstica de materiales modelo FEM ............................................................................. 149 Tabla 53 Coeficiente empricos para estimar la socavacin local .................................................................. 161 Tabla 54 Calculo de la socavacin general ..................................................................................................... 162

INDICE DE FOTOGRAFIAS

Fotografa 1 Vista area de zona especfica del proyecto ................................................................................ 11 Fotografa 2 Perdida de banca y hundimiento en PR5+0700 ........................................................................... 12 Fotografa 3 Accin de la corriente de la quebrada a favor de la inestabilidad por erosin ............................ 12 Fotografa 4 Desprendimiento de la banca, media luna producto de la socavacin por quebrada ................. 13 Fotografa 5. Perdida por socavacin del terreno natural ................................................................................ 14 Fotografa 6 Caractersticas morfolgicas talud .............................................................................................. 15 Fotografa 7 Rocas gneas (Tonalitas a Granodioritas). ........................................................................... 47 Fotografa 8. Columna generalizada formaciones superficiales para la zona de estudio. ................... 50 Fotografa 9. Paisaje y uso del terreno Punto crtico 1 va Granada...................................................... 54 Fotografa 10 Escarpes del terreno en suelos residuales ......................................................................... 60 Fotografa 11 Extraccin de muestra - ensayo compresin simple ............................................................... 98 Fotografa 12 perdida de banca por desprendimiento del suelo por perdida de equilibrio ........................... 136 Fotografa 13 Perdida de banca por deslizamientos ...................................................................................... 138 Fotografa 14 Socavacin de la pata del talud ............................................................................................... 139

INDICE DE GRAFICAS

Grfica 1Zona de influencia del proyecto ......................................................................................................... 10 Grfica 2 Levantamiento topogrfico descripcin del problema .................................................................. 16 Grfica 3 Histograma de lluvias y temperaturas .............................................................................................. 17




Grfica 4 Medios, mximos y mnimo de temperatura mensual ..................................................................... 18 Grfica 5 Geometria tipca del talud seccion transversal ............................................................................... 24 Grfica 6 Sealizacin mnima para desvos .................................................................................................... 31 Grfica 7 Metodologia de diseo .................................................................................................................... 34 Grfica 8 Colombia en Suramrica ............................................................................................................... 36 Grfica 9 Localizacin de Antioquia en Colombia ...................................................................................... 37 Grfica 10 Localizacin general del proyecto ................................................................................................... 40 Grfica 11 Marco Geolgico Regional Zona de estudio. (Ingeominas Plancha 147 Medelln Oriental (2005). ............................................................................................................................................................. 43 Grfica 12. Niveles de cenizas localizados en el sector Punto crtico 2 va Granada. ......................... 48 Grfica 13 Perfil generalizado, de meteorizacin Batolito Antioqueo (Ingeominas 2005). ................ 51 Grfica 14 Tipos de movimiento de laderas (Tomado de Gonzles de Vallejo, 2002) ......................... 57 Grfica 15. Cicatriz, activacin de proceso erosivo punto crtico 5+740 Va Granada ......................... 59 Grfica 16 Falla de la banca deslizamiento en direccin a la quebrada........................................................... 71 Grfica 17 Modelo primario falla ..................................................................................................................... 74 Grfica 18 Exploracin Roto Percusin ....................................................................................................... 75 Grfica 19 Clasificacin de suelos sondeo 1 ..................................................................................................... 83 Grfica 20 Clasificacin de suelos sondeo 2 ..................................................................................................... 83 Grfica 21 Clasificacin de suelos sondeo 3 ..................................................................................................... 84 Grfica 22 Distribucin consolidada de tipos de suelos.................................................................................... 84 Grfica 23 Gradaciones sondeo 1 ................................................................................................................... 85 Grfica 24 Gradaciones sondeo 2 .................................................................................................................... 86 Grfica 25 Gradaciones sondeo 3 .................................................................................................................... 86 Grfica 26 Plasticidad sondeo 1 ...................................................................................................................... 87 Grfica 27 Plasticidad sondeo 2 ...................................................................................................................... 87 Grfica 28 Plasticidad sondeo 3 ...................................................................................................................... 88 Grfica 29 Abaco de Casagrande ..................................................................................................................... 88 Grfica 30 colapsabilidad sondeo 1 ................................................................................................................. 89 Grfica 31 colapsabilidad sondeo 2 ................................................................................................................ 90 Grfica 32 colapsabilidad sondeo 3 ................................................................................................................ 90 Grfica 33 Perfil de humedades en sondeo 1 ................................................................................................. 92 Grfica 34 Factor de correccin por energa ............................................................................................ 103 Grfica 35 Factor de correccin por el uso de cuchara normal (CS) ................................................... 105 Grfica 36 NSPT corregido sondeo 1 .............................................................................................................. 106 Grfica 37 NSPT corregido sondeo 2 .............................................................................................................. 107 Grfica 38 NSPT corregido sondeo 3 .............................................................................................................. 107 Grfica 39 Angulo de friccin sondeo 1 .......................................................................................................... 109 Grfica 40 Angulo de friccin sondeo 2 .......................................................................................................... 109 Grfica 41 Angulo de friccin sondeo 3 .......................................................................................................... 110 Grfica 43 relativa sondeo 1 ........................................................................................................................... 114 Grfica 44 Densidad relativa sondeo 2 ........................................................................................................... 115 Grfica 45 Densidad relativa sondeo 3 ........................................................................................................... 115 Grfica 46 Modulo de Young sondeo 1 ........................................................................................................... 117 Grfica 47 Modulo de Young sondeo 2 ........................................................................................................... 117 Grfica 48 Modulo de Young sondeo 2 ........................................................................................................... 118 Grfica 49 Peso especfico saturado de sondeo 1 .......................................................................................... 122




Grfica 50 Peso especfico saturado de sondeo 2 .......................................................................................... 123 Grfica 51 Peso especfico saturado de sondeo 3 .......................................................................................... 123 Grfica 52 Ubicacin de zona ssmica. ........................................................................................................... 132 Grfica 53 Espectro elstico de aceleracin Granada. ................................................................................... 135 Grfica 54 Modelos tipicos de fallas ............................................................................................................... 137 Grfica 55 Tipo de falla en la banca vehicular. ............................................................................................... 138 Grfica 56 Sectores de estudio en perfil ......................................................................................................... 141 Grfica 57Modelo bsico de la seccin a estudiar. ........................................................................................ 142 Grfica 58 Superficies de falla en modelo bsico ........................................................................................... 143 Grfica 59 Retroclculo condiciones de equilibrio latente ............................................................................. 144 Grfica 60 Modelo con cargas ssmica ........................................................................................................... 145 Grfica 61 Modelo con cargas ssmico. Superficie de fallas crticas. .............................................................. 145 Grfica 62. Efecto de carga puntual en talud ................................................................................................. 147 Grfica 63. Simulacin de carga vehicular en el talud. ............................................................................ 147 Grfica 64 Condiciones de estabilidad con sobrecarga vehicular ................................................................... 148 Grfica 65 Modelo FEM .................................................................................................................................. 149 Grfica 66 Mximos cortantes con fuerzas ssmicas modelo FEM ................................................................. 150 Grfica 67 Desplazamiento totales con sismo. Modelo FEM ......................................................................... 151 Grfica 68 Factores de seguridad (SRF) .......................................................................................................... 152 Grfica 69 Superficies de falla. Esfuerzos normales. ..................................................................................... 153 Grfica 70 Superficie de falla. Esfuerzos normales efectivos. ......................................................................... 153 Grfica 71 Superficie de falla. Presin de poros. ............................................................................................ 154 Grfica 72 Superficie de falla. Cortantes ........................................................................................................ 154 Grfica 73 Secciones de diseo ....................................................................................................................... 156 Grfica 74 Muro sobre pilas separado de la va con lleno .............................................................................. 157 Grfica 75 Modelo con muro de contencin. ................................................................................................. 158 Grfica 76 Perfil general de socavacin de lecho de rio ................................................................................. 160 Grfica 77 Solucin de muro apoyado sobre pilas en talud inferior. .............................................................. 163 Grfica 78 Cortantes mximos solucin de muro ........................................................................................... 163 Grfica 79 Critico factor de seguridad a desplazamientos totales. ................................................................ 164




1 INTRODUCCION

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

empresa PAVCOL S.A.S. cuyo objeto es el MEJORAMIENTO,

REHABILITACIN, MANTENIMIENTO Y CONSTRUCCIN DE OBRAS

COMPLEMENTARIAS EN LA RED VIAL DE LA SUBREGIN ORIENTE DEL

DEPARTAMENTO DE ANTIOQUIA todo esto con el fin de garantizar corredores

viales estratgicos, con mejoramientos significativos en sus especificaciones

tcnicas y un adecuado servicio hacia la poblacin en general, para lo cual se

adelantarn las obras prioritarias que tengan mayor impacto en el mejoramiento

del servicio, acorde con el trfico actual y proyectado que garantice una operacin

segura, contribuyendo as a la generacin de empleo y a la dinmica de

comercializacin de los productos a travs del transporte adecuado de los mismos

y en definitiva mejorar la calidad de vida de la poblacin.

El objeto del contrato tiene como propsito atender de manera eficiente, la

mayora de los sitios crticos de inestabilidad existentes dentro del corredor vial,

los cuales ponen en constante riesgo de cierres. Igualmente se pretende mejorar

la transitabilidad en dichos sitios crticos y la integracin y competitividad de los

corredores mediante la mejora de la infraestructura de transporte y

comunicaciones, optimizando de esta forma la conectividad de los municipios con

la capital del departamento como con el resto del pas para la distribucin de los

diferentes productos agrcolas generados en el campo. PAVCOL SAS presenta

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

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




de ingeniera en el punto crtico del PK5+740, de la va Autopista Medelln

Bogot a el casco urbano del Municipio de Granada (Antioquia).

2 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA En pocas recientes y por situaciones provocadas bsicamente por la alta

pluviografa de la regin y por la erosin producto de la corriente hdrica al pie del

talud inferior, la modificacin del uso del suelo, aspectos constructivos o propios

de la influencia de las actividades del hombre, se han presentado algunos

procesos de inestabilidad a lo largo de la va que comunica la ruta 60 (Autopista

Medelln Bogot) con las poblaciones de Granada y San Carlos en el

Departamento de Antioquia.

Grfica 1Zona de influencia del proyecto

FUENTE: MAPA VIAL DE ANTIOQUIA




Fotografa 1 Vista area de zona especfica del proyecto

FUENTE: GOOGLE EARTH

En el Punto crtico Km5+740 se denota hundimiento en la va procedente de un

proceso de erosin en la pata del talud inferior; este hundimiento es como

consecuencia del deslizamiento desencadenado por los procesos erosivos en el

cuerpo del talud por escorrentas y en la pata del mismo por perdida del soporte

como consecuencia del lavado y arrastre de los materiales constituyente de la

ladera. Se evidencia, adems, el volcamiento parcial del muro construido en la

corona de la banca vehicular.

A la Ceja




Fotografa 2 Perdida de banca y hundimiento en PR5+0700

FUENTE: PROPIA

Fotografa 3 Accin de la corriente de la quebrada a favor de la inestabilidad por erosin

FUENTE: PROPIA

Escalonamiento

en estructura de

pavimento

Prdida parcial de la

banca por

deslizamiento

Accin de la

corriente hdrica y

socavacin de pata

dl talud




Fotografa 4 Desprendimiento de la banca, media luna producto de la socavacin por quebrada

FUENTE: PROPIA

El mecanismo de produccin de erosin hdrica se describe como: La accin

erosiva de un ro se debe a la energa del agua. Es capaz de arrancar trozos de

roca que, al ser arrastrados por la corriente, actan como un martillo sobre el

cauce del ro, desprendiendo nuevos fragmentos. Como el cauce no es regular, se

suelen producir remolinos que arrastran arenas y gravas, puliendo el fondo del ro

y creando cavidades1.

Este tipo de daos localizados (erosin) son detonantes de movimientos ms

severos que tienden a generar deslizamientos, volcamientos y otros tipos de

procesos, en donde en asocio con las aguas de escorrentas mal tratadas o

1 Erosin provada por Ros y Barrancos -

Desprendimiento

de la banca media

luna




encauzadas inadecuadamente en suelos de poca o escasa cohesin muestran

daos en estructuras viales o perdidas de altos volmenes de materiales en

suelos agrcolas con poca cobertura vegetal.

En la zona es evidente que la quebrada vecina realiza en pocas de lluvias un

gran lavado al talud, generando erosin en la pata del talud, estabilizando este

mismo lo cual se producen movimientos por perdida del equilibrio de ladera.

Fotografa 5. Perdida por socavacin del terreno natural

FUENTE: PROPIA




Se observa que la banca se encuentra afectada en un 50% o ms de acuerdo al

movimiento presentado, las grietas de traccin en la banca son evidencias de

fallas latentes y que, en consecuencia, se requiere de acciones prontas que

tiendan a (1) mitigar el problemas, con obras como sellos de grietas, trinchos en

maderas y desvos de cauces (2) la solucin permanente que consiste en el

control de la erosiona fluvial y la reconstruccin de la banca.

Fotografa 6 Caractersticas morfolgicas talud

FUENTE: PROPIA




Grfica 2 Levantamiento topogrfico descripcin del problema

FUENTE: PAVCOL

Los suelos corresponden a materiales pocos cohesivos, meteorizados con una

gruesa capa vegetal, normalmente clasifican como suelos arenosos o limosos de

mediana o baja plasticidad de origen de la descomposicin de la roca parental por

procesos en donde la humedad ha tenido una gran influencia.

N

A Granada

Zona fallada

Quebrada

Sondeo 1

Sondeo 2

Sondeo 3




El clima2 es clido y templado en Granada. Hay precipitaciones durante todo el

ao en Granada. Hasta el mes ms seco an tiene mucha lluvia. De acuerdo con

Kppen y Geiger clima se clasifica como Cfb. La temperatura media anual en

Granada se encuentra a 17.0 C. La precipitacin es de 3299 mm al ao.

Grfica 3 Histograma de lluvias y temperaturas

FUENTE: climate-data.org

El mes ms seco es enero, con 136 mm. 381 mm, es la precipitacin media en

mayo. El mes en el que tiene las mayores precipitaciones del ao mayo, pero en

general no hay periodos secos.

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




Grfica 4 Medios, mximos y mnimo de temperatura mensual


El mes ms caluroso del ao con un promedio de 17.4 C es mayo. El mes ms

fro del ao es de 16.6 C en el medio de diciembre. No se presentan extremos

trmicos.




Tabla 1 Precipitacin y temperatura mensual


En resumen el problema consiste en el hundimiento de banca por efectos de

fenmenos de erosin fluvial, que en suelos poco cohesivos y con escasa

cobertura vegetal, por efecto de arrastre de los materiales del pie del talud genera

movimientos traslacionales y/o rotacionales de los materiales sobre yacentes a

suelos competentes y por ende genera inestabilidad en la zona de influencia del

talud vial, en este caso.

3 OBJETIVOS

3.1 OBJETIVO GENERAL

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

PK5+740 de la va que comunica a la Ruta 60 con la poblacin de Granada

(Antioquia).

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

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

el patrimonio directo de los propietarios de las zonas afectadas.




3.2 OBJETIVO ESPECIFICO

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

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

Elaborar planes de contingencia para la prevencin y la atencin de cada uno

de los riesgos identificados en este tramo, bajo los principios de la mecnica

de suelos, estabilidad de taludes, la geologa e hidrogeologa, socavacin y

resultados de modelacin con software especializados.

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

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

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

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

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

segn las caractersticas encontrada en los sondeos, as como sus

extensiones horizontales y verticales, identificacin de los materiales arcillosos

y arenosos presentes en el subsuelo, generando un modelo de falla que sea

concorde a lo presentado en la zona.

Proporcionar conclusiones y recomendaciones.




4 MARCO TEORICO

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

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

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

auscultacin directa con equipos convencionales, para recuperar muestras que

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

a la procedimientos aceptados por normas nacionales e internacionales se

realizan los ensayos correspondientes y su interpretacin. Apoyado en concepto

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

esfuerzos ltimo y por elementos finitos a efecto de obtener una compresin del

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

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

mencionado.

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

lograr los objetivos propuestos.

Softwares licenciados bsicos:

Slide de Rocscience

Phase 2 de Rocscience

Roclab de Rocscience

Spreat Footing de Bentley

Strater 4 de Golden Software

NovoSPT de Novo Tech

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

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




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

Tropicales. Ediciones UIS.

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

McGraw-Hill

Estabilidad de Taludes , E Hoek, 1980

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

Publicaciones UIS.

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

Publicaciones UIS.

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

Hall.

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

Lau, Routledge London

5 AMENAZAS, RIESGOS Y PLAN DE CONTIGENCIAS

La situacin actual presenta, de hecho una amenaza considerable para el

patrimonio vial de la nacin y el patrimonio econmico de los particulares.

La amenaza, como un hecho que puede producir un dao provocado por un

evento natural o antrpico, estara representado por eventos naturales como los

excesos de lluvias y/o eventos ssmicos que podran generar variacin en las

condiciones de estabilidad de los taludes, en el estado actual que es, en s, un

estado de latente estabilidad dado la pendiente y las caractersticas propias de los

suelos constituyentes. Los agentes antrpicos seran las vibraciones producidas

por la movilidad vehicular, la malas prcticas de uso del suelos y la inadecuada

solucin a situaciones de manejo de aguas superficiales y subterrneas. De




hecho, este ltimo tpico es, tal vez, el de mayor influencia dado las velocidades

que adquieren las aguas superficiales por las altas pendientes longitudinales y

transversales y las muy escasas reas o secciones para evacuar esas aguas en

forma adecuada. Estas amenazas podran desencadenar la inestabilidad de la

ladera y la consiguiente prdida de la banca.

El riesgo, normalmente, est definido como como el producto entre una amenaza

y una vulnerabilidad.

En este tipo de anlisis no se hace caso a las llamadas vulnerabilidades de tipo

social. Siendo la vulnerabilidad la fragilidad del sistema. Una sociedad es

vulnerable cuando est o queda expuesta a los efectos de un fenmeno de origen

natural, socio - natural o humano, sin tener la capacidad de recuperarse por s

misma de los efectos de ste. La vulnerabilidad, aqu, puede clasificarse en:

Vulnerabilidad econmica. Tanto la ausencia de recursos econmicos de

los miembros de la comunidad as como tambin la mala utilizacin de los

recursos disponibles por parte de las entidades responsables.

Vulnerabilidad fsica. Asociada a la ubicacin fsica de los asentamientos y

la calidad de materiales y de los tipos de suelos.

5.1 PARAMETROS DE RIESGO Y VULNERABILIDAD

SUCEPTIBILIDAD AL DESLIZAMIENTO

PENDIENTE

La pendiente del talud la obtenemos a partir del ngulo de talud. Con el ngulo de

talud obtenido y teniendo en cuenta el tipo de cohesin de cada tipo de suelo




hemos dado parmetros segn el razonamiento que aparece en la siguiente tabla.

Los parmetros van del 1 al 4 siendo los que tienen menor importancia por lo que

respecta al riesgo geolgico aquellos que tengan una numeracin menor. Se le ha

dado parmetros ms elevados a los mayores valores de pendiente y a los suelos

menos cohesivos. Sabemos que un suelo cohesivo tiene menores probabilidades

a ser deslizado que los suelos no cohesivos. Igualmente el mayor riesgo a ser

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

talud).

Grfica 5 Geometria tipca del talud seccion transversal

FUENTE: PAVCOL

Tabla 2 Parametro por inclinacion del talud

FUENTE: Universidad Politcnica de Catalua.




En este caso el valor del parmetro es 3.

LITOLOGIA

Conociendo las propiedades geomecnicas de los materiales litolgicos que

conforman cada talud a analizar se han dado parmetros a cada uno de los

taludes partiendo de que hay litologas ms propensas a los deslizamientos que

otras. Los parmetros ms elevados son aquellos que tienen mayor probabilidad a

deslizar. En este tpico se dan valores de 1 a 4 donde los suelos recientes (del

cuaternario o prximos) tendran el mayor riesgo de deslizamiento y donde los

depsitos sedimentarios de zonas costeras presentan el menor riesgo; en este

caso se asumen un valor tpico de 3, dadas las condiciones superficiales de los

suelos, y su estado de exposicin.

FRACTURACION

La fracturacin en los suelos es un indicador que define muy bien la probabilidad

de que un suelo pueda deslizar. Un suelo muy fracturado es ms propenso a

caerse que un suelo no fracturado, por lo cual se han dado parmetros a todos los

taludes segn el nmero y el tipo de fracturas que contenan. Tambin se ha

tenido en cuenta el espaciado, largo y profundidad de las fracturas para poder

clasificarlas segn estn pocos o muy fracturadas.

Atendiendo a todo eso los parmetros fijados han sido los que refleja la tabla

siguiente.




Tabla 3 Parmetro por fractura


En este caso el valor del parmetro es 1, debido al bajo nmero de fracturas que

presenta la zona a estudiar, en lo que corresponde a los taludes y debido a que

los mismos no son exactamente en macizos rocosos.

VEGETACION

La vegetacin es un elemento fundamental en los aspectos de conservacin de

suelos, ya que al sustentarse sobre l ejerce con las races una accin de sujecin

importante. Por otra parte, la masa forestal acta como amortiguador del agua de

las lluvias, disminuyendo su capacidad erosiva antes de llegar al suelo y

disminuyendo la escorrenta superficial.

Tabla 4 Parametro por vegetacion





En este caso el valor de los parmetros son 4 (semidesnudo en el cuerpo) y 4

(semidesnudo en la cabeza del talud).

VOLUMEN DEL TALUD

Un factor muy importante para valorar la magnitud de un desastre e incluso el

grado de riesgo que conlleva un talud susceptible a ser deslizado es su volumen.

Aquellos deslizamientos que comporten la cada de mayor masa sern los que

tengan el riesgo ms elevado, por eso en la tabla se dan valores ms elevados a

aquellos taludes que tengan mayor masa o volumen. El hecho que un talud sea

voluminoso comporta alcances a mayores distancias as que las afectaciones de

ese desprendimiento sern mayores.

Tabla 5 Parmetro por volumen del movimiento


En este caso el volumen previsto del deslizamiento potencia ser

aproximadamente de 1,400 m3, por lo que el parmetro de vulnerabilidad por este

tpico tiene un valor de 3.

VULNERABILIDAD

AFECTACIONES

Un hecho a tener en cuenta para analizar el grado de riesgo que conlleva un

deslizamiento de un talud en una comunidad es el tipo de afectacin que pueda

acarrear. Los tipos de afectaciones y que se les ha dado parmetros en la




siguiente tabla, se refieren a las comunicaciones y a las infraestructuras de

servicios que puedan ser daadas en caso de desprendimiento. Segn la menor o

mayor importancia de la afectacin se le ha dado un valor distinto de parmetro.

Tabla 6 Parmetro por afectacin


En este caso se afecta la va principal (carretera) Ruta 60 Granada y a zonas de

alto valor econmico como finca productoras y poblaciones con valor turstico y

energtico. El valor del parmetro es 4.

PROXIMIDAD RIESGOS POBLACION

Los parmetros que aparecen en la tabla siguiente han sido dados segn la

distancia a que se encuentran los taludes de cualquier vivienda o ncleo habitado.

La proximidad del riesgo a la poblacin es un factor que hace incrementar la

vulnerabilidad de los que habitan cerca. As los mayores parmetros reflejan

mayor vulnerabilidad o mayor riesgo.

Tabla 7 Parametro por pablacion





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

de 150m de la inestabilidad, por lo que el valor del parmetro es de 4.

Se determina, la susceptibilidad y vulnerabilidad del sistema.

Tabla 8 Estimacin Susceptibilidad

UBICACIN COMUNIDAD

ID. T

ALU

D

PEN

DIE

NTE

VO

LUM

EN

FRA

CTU

RA

CIO

N

LITO

LOG

IA

TOTA

L P

AR

AM

ETR

OS

PR5+700 RUTA 60 - GRANADA Granada - San Carlos 1 4 4 3 3 14 FUENTE: PROPIA

Tabla 9 Estimacion Vulnerabilidad

UBICACIN COMUNIDAD

ID. T

ALU

D

AFE

CTA

CIO

N

PR

OX

IMID

AD

RIE

SGO

- P

OB

LAC

ION

TOTA

L P

AR

AM

ETR

OS

PR5+700 RUTA 60 - GRANADA Granada - San Carlos 1 4 4 8

FUENTE: PROPIA




Tabla 10 Estimacin del Riesgo

UBICACIN COMUNIDAD

ID. T

ALU

D

SUSC

EPTI

BIL

IDA

D

VU

LNER

AB

ILID

AD

RIE

SGO

EST

IMA

DO

PR5+700 RUTA 60 - GRANADA Granada - San Carlos 1 14 8 112 FUENTE: PROPIA

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

riesgo del 87.5%, RIESGO ALTO, segn la tabla de calificacin.

Tabla 11 Calificacin de grado de riesgo.


5.2 PLAN DE CONTIGENCIA

Los planes de contingencias, se deben desarrollar ampliamente por los

encargados del mbito de la Seguridad Social y/o salud ocupacional; aqu el nivel

es II y III, dado el alto grado de hundimiento de la banca y afectacin a la va que

comunica a los Municipios de Granada y San Carlos con la Autopista Medelln

Bogot (Ruta 60).

Aqu se recomienda las siguientes acciones mnimas:

Sealizacin preventiva y obligatoria.




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

ocurra perdida de la banca.

Suelo cemento en el borde de la falla para no ocurra ms lavado de suelo y

este no se sature y ocurra una prdida total de banca

Grfica 6 Sealizacin mnima para desvos

FUENTE; FOVIAL




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

rgidos.

6 METODOLOGA O PLAN DE TRABAJO

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

plantean se siguieron los siguientes puntos:

6.1 FUENTES DE INFORMACIN

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

informaciones; informacin primaria y secundaria

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

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

presentes.

Hacen parte de esta informacin la obtenida directamente de ensayos, exploraciones, topografas

SECUNDARIA: Todos los estudios realizados con anterioridad para apoyarnos en

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

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

de citas, etc.

6.2 ENSAYOS

Elaboracin de un programa de exploracin en campo utilizando el equipo de

roto-percusin con profundidades hasta de 20 m, con el objeto de estipular y

realizar el respectivo anlisis de muestras en laboratorio.




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

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

evidencia es latente y las condiciones podran cambiar dependiendo de la

velocidad con que se desplaza.

Los ensayos se realizan cumpliendo la metodologa descrita en las siguientes

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

menciona en las mismas:

Manual de diseo de cimentaciones superficiales y profundas para

carreteras INVIAS.

Normas de ensayo para materiales de carreteras de INVIAS.

Cdigo Colombiano de Diseo Ssmico de Puentes adoptado en 1996.

Reglamento colombiano de Construcciones Sismoresistente NSR-10.

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

Manual Para La Estabilizacin de Obras de Estabilizacin INVIAS

2006

En resumen la metodologa aplicar se muestra esquemticamente.




Grfica 7 Metodologia de diseo

FUENTE: MANUAL DE INGENIERIA DE TALUDES IGME 1987

6.3 PROCESAMIENTO DE LA INFORMACIN

Los datos se procesan en concordancia con los lineamientos y directrices

del proyecto para estimar en profundidad los agentes generados de todos los

problemas de la zona de estudio. Para todo esto se planeta el diagnstico de

amenazas y riesgos, en referencia, movimientos de masas, los posibles planes

de contingencia. Aqu se incluyen la obtencin de cada uno de los suelos que




conforman los estratos estudiados y el tipo de roca que yace en lo ms profundo

de los estratos.

Modelacin de taludes de todos los puntos crticos utilizando el software

Slide v6.0, Geostructural Analysis y NOVO SPT, para lo cual se incluye la

influencia de las presiones de poros presentes en las diferentes laderas, tipos de

suelo y roca, adems del anlisis pseudoestatico para determinar la criticidad del

sitio en un eventual movimiento telrico o placas tectnicas, Los modelos en

elementos finitos se desarrollan con el programa Phase 2 y verificados con Plaxis

o Midas GTS NX.




7 DESCRIPCION GENERAL DEL PROYECTO

7.1 Localizacin en Suramrica

En la grfica No. 8 se muestra la

localizacin de Colombia en el mbito

Suramericano.

Colombia, de 1.141.748 km2 de

extensin, est situada al Noroeste de

Amrica del Sur, es el cuarto pas en

tamao de la regin, limita al norte con

aguas jurisdiccionales de Honduras,

Jamaica y Hait, al este con Venezuela y

Brasil, al sur con Per y Ecuador, al oeste

con aguas jurisdiccionales de Costa Rica

y Panam, y al noroeste con Panam.

Las coordenadas geogrficas generales del Pas son: Latitud 4 35 56 al Norte y

Longitud 72 04 51.30 al Oeste.

Grfica 8 Colombia en Suramrica

FUENTE: IGAC




7.2 Localizacin en Colombia

Grfica 9 Localizacin de Antioquia en Colombia

FUENTE: IGAC

Ubicacin y localizacin geogrfica:

El Departamento de Antioquia est situado al noreste del pas, localizado entre los

052620 y 085223 de latitud Norte, y los 735311 y 770716 de longitud

Oeste.

Extensin y lmites:

Cuenta con una superficie de 63.612 km2 lo que representa el 5.6 % del territorio

nacional. Limita por el Norte con el mar Caribe y los departamentos de Crdoba




(franja de territorio en litigio) y Bolvar; por el Este con Bolvar, Santander y

Boyac; por el Sur con Caldas y Risaralda y por el Oeste con el departamento

del Choc.

Geografa fsica:

El territorio del departamento de Antioquia se caracteriza por un relieve variado,

representado por reas planas localizadas en el valle del Magdalena y las zonas

prximas al Choc y el Urab y una extensa rea montaosa que hace parte de

las cordilleras Central y Occidental, en donde se resaltan 202 altos importantes,

con alturas que oscilan entre los 1.000 y los 4.080 metros sobre el nivel del mar. El

mayor accidente es el Pramo de Frontino en el municipio de Urrao con 4.080

metros, tambin aqu encontramos el Morro Campana con 3.950 metros. En

Dabeiba encontramos el alto del Paramillo con 3.960 metros y en el municipio de

Andes tenemos el Cerro Caramanta que tiene 3.900 metros de altura.

Clima:

El clima del Departamento de Antioquia es muy variado, debido principalmente a

factores como la latitud, altitud, orientacin de los relieves montaosos, los

vientos, etc. En la regin de Urab, al noroeste del departamento, las lluvias tienen

un rgimen bimodal; existe un perodo seco de diciembre a marzo, refrescado por

los vientos del noreste, y una estacin de lluvias de abril a noviembre, con

mximas en mayo y noviembre. En la parte norte, hacia los departamentos de

Crdoba, Sucre y Bolvar, los meses ms secos son diciembre, enero y febrero, y

los de mayor precipitacin agosto y septiembre.




En la regin central del departamento se presenta un perodo seco dentro de la

estacin lluviosa que va de junio a septiembre; los meses ms lluviosos son los de

mayo y octubre; en el valle del ro Magdalena se cumple la misma distribucin de

lluvias, siendo los meses ms secos diciembre, enero, febrero y julio. Sus pisos

trmicos se distribuyen en clido (35.550 km2), templado (16.430 km2), fro (10.900

km2) y Pramo (732 km2).

Actividades Econmicas:

La economa del departamento de Antioquia est sustentada en la prestacin de

servicios, la industria, el comercio, la agricultura, la ganadera y la minera.

Actualmente el departamento ocupa el segundo rengln en el mbito nacional en

cuanto a industria se refiere, la produccin textil, de tejidos y la confeccin, junto

con la elaboracin de productos qumicos, farmacuticos, maquinaria, cemento,

abonos, concentrados, metalmecnica y papel representan los mayores ingresos

al departamento.

El sector de servicios se especializa en la finca raz, servicios bancarios,

transportes y comunicaciones. En cuanto a la agricultura, Antioquia ocupa el

primer lugar en la produccin de caf y banano tipo exportacin, productos como

la caa, algunos cereales, cacao, yuca y tabaco junto a algunos frutales

contribuyen en menor proporcin a la economa regional.

Durante las ltimas dcadas la ganadera ha presentado un importante desarrollo,

principalmente en el Magdalena Medio, el ro Cauca y Urab. La minera

represent el soporte de la economa durante el siglo XIX, producto de estos




ingresos se cre parte de la infraestructura industrial; actualmente produce oro,

plata, hierro, cobre y otros minerales.

7.3 Localizacin en el Departamento

Grfica 10 Localizacin general del proyecto

FUENTE: GOOGLE EARTH

El proyecto se encuentra localizado entre el municipio de Granada y la Autopista

Medelln - Bogot en el PK5+740 (PK0 Interseccin Autopista Granada) , en el

sector conocido como Brisas del oriente, ubicado al Este del departamento de

Antioquia, zona que se localiza al flanco Occidental de la cordillera Central de la

Repblica de Colombia.

A Granada




La Principal va de acceso al municipio de Granada es la que conduce desde la

ciudad de Medelln hasta la ciudad de Bogot, en el Km 02 de la ruta 6002, se

desva a 300 m antes del peaje santuario hacia la va Granada Km 5+740. Son

vas pavimentadas, de fcil acceso. Su cabecera dista 79 km de la ciudad de

Medelln

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

aproximada de 5000m2, igualmente se hizo un recorrido alrededor de la zona de

aproximadamente 10000m2, para la identificacin de las distintas unidades

geolgicas, adems de pernoctar en otros puntos para un mejor reconocimiento

de la geologa regional que enmarca el sector.

Esta zona se encuentra localizada entre las coordenadas Geogrficas:

Latitud: N 6 07 52.83

Longitud: W 75 12 46.68

Cota: 2128 m.s.n.m

Coordenadas tomadas hacia la parte de mayor afectacin, sobre la banca de la

va la Granada San Carlos Imagen Google Earth 2014, alt. Ojo 2,27 Km.

7.4 Municipio de Granada

El municipio de Granada se localiza en la cordillera central, en el departamento de

Antioquia, hacia la Regin del Oriente en la zona de Pramo. La cabecera se

encuentra a una altitud de 2.050 msnm, con una temperatura promedio de 18c,

donde predomina el clima fro. El Municipio posee una extensin de 183 km




Precipitacin: el promedio multianual correspondiente a la sumatoria de las medias

mensuales multianuales es superior a 2.400mm. El comportamiento de las lluvias

es tpico de regiones montaosas, donde el piedemonte es seco y las lluvias se

intensifican en tramos cortos hacia las laderas. Los perodos ms lluviosos son de

marzo a mayo y septiembre a noviembre; las pocas secas son de diciembre a

febrero y junio a agosto, condicin debida al paso de la Zona de convergencia

intertropical.

Limita por el norte con los Municipios de, Guatap y San Carlos, por el oriente con

los Municipios de San Carlos y el San Luis, por el sur con el municipio de Cocorn

y por el oeste con el Municipio de Santuario.




8 MARCO GEOLOGICO ESTRUCTURAL

8.1 GEOLOGIA REGIONAL Grfica 11 Marco Geolgico Regional Zona de estudio. (Ingeominas Plancha 147 Medelln Oriental (2005).

8.1.1 Batolito Antioqueo

El nombre de esta unidad proviene del departamento de Antioquia (Botero

1940,1942) donde aflora sobre la parte axial de la Cordillera Central, cubriendo un

rea aproximada de 7.800 km, sin incluir los cuerpos satlites, separados del

cuerpo principal por rocas metamrficas. En la plancha 147 Medelln Oriental, de

este cuerpo afloran 1.100 km2, un 14% de la extensin total; hacia la parte oriental

LOCALIZACIN DESLIZAMIENTO




y aunque en gran parte presenta una meteorizacin profunda, se puedan observar

algunos afloramientos caractersticos en los cortes de las vas Santuario (H-6)

ro Cocorn (H-8), Marinilla (F-6) - El Peol (F-7) Guatap (F-9), Guarne (C-3) -

San Vicente (C-6), Autopista Medelln Guarne, entre el alto de Las Rosas (B-3) y

Guarne (C-3), en los ros Cocorn (H-8), Rionegro (D-6, 7) y en varias de las

quebradas que drenan el rea.

K2ta: Facies normal de composicin predominante tonaltica - granodiortica con

facies de borde ms mficas y localmente ms flsicas. Textura hipidiomrfica

granular con ncleos de piroxeno en hornblenda. Edad 58-100 Ma por K-Ar, Rb-Sr

y Ar-Ar.

De acuerdo a los testigos de perforacin que fueron realizados en el sector por la

empresa Diseos de Vas y Pavimentos S.A.S, adems de realizar pernoctado en

estribaciones del sector de las Brisas donde aflora esta unidad, presenta

microscpicamente La roca predominante en la facies normal es fanertica de

grano medio a grueso, color moteado sal y pimienta con ndice de color entre 17 y

28 y contiene como minerales esenciales cuarzo plagioclasa feldespato

potsico y como caracterizantes hornblenda y biotita variando su contenido entre

valores relativamente cercanos con una desviacin estndar muy pequea en

cada uno de las minerales, lo cual resalta la uniformidad petrogrfica de esta

facies. Litolgicamente corresponde a tonalita granodiorita rara vez

cuarzomonzonita.

K2mg: Facies flsica de composicin monzograntica a cuarzo monzontica con

textura hipidiomrfica equigranular de grano medio a fino localmente grfica;

predominio de biotita sobre hornblenda.




8.1.2 Rocas de Dique K2d

Diques de composicin andestica y diabsica, extensin y espesor variable

relacionados tanto al Batolito Antioqueo como a las rocas encajantes.

8.1.3 Tonalita de Ovejas (K2to)

Cuerpo de composicin tonaltica predominante y facies flsicas local. Edad

Cretcico Superior.

8.1.4 Dunita de Medelln

Las dunitas de este cuerpo son rocas macizas de color gris oscuro verdoso de

intensidad variable de acuerdo con el grado de serpentinizacin, factor que

tambin incide en la densidad, variando sta entre 3,18 para rocas de menos del

20% de serpentina a 2,91, en rocas con un 60-65 % de serpentina y 2,52 en

serpentinitas. La estructura de la dunita es de carcter deformacional, con

intensidad variable con cristales de olivino, alargados fracturados y con un aspecto

transicional a textura de mosaico que resalta en muestra meteorizadas. En

general en muestras de mano expuestas a agentes atmosfricos, se observa o

resalta un bandeamiento con orientacin de los cristales de olivino, marcada por

bandas de diferentes resistencias a la meteorizacin o de diferente color, debido a

variaciones mineralgicas con granos gruesos de cromo-espinela, tanto en

venillas alineadas paralelamente al bandeamiento como dispersas.

Microscpicamente la dunita presenta texturas subidiomrficas transicionales a

texturas de mosaico con cristales alargados y fracturados, con diferente

intensidad, de olivino y est constituida esencialmente por olivino y cromita (o

cromo-espinela). En ninguna de las muestras analizadas se encontr piroxeno y




como minerales de alteracin serpentina, tremolita, talco, magnetita y carbonatos

en diferentes proporciones.

8.1.5 Anfibolitas (Pa)

Se caracterizan por presentar una textura granomatoblstica (gnisica) en la cual

se observa una alternancia de niveles ricos en anfboles clcicos (edenita,

pargasita) y niveles constituidos por plagioclasa. Los anfboles presentan forma

prismtica, mostrando cierto grado de orientacin en una direccin determinada,

mientras que en los cristales de plagioclasa su composicin oscila desde andesina

a oligoclasa; se presentan en forma subidiomrfica y con maclas polisintticas y

en cua producto de los esfuerzos desviatorios.

8.1.6 Filitas y Esquistos (Pes)

Filitas y esquistos cuarzo-sericticos y esquistos aluminicos. Localmente con

intercalaciones de esquistos verdes, compuestos esencialmente por albita,

epidota, clorita.




Fotografa 7 Rocas gneas (Tonalitas a Granodioritas).

Al microscopio las granodioritas con variaciones a tonalitas, en facies normal

presentan una textura general predominante que es hipidiomrfica variando de

equigranular a inequigranular con algunas texturas particulares que dependen de

las condiciones de cristalizacin o de procesos posteriores de deformacin que

modifican algunas de las caractersticas pticas originales de los minerales

llegando, localmente a destruir totalmente la estructura original. Adems se

evidencia el tipo de Meteorizacin esferoidal en rocas tonalticas del Batolito

Antioqueo. Obsrvese la mayor esfericidad hacia el centro conformando bloques

en forma de cebolla de huevo.

8.1.7 Depsitos de Ceniza

Aunque son poco cartografiables para la realizacin de este trabajo, si son

importantes anotarlos dentro del contexto geolgico, estos depsitos fueron




localizados en pequeos sectores y se establecen como una unidad geolgica, por

la ausencia de afloramientos se descubrieron espesores de apenas unos pocos

centmetros 10 a 20, los cuales cubren rocas metamrficas anfibolitas.

Otra caracterstica es que se encuentran en pendientes medias, cuya composicin

corresponde a fragmentos de roca compuestos por xidos de Fe, minerales de

plagioclasa en un 73%, cuarzo 1%, anfboles 8%, moscovita en un 3% y pmez de

coloracin rosada y crema con un 15%. Por su tamao tan fino y poco espesor, se

asigna su origen al complejo volcnico Ruz-Tolima ubicado en la cordillera

central, a 130 km al sur del rea de estudio, determinando un gran recorrido desde

su fuente hasta su depositacin. (Ver Grafica 12).

Grfica 12. Niveles de cenizas localizados en el sector Punto crtico 2 va Granada.




Adems se han hecho varias determinaciones de la edad de estas cenizas en

base al anlisis de radiocarbn de muestras procedentes de horizontes

enterrados, las cenizas fueron producidas por varias erupciones: La mineraloga

de la arena fina permiti identificar tres capas, que fueron llamadas

respectivamente unidades superior, intermedia e inferior, intercaladas en dos

capas posiblemente mezcladas con material forneo procedente de

removilizacin. (Toro & Hermelin, 1980).

8.1.8 Depsitos de Vertiente (Qa)

Este tipo de depsitos es comn encontrarlos en la zona de estudio y se localiza

en el rea, como una de las principales unidades litolgicas y por las cuales se

cauce el fenmeno erosivo, unidad reciente que data de edad (mioceno), la cual

consta de clastos tamao desde guijos, guijarros hasta bloques de

aproximadamente 2 a 3 m. compuestos de principalmente de rocas gneas como

granodioritas, metamrficas como anfibolitas y neis diorticos, acompaados de

fuentes lodosas y arenosas de cenizas volcnicas; cuya proveniencia pertenece a

las partes ms altas de las laderas de la zona del altiplano, para este caso estos

depsitos son poco consolidados ya que no tienen una matriz que los contenga.

En el sector de estudio Punto crtico 2, se localiza dividida por dos lneas divisorias

de agua formando un sitio de escorrenta, a su vez se forma una microcuenca, la

cual es ayudada por la gravedad y la escorrenta del agua la cual puede

transportar fcilmente potentes bloques de material geolgico. Se asume que para

el sector el espesor de estos depsitos alcanza aproximadamente de 3 a 4m de

profundidad.




8.2 FORMACIONES SUPERFICIALES

Las formaciones superciales en la zona de estudio se componen de un tipo de

material: saprolitos producto de la descomposicin de rocas plutnicas; gneas con

espesores variables y diferentes clases de depsitos detrticos, dentro de los

cuales se tienen depsitos de vertiente asociados a los escarpes regionales y al

altiplano de Rio Negro; depsitos aluviales y varios niveles de terrazas localizados

en las diferentes supercies de erosin, principalmente a lo largo de la quebrada

El Palmar, Rionegro, Pereira. Igualmente se encuentran horizontes continuos que

siguen la paleotopografa como la lnea de piedra y los depsitos de ceniza

volcnica que recubren las unidades superciales anteriormente descritas. Desde

el punto de vista de la neotectnica, estos depsitos son los mejores marcadores

de la posible actividad tectnica reciente en el Oriente Cercano a Medelln.

Fotografa 8. Columna generalizada formaciones superficiales para la zona de estudio.

N S




Grfica 13 Perfil generalizado, de meteorizacin Batolito Antioqueo (Ingeominas 2005).

Uno de los procesos ms notorios en la meteorizacin del Batolito Antioqueo es

la denominada meteorizacin esferoidal o disyuncin bolar tal como se observa

entre Rionegro (F-5), Guatap(F-9), El Peol (F-7) en la va entre el Santuario (H-

6) y el ro Cocorn (H-8) y entre Guarne (C-3), San Vicente (C-6), Concepcin (B-

8). Este proceso es facilitado por el diaclasamiento ortogonal que caracteriza gran




parte de esta unidad, ya que facilita el ataque qumico de las aguas lluvias y otros

agentes externos que arrastran al material meteorizado y ensanchan las diaclasas

por donde luego actan los agentes de meteorizacin; los vrtices y aristas del

paraleppedo limitando por el conjunto de diaclasas, presentan una mayor

superficie expuesta a la meteorizacin y por lo tanto sta es ms intensa y los

bloques se van redondeando. Este proceso es continuo y reiterativo notndose

una mayor esfericidad hacia el centro conformando bloques con forma de cebolla

de huevo.

8.3 GEOLOGIA ESTRUCTURAL

El rea de la Plancha 147 Medelln Oriental se encuentra bajo la influencia de dos

sistemas de fallas: 1) el Sistema del Borde Occidental de la Cordillera Central que

incluye el Sistema Cauca Romeral y comprende las fallas San Jernimo, Silvia-

Pijao, Cauca-Almaguer (en el sentido de Maya y Gonzlez, 1995), Tonusco,

Espritu Santo, Santa Rita y Sabanalarga entre otras, junto con las fallas satlites

asociadas a estos sistemas. 2) Un segundo sistema que comprende las fallas del

Borde Oriental de la Cordillera Central o lo que denomina Page (1986) la Zona de

Falla de Palestina en el segmento norte de la Cordillera Central, el cual

comprende entre otras las fallas de Ot-Pericos, Nus, Cimitarra, El Bagre,

Palestina, Cocorn, Jetudo y Mulato. Los dos sistemas en este trabajo se toman

en un sentido amplio y general como zonas donde se presentan numerosas fallas

y que en parte limitan la Cordillera Central de Colombia en ambos flancos, sin

tener en cuenta la edad individual, su origen, ni el estilo estructural individual de

cada falla, sino como un conjunto general.

La mayora de los autores (Toussaint & Restrepo, 1984; Maya & Gonzlez, 1995))

han explicado los movimientos de ambos sistemas, las diferentes fases de




movimiento de sus fallas y el significado como lmites de unidades y terrenos, pero

no se ha analizado en conjunto el efecto causado sobre el ncleo del segmento

norte de la Cordillera Central luego del emplazamiento del Batolito Antioqueo. En

esta primera parte se trata de explicar, por medio de un modelo regional, el

comportamiento general de ambos sistemas y los efectos causados entre ellos

sobre el ncleo de la Cordillera Central.

A nivel local no se localizaron estructuras o zonas de fallas que afecten el sector, a

excepcin de algunos lineamientos localizados al Norte y sureste del punto crtico

va Granada, trazos los cuales no tienen una continuidad que delimite o marque

los contactos entre las distintas unidades geolgicas. En la Plancha 147 Medelln

Oriental confluyen varias estructuras de falla formadas bajo condiciones frgiles y

en niveles de deformacin dctil, estas ltimas caracterizadas por el desarrollo de

zonas amplias deformadas donde afloran principalmente neises milonticos. Tres

direcciones de fallamiento predominan en esta plancha: N-S, N45E y N45W y

relacionadas a estas se presentan fallas de cabalgamiento, fallas de rumbo y fallas

normales.

8.4 GEOMORFOLOGA

La zona del Punto crtico 1 va Granada Antioquia, se caracteriza por presentar un

relieve de altiplano, Los principales relieves de primer orden que conforman la

zona de estudio son bsicamente representados por colinas altas

semiredondeadas con pendientes cortas y suavizadas derivadas de rocas gneas

(granodioritas - Tonalitas), cuyo espesor de la zona de saprolito alcanza varios

metros. Hacia el Norte puntualmente en la quebrada Las Brisas se observan

niveles de terrazas colgadas dejando ver un gran valle con pendientes bajas,

adems de llanuras aluviales generalmente inundables.




Se observan colinas bajas o superficies de erosin, ms afectadas por la

meteorizacin y erosin, derivadas de rocas gneas principalmente granodioritas y

tonalitas.

Se presentan patrones de drenaje de tipo dendrtico y subparalelo que modelan el

paisaje a lo largo del altiplano, divididos por lneas divisorias de agua, las cuales

forman microcuencas y sitios de escorrenta; estos son aprovechados por la

pendiente y los distintos procesos erosivos (agua de escorrenta), para el

transporte de material formando depsitos de vertiente, los cuales sepultan las

distintas unidades litolgicas.

En trminos generales la regin de la va Granada Antioquia est constituida por

un sistema cordillerano estructurado en contacto con rocas gneas, que han sido

transformados por distintos procesos denudativos.

Fotografa 9. Paisaje y uso del terreno Punto crtico 1 va Granada.

E

N




8.5 PROCESOS DENUDATIVOS

8.5.1 Erosin.

Al conjunto de procesos fsicos de desalojo, transporte y depsito de materiales,

ejercidos por diversos agentes: agua, viento y organismos vivos (el hombre y los

animales), sobre la superficie terrestre; con un grado de intensidad variable, se le

denomina erosin. Estos procesos van modelando la topografa, generando

geoformas, tales como surcos, crcavas, escarpes, etc., afectando los diferentes

ambientes geolgicos mediante el desplazamiento de grandes cantidades de

suelo, por la accin de la fuerza de gravedad.

8.5.2 Erosin laminar por escorrenta superficial.

Este proceso se inicia por el impacto de agua lluvia contra la superficie del suelo,

complementada por la fuerza de la escorrenta produciendo un lavado de la

superficie del terreno como un todo, sin formar canales definidos. Al caer las gotas

de lluvia levantan las partculas del suelo y las reparten sobre la superficie del

terreno; la velocidad de las gotas de lluvia puede alcanzar los 10m/s y su efecto es

muy grande sobre las superficies de taludes expuestos y sin cobertura vegetal.

Para el caso del lugar del proyecto Punto crtico 1 hundimiento va Granada; los

procesos se tornan graves ya que la pendiente del talud es alta en promedio >

40, el uso del terreno es sobrepastoreo y actividades agropecuarias, el tipo de

formaciones geolgicas superficiales; puntualmente se localizan suelos

saproitizados provenientes de la meteorizacin qumica y fsica de unidades

Plutnicas de origen gneo de edad Cretcica Superio

geotecnia k5+740 autopista - granada ver0

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