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ANALISIS Y EVALUACION DEL ESTUDIO GEOLOGICO, GEOTECNICO Y
ESTABILIZACION DE LADERAS ESTABLECIDA POR LA CONCESIÓN VIAL
METROPOLITANA EN EL TALUD DEL BARRIO BELLAVISTA DESDE EL
K70+500 HASTA EL K70+320, MUNICIPIO DE GIRON, DEPARTAMENTO DE
SANTANDER.
LYDA JOHANNA PINEDA CASTELLANOS
UNIVERSIDAD DE SANTANDER – UDES
ESPECIALIZACIÓN GEOTECNIA AMBIENTAL
BUCARAMANGA
2015
2
ANALISIS Y EVALUACION DEL ESTUDIO GEOLOGICO, GEOTECNICO Y
ESTABILIZACION DE LADERAS ESTABLECIDA POR LA CONCESIÓN VIAL
METROPOLITANA EN EL TALUD DEL BARRIO BELLAVISTA DESDE EL
K70+500 HASTA EL K70+320, MUNICIPIO DE GIRON, DEPARTAMENTO DE
SANTANDER.
LYDA JOHANNA PINEDA CASTELLANOS
Director:
JOSÉ CARLOS JÍMENEZ
INGENIERO CIVIL ESPECIALISTA EN GEOTECNIA AMBIENTAL
UNIVERSIDAD DE SANTANDER – UDES
ESPECIALIZACIÓN GEOTECNIA AMBIENTAL
BUCARAMANGA
2015
3
AGRADECIMIENTOS
Dar gracias a DIOS por darme salud y sabiduría para realizar y superar este nuevo
logro en mi vida profesional y personal.
Agradecer también a mi familia y amigos por su apoyo permanente durante todo el
desarrollo de mi estudio para prepararme como especialista en GEOTECNIA
AMBIENTAL.
También a mi directora de proyecto de grado Dra. MARÍA LUCIA SIERRA por su
acompañamiento durante la realización de las diferentes etapas del proyecto.
4
CONTENIDO
INTRODUCCIÓN .................................................................................................. 10
1. PROBLEMA................................................................................................... 12
1.1. Descripción del Problema ........................................................................ 12
1.2. Pregunta Problema .................................................................................. 13
2. JUSTIFICACIÓN ........................................................................................... 14
3. OBJETIVOS .................................................................................................. 16
3.1. Objetivo General ...................................................................................... 16
3.2. Objetivos Específicos .............................................................................. 16
4. MARCO TEÓRICO ........................................................................................ 17
4.1. Antecedentes ........................................................................................... 17
4.2. Marco de Referencia ............................................................................... 21
4.2.1. Que es el suelo: .............................................................................. 21
4.2.2. Los suelos de Colombia ................................................................... 21
4.2.3. Los suelos de la Región Caribe: ....................................................... 22
4.2.4. Los suelos de la Región Insular........................................................ 22
4.2.5. Los suelos de la Región del Pacífico ................................................ 22
4.2.6. Los suelos de la Región de la Orinoquía .......................................... 23
4.2.7. Los suelos de la Región de la Amazonía .......................................... 23
4.2.8. Los suelos de la Región Andina ....................................................... 24
4.2.9. Como se forma el suelo ................................................................... 24
4.2.10. Clasificación de los suelos ............................................................... 25
4.2.11. Propiedades de los suelos ............................................................... 26
4.2.12. Zonas de vida o formaciones vegetales de Colombia. Holdridge ..... 30
4.2.13. Tipos de cobertura vegetal ............................................................... 32
4.2.14. Talud ................................................................................................ 33
5
4.2.15. Erosión ............................................................................................. 35
4.2.16. Movimientos en masa ...................................................................... 40
4.2.17. Prevención a los diferentes movimientos de la masa ....................... 43
5. METODOLOGÍA ............................................................................................ 46
5.1. Tipo de Estudio ........................................................................................ 46
5.2. Población y Muestra ................................................................................ 47
5.3. Métodos y Técnicas de Recopilación de información. .............................. 48
5.4. Trabajo de Campo ................................................................................... 49
6. RESULTADOS .............................................................................................. 50
6.1. Localización y Descripción del Proyecto .................................................. 50
6.2. Caracterización Geológica ....................................................................... 52
6.2.1. Estratigrafía ...................................................................................... 52
6.2.2. Formación Girón .............................................................................. 52
6.2.3. Formación Bucaramanga (Qb) ......................................................... 53
6.2.4. Miembro Órganos (Qbo)................................................................... 56
6.2.5. Depósitos Coluviales (Qd) ................................................................ 60
6.2.6. Tectónica ......................................................................................... 61
6.2.7. Sismicidad ........................................................................................ 63
6.2.8. Geomorfología ................................................................................. 65
6.2.9. Ensayos de campo y laboratorio ...................................................... 67
6.3. Diagnostico Geotécnico ........................................................................... 71
6.3.1. Perfiles estratigráficos ...................................................................... 71
6.3.2. Resultados del sondeo geoeléctrico ................................................. 71
6.3.3. Resultados de ensayos de laboratorio.............................................. 80
6.4. Análisis de Estabilidad ............................................................................. 81
6.4.1. Normalización del Ensayo del Ensayo de Penetración Estándar ...... 81
6.4.2. Determinación Parámetros de Resistencia ....................................... 87
6
6.5. Resultados de Modelaciones ................................................................... 92
6.5.1. Zonificación de amenaza y riesgo .................................................... 92
6.6. Criterios de Aceptación y Factores de Seguridad .................................. 104
7. ANÁLISIS DE ESTUDIOS ........................................................................... 108
8. COMPORTAMIENTO DEL TALUD .............................................................. 112
8.1. Seguimiento Etapa de Construcción ...................................................... 112
8.2. Estado Actual del Talud. ........................................................................ 114
9. CONCLUSIONES ........................................................................................ 116
10. RECOMENDACIONES ............................................................................. 117
BIBLIOGRAFÍA ................................................................................................... 118
7
CONTENIDO – TABLAS
Tabla No. 1 – Descripción de Actividades de Campo ........................................... 49
Tabla No. 2 – Coordenadas Límites del Área de Estudio ..................................... 50
Tabla No. 3 – Clasificación de Suelos .................................................................. 53
Tabla No. 4 – Parámetros de Control para la Contrucción de Espectros de Diseño
Propuestos para el Área Metropolitana de Bucaramanga ..................................... 64
Tabla No. 5 – Elementos Geomorfológicos de la Zona de Estudio ....................... 65
Tabla No. 6 – Resultados Sondeo Eléctrico Vertical SEV-1 ................................. 69
Tabla No. 7 – Comparación de Valores de Humedad Natural y Límites Plásticos 76
Tabla No. 8 – Resumen Resultados Ensayo de Laboratorio ................................ 79
Tabla No. 9 – Registro Sondeo BV-02 ................................................................. 82
Tabla No. 10 – Registro Sondeo BV-03 ............................................................... 84
Tabla No. 11 – Registro Sondeo BV-04 ............................................................... 85
Tabla No. 12 – Ángulo de Fricción para Suelos Granulares ................................. 86
Tabla No. 13 – Ángulo de Fricción Sondeo BV-01 ............................................... 88
Tabla No. 14 – Ángulo de Fricción Sondeo BV-02 ............................................... 89
Tabla No. 15 – Ángulo de Fricción Sondeo BV-03 ............................................... 90
Tabla No. 16 – Parámetros de Control para la Construcción de Espectros de
Diseño para el Área Metropolitana de Bucaramanga ............................................ 91
Tabla No. 17 – Rangos de Clasificación de Factores de Seguridad para el Caso
Estático y Dinámico ............................................................................................ 104
Tabla No. 18 – Características de los Niveles de Amenaza por Deslizamiento e
Inundación .......................................................................................................... 105
8
CONTENIDO – IMÁGENES
Imagen No. 1 – Erosion Pluvial ............................................................................ 36
Imagen No. 2 – Erosion Laminar .......................................................................... 36
Imagen No. 3 – Formación de Surcos .................................................................. 37
Imagen No. 4 – Formación de Cárcavas .............................................................. 37
Imagen No. 5 – Formación de Deslaves .............................................................. 38
Imagen No. 6 –Gráfica del Primer Ejemplo de Tubificación ................................. 39
Imagen No. 7 – Gráfica del Segundo Ejemplo de Tubificación ............................. 39
Imagen No. 8 – Corte Superficial Causado por el Movimiento ............................. 40
Imagen No. 9 – Ejemplo de Caída de Masa o de Superficie ................................ 41
Imagen No. 10 – Volcamiento de Masa o de Superficie ....................................... 41
Imagen No. 11 – Ejemplo de Deslizamiento de Masa .......................................... 42
Imagen No. 12– Ejemplo de Propaganción Lateral de Masa ................................ 42
Imagen No. 13 – Ejemplo de Movimientos Hidrogravitacionales .......................... 43
Imagen No. 14 – Tipos de Raíces con el Porcentaje de Crecimiento ................... 44
Imagen No. 15 –Localización General del Área de Estudio .................................. 51
Imagen No. 16 – Cartografía Geológica Regional ................................................ 55
Imagen No. 17 – Zona de Contacto de Niveles Gravosos .................................... 57
Imagen No. 18 – Taludes Recientemente Cortados Sobre Niveles Arcillo-
Arenosos .............................................................................................................. 58
Imagen No. 19 – Niveles Gravosoportados en la Parte Alta de los Taludes- Zona 1
................................................................................................................... 59
Imagen No. 20 - Niveles Gravoportados en la Parte Alta de los Taludes- Zona 2 ...
................................................................................................................... 59
9
Imagen No. 21,22 – Depósitos Coluviales Mezclados con Residuos Intervenidos
con el Cajeo de la Vía ........................................................................................... 60
Imagen No. 23 – Cartografía Estructural Regional ............................................... 61
Imagen No. 24 – Mapa de Zona de Amenazas Sísmicas ..................................... 63
Imagen No. 25 – Mapa de Zonificación Sísmica .................................................. 63
Imagen No. 26 – Zonificación Sísmica Indicativa para la Zona de Estudio ........... 64
Imagen No. 27 – Geomorfolía Local de la Zona de Estudio ................................. 67
Imagen No. 28 – Sondeo BV-01 Cosatod Norte del Barrio................................... 68
Imagen No. 29 – Sondeo BV-02 Parte Central del Talud ..................................... 68
Imagen No. 30 – Sitio Sondeo BV- 03 Costado Sur del Barrio ............................. 68
Imagen No. 31 – SEV 01 Calle 47 Parte Alta de la Ladera .................................. 69
Imagen No. 32– Ubicación de Sondeos y Muestras de Cortes Directos............... 70
Imagen No. 33 – Sitio Toma de Muestra Corte Directo. CD-1 .............................. 70
Imagen No. 34 – Sitio Toma de Muestra Corte Directo CD-2 ............................... 70
Imagen No. 35 – Perfil Estratigráfico K70+480 .................................................... 73
Imagen No. 36 – Pefil Estratigráfico K70+440 ...................................................... 74
Imagen No. 37 – Perfil Estratigráfico K70+390 .................................................... 75
Imagen No. 38 – Curva Sondeo Vertical SEV-1 ................................................... 78
Imagen No. 39 – Correlación para la Evalucaión de Parámetros ......................... 88
Imagen No. 40 – Modelación K0+030 (K70+480) Sin sismo ................................ 94
Imagen No. 41 – Modelación K0+030 (K70+480) Con Sismo Aa 0.2g ................. 95
Imagen No. 42 – Modelación K0+030 Con Sismo Aa 0.40g ................................. 96
Imagen No. 43 – Modelación K0+070 (K70+440) Sin Sismo ................................ 97
Imagen No. 44 – Modelación K0+070 (K70+440) Con Sismo Aa 0.2g ................. 98
10
Imagen No. 45 – Aislamiento Taludes con Pendientes Superiores a 45% ......... 107
Imagen No. 46 – Intervención en el Sector Bellavista por el Acueducto
Metropolitano de Bucaramanga .......................................................................... 112
Imagen No. 47 – Perfilación de Taludes ............................................................ 113
Imagen No. 48,53 – Estado Actual del Talud ..................................................... 115
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INTRODUCCIÓN
Este proyecto de investigación avalúa todo el proceso de estudios, diseños y
construcción de la estabilización de un talud, utilizando las herramientas y
metodologías más aplicadas en área de las obras de estabilidad, además muestra
como la academia puede crear interrelaciones con los sectores constructores de
obras en ejecución.
También se determina las características geotécnicas de la zona ubicada sobre la
zona de piedemonte del Escarpe de Lebrija y en particular sobre la margen
Izquierda de la Vía Lebrija – Bucaramanga hacia el PR70+400, en jurisdicción del
Municipio de Girón, Departamento de Santander; para con base en el determinar
cual de las metodologías y mecanismos se podría desarrollar la estabilización del
talud seleccionado.
Con estas investigaciones se generan gran cantidad de herramientas importantes
el contenido de este proyecto es netamente técnico y hace referencia a todos los
conocimientos básicos con los que debe contar un especialista en geotecnia y de
los cuales debe sacar provecho ante las problemáticas que se pueden presentar,
afectando la infraestructura y poniendo en riesgo vidas humanas.
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1. PROBLEMA
1.1. Descripción del Problema
Toda actividad antrópica al medio ambiente; genera una serie de alteraciones y
desequilibrio en los recursos naturales, algunos de ellos son denominados
fenómenos de erosión e inestabilidad, alteración de las características edáficas,
contaminación a fuentes hídricas, alteración a los componentes de flora, fauna,
destrucción de los hábitats, el crecimiento urbanístico, las construcciones, los
megaproyectos y/o obras de interés público o social son el resultado del
incremento poblacional y las necesidades básicas que demanda el ser humano
para su supervivencia; actividades que generan notablemente modificaciones en
nuestro ecosistema.
Todo proyecto de ingeniería, incluye acciones y actividades tendientes a la
inestabilidad de los suelos, por ello es de vital importancia implementar
alternativas que conlleven a la mitigación, protección y, corrección de los mismos,
dichas alternativas son denominadas técnicas de bioingeniería aplicada en
taludes, en las cuales se adoptan una serie de metodologías que conllevan el uso
de material vegetal, con el objetivo de contribuir en una posible restauración
ambiental en el sector intervenido.
La construcción de carreteras y otras obras públicas produce impactos
ambientales severos que afectan a las propiedades de los ecosistemas. Los
taludes generados en estas obras presentan escasas coberturas vegetales y el
establecimiento de la vegetación, tanto de forma natural como a través de
restauraciones, es muy lento. El estudio de los factores que limitan la colonización
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vegetal en estas áreas degradadas nos ayudará a mejorar las técnicas de
revegetación. Al igual que en otros ambientes, en los taludes de carreteras la
colonización se ve limitada por la restringida capacidad de dispersión de algunas
semillas, por lo que estas laderas son colonizadas principalmente por especies
provenientes de áreas cercanas y/o por especies capaces de dispersarse a larga
distancia. Pero existen una serie de limitaciones edáficas que hacen que, aunque
muchas semillas sean capaces de llegar a los taludes, la colonización no se
produzca. [1]
Dado a lo anterior este proyecto se basa en el análisis de los estudios realizados
por la concesión vial metropolitana Autopistas de Santander; en la caracterización
geológica, geotécnica y la implementación de bioingeniería en las laderas del
barrio Bellavista desde el Km 70+500 hasta el Km 70+320 del municipio de Girón;
como alternativa en el establecimiento de coberturas vegetales en terrenos objeto
de intervención con fines constructivos.
1.2. Pregunta Problema
¿Qué parámetros orientan el análisis y evaluación del estudio geológico,
geotécnico y aplicación de bioingeniería establecida en el barrio Bellavista desde
el Km 70+500 hasta el Km 70+320 del municipio de Girón?
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2. JUSTIFICACIÓN
Teniendo en cuenta las posibles afectaciones que se originan a partir de la
intervención de los recursos naturales al realizar cualquier tipo de actividad o
acción constructiva para proveer al hombre vivienda, vías y obras necesarias para
su subsistencia, es importante tener en cuenta alternativas encaminadas a resarcir
los impactos generados al medio ambiente.
Así mismo los taludes de infraestructuras lineales (autopistas, carreteras, caminos,
vías del tren…) se caracterizan por tener amplias pendientes de suelo desnudo y
afloramientos rocosos, originadas por grandes movimientos de tierra. Las laderas
de los taludes desprovistas de vegetación al término de la obra quedan expuestas
al efecto de las lluvias con consecuencias que pueden ser graves para la
seguridad vial (Navarro 2002). Los riesgos de erosión en los primeros meses, que
pueden llevar al derrumbe del talud en su caso más extremo, exigen una
intervención urgente que pretende, según los casos, restaurar una cubierta vegetal
densa en las laderas recién construidas.
Es por lo anterior que es de vital importancia investigar técnicas de aplicación de
la bioingeniería que utiliza los efectos mecánicos e hidrológicos benéficos de una
comunidad de plantas para cumplir una función de ingeniería. La vegetación
puede aumentar la resistencia del suelo al agrietamiento, proteger de la erosión
laminar una superficie de suelo expuesta y atrapar las partículas de suelo que se
deslizan por el talud. Las habilidades de la bioingeniería se encuentran en la
movilización de los efectos benéficos de la vegetación en cualquier situación.
15
La vegetación que es seleccionada para las condiciones particulares del lugar, que
se establece bien y se siembra con suficiente densidad, puede proporcionar una
eficaz protección a la superficie del talud.
Adicionalmente es importante tener en cuenta los costos de inversión y la
accesibilidad de la técnica seleccionada; estableciendo una forma sencilla y
menos costosa de revegetar estas laderas, esta técnica consiste en no intervenir
(restauración pasiva), pero la colonización espontánea por parte de las plantas no
siempre es suficiente o suficientemente rápida. Por ello, se recurre frecuentemente
a técnicas de restauración activa que favorecen y aceleran el establecimiento de la
vegetación con el objetivo de controlar la erosión y darle estabilidad al talud.
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3. OBJETIVOS
3.1. Objetivo General
Realizar el análisis y la evaluación del. Estudio geológico, geotécnico y el análisis
aplicado a la bioingeniería establecida por la concesión vial metropolitana en el
talud del barrio Bellavista desde el Km 70+500 hasta el Km 70+320 del municipio
de Girón, Departamento de Santander.
3.2. Objetivos Específicos
Caracterizar la geológica y geotécnica del talud del barrio Bellavista desde
el Km 70+500 hasta el Km 70+320 del municipio de Girón; mediante la
interpretación de los estudios implementados en el terreno, tales como
estudios geotécnicos, hidrológicos, sísmicos, entre otros.
Analizar la metodología implementada en el establecimiento del talud
teniendo en cuenta las técnicas, materiales, equipos y especies vegetales
utilizadas en el proyecto.
Evaluar el estado actual y el comportamiento del talud antes - durante –
después (seguimientos) de la ejecución del proyecto.
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4. MARCO TEÓRICO
4.1. Antecedentes
La historia de la bioingeniería en todo Europa central como en Australia, Alemania,
Suiza, Francia e Italia ya que en estos lugares existe una tradicional costumbre
por el buen mantenimiento del medio ambiente y el objetivo principal que tienen es
reparar todos los impactos que ha generado el calentamiento global el cual fue
efecto de sus propios obras industriales con todos estos estudios que han
realizado desde 1993 por SIECHTELN comprobaron que las plantas ayudan a
proteger lo que es la superficie del suelo para evitar la erosión. En este documento
se estudiara a fondo una de las tantas ramas de la bioingeniería como es el
cuidado al medio ambiente. [2]
El uso de los métodos bioingenieriles datan en China desde antes del siglo XII
cuando fueron utilizados gran cantidad de arbustos para estabilizar taludes. Al
comienzo del siglo XX, técnicas similares fueron usadas en China para controlar
inundaciones y erosión a lo largo del Río Amarillo. [2]
El uso de la bioingeniería en los Estados Unidos, data de los años 1920 y 1930, y
las aplicaciones más comunes fueron para la estabilización de orillas de arroyos,
caminos y carreteras y restauración de taludes. [2]
Europa experimentó una tendencia similar. Sin embargo, unos pocos practicantes
continuaron para usar y mejorar los métodos vivos en mezcla con los de
construcción. En el año 1930 un número de profesionales en varias disciplinas
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técnicas fueron exitosos empleando los conceptos básicos de la bioingeniería del
suelo. Estas técnicas incluyeron el uso de sauce vivo como una construcción
elemental viva, construcción de muros de piedra combinados con recortes de
madera y muros con incrustaciones de vegetación (Gray y Sotir, 1996). En los
últimos 20 años, la bioingeniería ha sido reconocida como una técnica
reemergente para el control de la erosión, por ser estructuras estéticamente
agradables y ambientalmente seguras. [2]
La bioingeniería ha sido practicada ampliamente y en forma exitosa en Europa,
especialmente en Alemania, donde los métodos bioingenieriles han sido usados
por más de 150 años. [2]
La tala completa de la vegetación arbórea para el establecimiento de pastos y
cultivos genera una inestabilidad de las formaciones superficiales expresada por
una gran cantidad de movimientos en masa. En pendientes fuertes, parte de la
estabilidad de las laderas, se debe al enraizamiento [3], tanto por el anclaje vertical
como por el horizontal. [3]
ANÁLISIS DE ESTABILIDAD Y PROBABILIDAD DE FALLA DE DOS
TALUDES DE SUELO TROPICAL EN LA AUTOPISTA MEDELLÍN –
BOGOTÁ EN EL TRAMO DE VÍA ENTRE MARINILLA Y SANTUARIO;
Luis Javier Escobar Toro y Yamile Valencia Gonzales; Universidad Nacional
de Colombia, sede Medellín.
En la práctica de la ingeniería, es común definir la estabilidad de un talud en
términos de un Factor de Seguridad (F.S), obtenido de un análisis
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matemático determinístico; cuyos modelos, deben tener en cuanta la
mayoría de los factores que afectan la estabilidad, como son la geometría
del talud, parámetros geológicos, cargas dinámicas por efectos de los
sismos, flujos de agua, propiedades de los suelos, etc. Es por esto, el
presente estudio evalúa la estabilidad para diferentes inclinaciones, de dos
taludes de suelos de origen tropical, ubicados en el km 41+500 y km
49+200 de la autopista Medellín – Bogotá del tramo de vía Marinilla y
Santuario, aplicando métodos probabilísticos, que estiman no solo el Factor
de Seguridad, si no la probabilidad de falla, el índice de confianza y el
parámetro del suelo de mayor peso en la estabilidad; con el fin de
determinar el talud de corte mas seguro en la ejecución de este tramo de
vía. [4]
MODELO PARA LA ESTABILIZACIÓN DE TALUDES EN LAS
CARRETERAS DEL SUBTRÓPICO DEL NOR OCCIDENTE DEL
ECUADOR A FIN DE EVITAR ACCIDENTES DE TRÁNSITO Y
DISMINUIR LOS COSTOS DE OPERACIÓN VEHICULAR, Revelo Burgos,
Vicente Ulpiano; D.T. Moya, Dilon, 2008.
Las carreteras del Ecuador generalmente sufren continuas interrupciones
de tráfico debido a los deslizamientos de laderas y taludes, sea por un
defectuoso diseño de los mismos o por un inadecuado y oportuno
mantenimiento. Este problema se agrava en zonas del subtrópico donde las
condiciones climáticas son rigurosas y las características de los suelos
poco favorables a su estabilidad. Este fenómeno obliga a la necesidad de
realizar costosas reconstrucciones luego de haber sufrido numerosas y
periódicas interrupciones de tráfico, accidentes graves y el consecuente
incremento económico en la operación vehicular. Una rehabilitación o
mantenimiento puede llegar a ser más costosa que la construcción de
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taludes perfectamente estudiados y diseñados. A fin de desarrollar esta
investigación se eligió las carretera Selva Alegre – Saguangal como modelo
de aplicación para las vías del subtrópico nor occidental del Ecuador. La
investigación se apoyó en la información proporcionada por el Ministerio de
Transporte y Obras Públicas, el Gobierno Provincial de Imbabura y los
Estudios Definitivos de Ingeniería y de Impacto Ambiental de la carretera
Selva Alegre – XIV Alegre Saguangal – Quininde realizados por la
Consultora Protecvía Cía Ltda., y;la Policía Nacional, Distrito de Imbabura.
Para conocer profundamente las características físicas y mecánicas de los
suelos se realizó la investigación de campo mediante la evaluación de los
taludes existentes y la toma de muestras de suelos a fin someterlas a
ensayos de laboratorio cuyos resultados proporcionaron los parámetros
para el diseño de taludes. La investigación bibliográfica constituye la base
de esta tesis porque se recabó, en lo posible, los métodos más actualizados
y modernos para estabilización de taludes. Dentro de esta información
prevalece la obtenida del V Simposio Nacional sobre Taludes y Laderas
Inestables, realizado en Madrid el mes de noviembre de 2001, con las
exposiciones sobre el tema de investigadores y expertos españoles y
extranjeros de reconocida capacidad internacional. Para el diseño de la
geometría de los taludes se utilizó la última versión computacional del
programa GSLOPE. Para la estabilización de los taludes se propone una
alternativa incrementada en el mundo a partir del año 1990, que consiste en
la colocación de mallas metálicas ancladas, y de la cual en el Ecuador se
tiene pocas referencias. [5]
21
4.2. Marco de Referencia
4.2.1. Que es el suelo:
El suelo es la capa superficial que cubre el planeta y sobre la cual habitan todas
las especies. En comparación con el cuerpo de los seres humanos el suelo se
considerada como la piel de la tierra. La constante transformación de rocas y
sedimentos hacen que éste se produzca. [6]
Sus características las determinan las condiciones del clima y las especies que se
encuentran sobre una superficie. Es importante tener en cuenta que tierra y suelo
no son lo mismo, porque la tierra es el conjunto donde se encuentran diferentes
elementos de la naturaleza entre ellos el suelo. [6]
4.2.2. Los suelos de Colombia
Para entender los tipos de suelo que existen en Colombia hay que hacer relación a
los diferentes elementos biofísicos que conforman las regiones naturales; una
región natural es un área que presenta dentro de sus límites condiciones similares
en cuanto a clima, geología, relieve, suelo, flora y fauna. [6]
Colombia se encuentra dividido de acuerdo a las características de su territorio en
seis regiones: Caribe, Insular, Pacífico, Orinoquía, Amazonía y Andina. [6]
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4.2.3. Los suelos de la Región Caribe:
Pese a que se trata de una planicie, se presentan algunas diferencias en sus
paisajes que originan diversos tipos de suelos. En la Península de la Guajira se
encuentran suelos de clima seco, superficiales y afectados por la presencia de
sales. En las partes bajas de lo valles de los ríos hay suelos influenciados por
inundaciones permanentes. En las partes altas de los valles de los ríos los suelos
son fértiles y bien drenados. Cerca de los ríos San Jorge, Magdalena y Cesar los
suelos son de baja productividad debido al bajo contenido de nutrientes y de la
presencia de sales. En algunos sectores del departamento del Atlántico los suelos
son arenosos y con fertilidad deficiente y en los sectores cercanos a las playas y
algunas zonas del centro el suelo son salinos. [6]
4.2.4. Los suelos de la Región Insular
Las islas tienen diferentes orígenes y de acuerdo con el clima y el material que las
formó así es su suelo. En la Isla de San Andrés la mayoría de sus suelos son
fértiles y bien drenados con excepción de las playas y suelos inundados a la orilla
del mar ocupados por manglares. En las Islas de Providencia y Santa Catalina
algunos de sus suelos son fértiles y otros muy superficiales. En la Isla de Malpelo
prácticamente no hay suelo pues está constituida por afloramientos rocosos. [6]
4.2.5. Los suelos de la Región del Pacífico
Los suelos del Pacifico tienen características derivadas de su clima y paisaje.
Predominan los suelos ácidos y poco evolucionados; no obstante hay dos sectores
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de clima menos lluvioso en donde hay zonas fértiles aptas para cultivos (de los
ríos Mira y Patia) y la segunda en el Darién Chocoano. [6]
4.2.6. Los suelos de la Región de la Orinoquía
En esta región se presentan los suelos más viejos del país y predomina el
ecosistema de sabana tropical que se caracteriza por presentar dos estaciones
climáticas en el año muy definidas, una seca y una húmeda, su vegetación es
menos abundante que en la selva. El río Meta la divide en la Altillanura y la
Orinoquía Inundable. Los suelos de la Altillanura son los más viejos y los de la
Orinoquía Inundable se han desarrollado influenciados por la humedad y son
menos evolucionados, por lo anterior tienen acidez alta y suelos de baja fertilidad.
[6]
4.2.7. Los suelos de la Región de la Amazonía
Pese a ser una región cubierta por vegetación tupida y abundante presenta suelos
viejos aunque en menor grado comparados con los de la Orinoquía. Sus tierras
son de baja fertilidad que es una característica en la mayor parte del territorio. Es
normal la presencia de suelos que se inundan en zonas bajas como en los valles,
también existen algunos suelos con buena infiltración y que no son objeto de
inundaciones, debido a que se localizan en colinas y altiplanicies onduladas. [6]
24
4.2.8. Los suelos de la Región Andina
Es una región de climas variados, constituida por paisajes de montaña, lomerío,
piedemonte, altiplanicie y valle; se presentan diversidad de suelos que en su
mayoría son jóvenes, con buena fertilidad y con acidez ligera a media. [6]
Existen zonas donde los suelos se han formado bajo la influencia de cenizas
volcánicas, con mucha profundidad y de fertilidad media que se encuentran en
Risaralda, Quindío y Caldas. En los paisajes de valle como los de los ríos Cauca y
Magdalena los suelos tienden a ser neutros que les proporcionan bastante
fertilidad, por lo que es una zona de gran producción agropecuaria. [6]
En las montañas a cualquier altura existen sectores muy quebrados donde los
suelos son muy superficiales y presentan afloramientos rocosos, hay riesgos de
erosión y remoción en masa. [6]
4.2.9. Como se forma el suelo
Lo hace en un proceso extenso en el que participan diferentes actores de la
naturaleza como determinantes en la transformación de la piel del planeta. Tiempo
y clima influyen en el resultado final del proceso. [6]
El tiempo es clave en las características que toma el suelo debido a la
descomposición de residuos generados por las especies de la naturaleza como las
25
heces, restos orgánicos, desechos vegetales, entre otros, que le dan la forma y la
resistencia. [6]
El clima es el que marca el resultado final según las condiciones para dar forma a
las rocas y transformar el material original de la superficie en los diversos tipos de
suelos que conocemos. [6]
4.2.10. Clasificación de los suelos
Los sistemas de clasificación facilitan un lenguaje común para expresar
características del suelo, que son infinitamente variables, sin presentar una
descripción detallada. [6]
Muchos de los sistemas de clasificación de suelos fueron diseñados por
ingenieros para sus usos y son basados en propiedades como la distribución del
tamaño de grano y la plasticidad. La solución de problemas de suelos a partir
únicamente de la clasificación puede conducir a resultados desastrosos, por eso
se deben considerar como una guía para predecir un comportamiento y no excluye
la realización de ensayos. [6]
4.2.10.1. Clasificación textural
La textura de un suelo se refiere a su apariencia superficial, la cual es
determinada por el tamaño de los granos presentes en él: grava, arena, limo y
arcilla. [6]
26
En la naturaleza la presentación habitual de los suelos es una mezcla de ellos, en
este caso el nombre del suelo depende de los componentes principales o según el
tamaño de grano. Según sea el caso, el suelo se puede clasificar como arcillo
limoso, areno arcilloso, franco arenoso, entre otros. [6]
La forma para clasificar el suelo según su textura fue desarrollada por el
Departamento de Agricultura de Estados Unidos, USDA (por sus siglas en inglés).
Con la proporción de arenas, limos y arcillas presentes en una muestra de suelo,
se llega a un diagrama triangular que está dividido y marcado por áreas, se
determina a cual corresponde y se indica el nombre que la clasificación
recomienda. [6]
4.2.11. Propiedades de los suelos
Las características del suelo son los rasgos que marcan la diferencia entre un
suelo y otro. Aspectos como el color y la profundidad pueden definirse a simple
vista, sin embargo otras se marcan con ensayos o procesos de laboratorio. El
estudio de suelos se ha clasificado según sus características físicas, químicas o
biológicas. [6]
4.2.11.1. Propiedades físicas:
Color
Los suelos en su mayoría son de color oscuro, pero a medida que se
profundiza se aclara. Cuando son de color oscuro es porque cuentan con
mayor cantidad de materia orgánica. Si su textura es de tonalidades rojiza,
27
pardo o amarillenta, quiere decir que poseen una ventilación mayor y no se
encharcan. [6]
Por su parte los que se encharcan son de colores grises y manchados de
verde azuloso. Las regiones húmedas tienen suelos de tonos claros que
indican baja productividad y un mal desarrollo de las plantas. [6]
Textura
Si queremos conocer un poco de la textura de un suelo sólo debemos
tomar una roca y desmoronarla para definir desde las partículas qué tipo de
masa es. Si los granos son pequeños tenemos una ARCILLA, las
intermedias son LIMOS y las grandes se llaman ARENAS. Estas tres clases
se encuentran presentes en todos los suelos y la mezcla de ellas se llama
textura. [6]
Estructura
Los terrones son los que fijan la estructura de acuerdo a cómo estén las
partículas en el suelo. Si se encuentran unidas como láminas o lajas son de
estructura laminar, pero si están conformando columnas y tienen los bordes
redondeados se clasifica como de estructura columnar. Si las columnas
cuentan con bordes angulosos es prismática o se les dice blocosa si se
unen en forma de bloque. [6]
Porosidad
Se determina por las cavidades o poros que permiten la penetración de
agua y aire. En las arenas los dos elementos ingresan con facilidad. [6]
28
Permeabilidad
Es la habilidad con que el agua y el aire se movilizan en el suelo. Cuando
un suelo se encharca es porque tiene permeabilidad muy lenta. [6]
Profundidad efectiva
Así se llama el alcance que logran tener las raíces de las plantas a la hora
de buscar agua y nutrientes. Las capas endurecidas, piedras o rocas, agua
y sales dañinas son factores que no permiten a la raíces crecer. [6]
4.2.11.2. Propiedades químicas
Son características del suelo que describen el comportamiento de los elementos,
sustancias y componentes que lo integran como materia orgánica, nutrientes y
también algunas sustancias que lo perjudican. Las más importantes son la Acidez
y Capacidad de Intercambio de elementos. [6]
Acidez
Es una propiedad química que se mide en la solución del suelo por el
contenido de Hidrógeno. Si el hidrógeno está en baja cantidad la acidez es
moderada o no existe; pero en alta proporción hace que el suelo sea
extremadamente ácido. La acidez de un suelo la puede determinar el tipo
de roca en el que se origina, puede ser también causada por muchas lluvias
que lo lavan, también por un período de evolución muy largo o por alta
presencia de residuos vegetales y animales en descomposición. [6]
29
Capacidad de Intercambio de Elementos
Es una propiedad favorecida por la presencia de arcillas y de humus, que
consiste en la capacidad y facilidad que tiene el suelo para retener
nutrientes en sus partículas y cederlos a los individuos vegetales cuando los
necesitan. [6]
A los suelos con una gran capacidad de retener e intercambiar elementos
se les relaciona con suelos fértiles; y a los que tienen baja capacidad se les
denomina de baja fertilidad. [6]
La presencia de elementos intercambiables hace referencia a la presencia
en el suelo de los nutrientes: Calcio, Magnesio y Potasio en formas
químicas que puedan ser asimiladas por las plantas. [6]
4.2.11.3. Propiedades biológicas
Son características que se presentan en el suelo por la actividad de organismos
vivos como animales y plantas dentro y sobre él. Las más importantes son: La
presencia de materia orgánica y de los productos que se derivan de ella como
humus y nutrientes. La materia orgánica permite que se mejoren otras
propiedades del suelo como son:
Aireación e Infiltración
Debido a que los organismos construyen cuevas y canales por donde
pueden pasar el agua y el oxígeno. Estructura: Los diversos materiales y
30
sustancias generados por la descomposición de residuos y por los
organismos ayudan a pegar los terrones del suelo. [6]
Fertilidad
La fertilidad aumenta porque al descomponerse los residuos presentes en
el suelo se producen nutrientes para las plantas. [6]
4.2.12. Zonas de vida o formaciones vegetales de Colombia. Holdridge
El país se puede dividir en un conjunto de regiones o zonas de vida, las
cuales tienen un clima fijado por la temperatura (biotemperatura) en grados
centígrados (promedio), y por la lluvia anual en milímetros (promedio). [6]
En Colombia se reconocen todos los pisos altitudinales del mundo, y estos
son (alturas y temperaturas aproximadas): [6]
Tropical (tierra caliente) 0-1.000 metros; >24°C
Premontano (tierra templada o cafetera) 1.000-2.000 metros; 24-18°C.
Montano bajo (tierra fría) 2.000.-3.000 metros; 18-12°C.
Montano (subpáramo) 3.000-4.000 metros; 12-6°C
Subalpino (páramo) 4.000-4.500 metros; 6-3°C
Alpino (super páramo) 4.500-4.800 metros; 3-1.5°C
Nival (nevados, nieve permanente).
31
Se hace la advertencia de que el término "bosque" empleado en la clasificación de
las zonas de vida, no indica que los terrenos se hallen cubiertos con monte
o selva, pueden estarlo o estos haber desaparecido por la intervención del
hombre. [6]
Esta palabra "bosque" se usa en un sentido de clasificación ecológica y no de
estado o condición del medio natural. [6]
Matorral desértico tropical (md-T) (tierra caliente muy árida).
Monte espinoso tropical (me-T) (tierra caliente árida)
Bosque muy seco tropical (bms-T) (tierra caliente muy seca)
Bosque seco tropical (bs-T) (tierra caliente seca)
Bosque húmedo tropical (bh-T) (tierra caliente húmeda)
Bosque muy húmedo tropical (bmh-T) (Tierra caliente muy húmeda)
Bosque pluvial tropical (bp-T) (Tierra caliente super húmeda)
Monte espinoso premontano (me-PM) (Tierra templada muy seca)
Bosque seco premontano (bs-pm) (tierra templada seca)
Bosque húmedo premontano (bh-PM) (Tierra cafetera húmeda)
Bosque muy húmedo premontano (bmh-PM) (Tierra cafetera muy húmeda)
Bosque pluvial premontano (bp-PM) (Tierra cafetera super húmeda)
Bosque seco montano bajo (bs-MB) (Tierra fría seca)
Bosque húmedo montano bajo (bh-MB) (Tierra fría húmeda)
Bosque muy húmedo montano bajo (bmh-MB) (tierra fría muy húmeda)
Bosque pluvial montano bajo (bp-MB) (tierra fría super húmeda)
Bosque húmedo montano (bh-M) (Páramo o subpáramo húmedo)
Bosque muy húmedo montano (bmh-M) (Páramo o subpáramo muy
húmedo)
32
Bosque pluvial montano (bp-M) (Páramo o subpáramo super húmedo)
Páramo subalpino (p-SA) (Páramo húmedo)
Páramo pluvial subalpino (pp-SA) (Páramo muy húmedo)
Tundra pluvial alpina (tp-A) (Super páramo)
4.2.13. Tipos de cobertura vegetal
Los estudios para la conservación de la biodiversidad poseen un componente
espacial muy marcado. Para la conservación de especies, comunidades y
ecosistemas es imprescindible el conocimiento de su localización y distribución en
el territorio. Esto hace de los SIG, cuya principal característica es la capacidad de
manejar información espacial, un instrumento cada vez más relevante para la
toma de decisiones en esta materia. [7]
En la actualidad los SIG pueden manejar información geográfica con un gran
potencial para apoyar los estudios de conservación de la diversidad biológica. Esto
debido a que para la conservación de las especies, comunidades y ecosistemas,
es imprescindible el conocimiento de su localización y distribución en el espacio.
Este potencial es alto, aun cuando existan discrepancias en relación a la definición
del concepto de «diversidad biológica». A los índices de diversidad utilizados en
un principio por biólogos y ecólogos, se han venido a sumar las definiciones con
objetivos de conservación, que distinguen básicamente tres niveles: diversidad
genética, de especies y de ecosistemas [7]
33
4.2.14. Talud
Un Talud es una superficie de terreno inclinada respecto a la horizontal y puede
ser de dos tipos:
Natural
De Ingeniería
Un talud natural, o ladera, se encuentra como parte del paisaje de cañones y
flancos de valles, y ha sido modelado por diferentes procesos, entre ellos la
erosión, los movimientos en masa o movimientos sísmicos. [7]
Un talud de ingeniería, responde a un diseño y puede ser de alguno de los
siguientes tipos: (1) Terraplén, (2) Corte y (3) Muro de Contención. [7]
Muchos taludes naturales que han sido estables durante décadas, súbitamente
pueden fallar debido a cambios en la topografía, sismicidad, flujo de aguas
subterráneas, pérdida de resistencia, cambios en el nivel de esfuerzos y
meteorización. Generalmente, estas fallas no son bien comprendidas debido a los
escasos estudios, hasta que la misma falla origina la necesidad de su
pormenorizado estudio. [7]
En muchos casos hay una gran incertidumbre alrededor de la estabilidad de un
talud natural, como bien lo expuso Peck en 1967:
34
"Nuestras probabilidades de predecir la estabilidad de un talud natural son
mejores si el área en estudio es una antigua zona de deslizamiento que ha sido
estudiada previamente, y puede reactivarse por alguna actividad humana como
la excavación en la base del talud. Por otra parte, nuestras posibilidades son
quizás peores si el mecanismo detonante del deslizamiento esta (1) en una
ubicación aleatoria no estudiada anteriormente y (2) una cuestión de
probabilidad, tal como la ocurrencia de un terremoto."
El conocer que antiguas superficies de deslizamiento existen en el interior de los
taludes naturales facilita la comprensión y el entendimiento del comportamiento
del talud. Estas superficies de falla anteriores, son con frecuencia el resultado de
antiguos deslizamientos o actividades tectónicas, además de procesos geológicos
más complejos como rebote de valles, empujes glaciales y fenómenos glaciales
tales como la solifluxión y expansión irregular de arcillas y lutitas arcillosas.
La resistencia al corte de estas antiguas superficies de falla es generalmente muy
baja, debido a que los movimientos anteriores, han llevado la resistencia al
deslizamiento a su valor pico y posteriormente lo reducen de forma gradual hasta
su valor residual.
4.2.14.1. Protección del talud:
Dentro del programa de la bioingeniería esta la protección y la estabilidad de
ciertas zonas urbanas como laderas, cauces, y taludes. Que son los más
vulnerables en este caso. Uno de los tantos programas institucionales
correspondientes a la bioingeniería es la FOPAE de Bogotá que se encarga de la
atención y prevención de emergencias como la reducción de muchos riesgos en
movimiento de masas y erosión en ciertos lugares con más déficit de inestabilidad
35
en el suelo la contribución de la FOPAE ha incrementado su apoyo y estudio con
la presencia de la agresividad de los fenómenos en los últimos años entre ellos
fenómenos que están asociados directamente a los bruscos cambios climáticos.
[7]
Esta institución divulga mediante seminarios todos los procedimientos de la
bioingeniería para ciertas importancias de protección ambiental y en sus criterios
esta proteger, recuperar y controlar mediante el uso de plantas y materiales
inertes para dar una mejor vista a ciertas áreas degradadas y embellecer de una
forma u otra los paisajes en mal estado, además reduce el impacto que da en
forma visual con respecto a la ingeniería en general en beneficios económicos,
beneficios ecológicos en consideración con menor costo. [7]
4.2.14.2. Propiedades de la vegetación
Para entender los diferentes papeles de la vegetación en la ayuda, el control y la
prevención de una erosión hay que comprender las propiedades que tiene la
vegetación. [7]
4.2.15. Erosión
Es el desalojo y depósito de un suelo por viento, por medio del agua o en forma de
hielo a esto se lo conoce como erosión hídrica. Existen dos tipos de erosión
hídrica que se detallaran a continuación. [7]
36
4.2.15.1. Erosión pluvial:
Aquí se presentan procesos que inicia cuando el agua tiene contacto o cae sobre
una superficie o suelo desprotegido, este proceso separan partículas que están
sueltas en este proceso, a esto se lo llama como saltación pluvial o salpicadura,
estas salpicaduras se transportan en cortas distancias por el flujo laminar. [8]
Imagen No. 1 – Erosión Pluvial.
Jaramillo, 2014
4.2.15.2. Erosión laminar
Es la formación de los desplazamientos de salpicaduras en forma de erosión
laminar, en ciertos terrenos de pendientes suaves, normalmente es conocido
como erosión laminar. [8]
Imagen No. 2 – Erosión Laminar
Jaramillo, 2014
37
Todo el incremento del agua se concentra en canales muy pequeños llamados
flujos turbulentos y esto a su vez llega a formar surcos de erosión. [8]
Imagen No. 3 – Formación de Surcos.
Jaramillo, 2014
A medida que va aumenta la velocidad de los surcos de erosión llegan a tener
mayor fuerza formando cárcavas y hondonadas. [8]
Imagen No. 4 – Formación de Cárcavas
Jaramillo, 2014
La unión de todas estas cárcavas generalmente forman grandes eventos
desencadenando la remoción o el movimiento en masas que final ente se lo define
como deslave. [8]
38
Imagen No. 5 – Formación de Deslaves.
Jaramillo, 2014
4.2.15.3. Efectos que tiene la erosión pluvial
Entre todos los efectos provocados por la erosión pluvial existen efectos muy
dañinos que se verán a continuación. [8]
En principal causa pérdida de suelos lo cual afecta directamente a la capa donde
produce la vegetación aquí produce ese daño directamente la erosión laminar. [8]
La forma de canales discontinuas en el terreno o superficie que son provocadas al
sedimento de las corrientes. [8]
Los efectos directos causados a la vegetación en general ya sea en forma de
cultivos, áreas verdes para ganadería que se ven afectadas por todos los casos
anteriores causando grandes daños. [8]
Los efectos indirectos que causan todos los efectos anteriores formando
deslizamientos o removimiento de masas de la superficie llamados deslaves sobre
todo afectando más a las laderas. [8]
39
Tubificación
La ubicación se lo define a un daño interno o erosión interna la cual consiste en
que el agua infiltra una superficie en ciertos suelos de un tipo de tierra arcillosa en
el cual el agua está en un proceso de reposo a quieta causando suspensiones
coloidales y a su vez causa el movimiento de la masa del suelo o superficie
formando canales internos o desfogues en forma de tubos. [8]
Imagen No. 6 – Gráfica del primer ejemplo de tubificación.
Jaramillo, 2014
Imagen No. 7 – Gráfica del segundo ejemplo de tubificación
Jaramillo, 2014
40
4.2.16. Movimientos en masa
Al momento de masa se refiere al traslado de material perteneciente a la tierra que
puede ser causada propiamente por la gravedad o por causas alternas, se han
considerado en movimiento de masas cuatro tipos. [8]
4.2.16.1. CREEP
Este movimiento es un corte superficial de movimiento lento en laderas con una
forma continua pueden darse tres casos. [8]
1. ESTACIONAL: Se ve afectada por la gravedad o fenómenos causantes de
la humedad y cambio en la temperatura en la parte interna de la superficie o
del terreno. [8]
2. CONTINUO: También conocido como profundo la gravedad también es una
causa que forma una excelencia continua que genera resistencia. [8]
3. PROGRESIVO: Aquí los taludes llegan al punto máximo que fallan
formando movimientos en las masas. [8]
Imagen No. 8 – Corte superficial causado por un movimiento.
Jaramillo, 2014
41
4.2.16.2. Movimientos gravitacionales de masa.
a) Caída: Es el desprendimiento por aire, rebote o rodamiento de una roca
perteneciente a un talud o ladera que forma una gran pendiente. [8]
Imagen No. 9 – Ejemplo de caída de masa o de superficie.
Jaramillo, 2014
b) Volcamiento: Es el movimiento o desplazamiento en sentido a la pendiente
más pronunciada de una masa o de una roca alrededor de un eje esto puede ser
contribuida por la gravedad o por la fuerza formado por fenómenos. [8]
Imagen No. 10 – Volcamiento de masa o de superficie
Jaramillo, 2014
c) Deslizamiento: Es el movimiento lineal de rocas o masa que se forman en
superficies ya sean de pendientes grandes o pequeñas se debe al filtrado del agua
a la superficie ya sea en forma de reposo. [8]
42
Imagen No. 11 – Ejemplo de deslizamientos de masa.
Jaramillo, 2014
d) Propagación lateral: El efecto principal es el hundimiento en el terreno que
puede ser un movimiento lento o un movimiento rápido esto se debe a materiales
blandos. [8]
Imagen No. 12 – Ejemplo de una propagación lateral de masa
Jaramillo, 2014
4.2.16.3. Movimientos hidro-gravitacionales
Son movimientos denominados de tipos viscosos que se debe a la condición que
el sitio o masa estén húmedos, a continuación se detallan cuatro tipos. [8]
43
1. Flujos de detritos: Estos son flujos de alta velocidad o rápidos considerados
así en los deslaves que pueden llegar hasta 180m/h equivalente a 3m/min
esta puede extender su rapidez hasta 5m/seg. [8]
2. Flujos de tierras: Estos flujos se dan internamente por el estado del agua en
forma de reposo en la parte interna de la masa llamada infiltración esto se
da en suelos arcillosos su velocidad de desplazamiento se puede dar a
1.8m/h. [8]
3. Movimiento de lodos: La velocidad que puede llegar a 3m/min y en forma
extrema a 5m/seg es causada por el gran contenido de agua en el material
o nada causando la plasticidad del 5%.[8]
4. Avalanchas: La velocidad no se ha alcanzado a definir al 100% en si son
rápidos con una velocidad desde hasta 5m/seg no son muy profundos pero
se debe a grandes pendientes. [8]
Imagen No. 13 – Ejemplo de movimientos Hidro-Gravitacionales.
Jaramillo, 2014
4.2.17. Prevención a los diferentes movimientos de la masa
La forma más adecuada para la prevención de los movimientos de masa se lo
soluciona con la siembra de árboles para sostener más la superficie o masa,
también con la distribución de malezas para mejorar la vegetación. [8]
44
4.2.17.1. Endurecimiento de la masa o suelo mediante raíces
Los rizomas y raíces de las plantas o arboles combinados con la superficie o suelo
forman una elasticidad de resistencia llamada tensil. Hay muchas técnicas de
armar las tierras o de reforzar la superficie. [8]
Tipos de raíces.
1. TIPO H: Es al máximo el desarrollo producido la raíz de una plata o árbol en
cuanto a profundidad con el 80% desarrollada de la raíz en los 60
centímetros superiores. [8]
2. TIPO R: En este caso la raíz llega a un desarrollo del 20% que se extiende
cerca del 60%.[8]
3. TIPO VH: Su desarrollo en si es discreto o inferior a las anteriores, pero
laterales son fuertes y abundantes. [8]
4. TIPO V: De igual forma el desarrollo de la raíz es muy moderado pero la
destaca porque tiene la principal muy fuerte, con el defecto de q las raíces
laterales son escasas y de muy poco alcance. [8]
5. TIPO M: El desarrollo producido de esta raíz es muy profundo formando el
80% en los 30 centímetros ya desarrollados. [8]
4.2.17.2. Alteración de la humedad de la superficie.
Para alterar la humedad del suelo, se debe mejorar la vegetación de ciertas
superficies, para que absorba toda el agua infiltrada en la superficie, de
preferencia o recomendable uno de tipo M según sea el caso del terreno, y
también evitar el caso de la tala de árboles o deforestación. [8]
45
4.2.17.3. Apuntalamiento
Este tipo de ayuda son arboles ubicados directamente en un talud, ya que los
arboles están unidos formado arcos y de esta manera hace un reforzamiento del
sitio. A continuación tenemos los diferentes casos. [8]
Imagen No. 14 – Tipos de raíces con el porcentaje de crecimiento.
Jaramillo, 2014
46
5. METODOLOGÍA
5.1. Tipo de Estudio
Visto en estos términos, la Investigación Documental podemos caracterizarla de la
siguiente manera:
Se caracteriza por la utilización de documentos; recolecta, selecciona,
analiza y presenta resultados coherentes.
Utiliza los procedimientos lógicos y mentales de toda investigación; análisis,
síntesis, deducción, inducción, etc.
Realiza un proceso de abstracción científica, generalizando sobre la base
de lo fundamental.
Realiza una recopilación adecuada de datos que permiten redescubrir
hechos, sugerir problemas, orientar hacia otras fuentes de investigación,
orientar formas para elaborar instrumentos de investigación, elaborar
hipótesis, etc.
Puede considerarse como parte fundamental de un proceso de
investigación científica, mucho más amplio.
Es una investigación que se realiza en forma ordenada y con objetivos precisos,
con la finalidad de ser base a la construcción de conocimientos. Se basa en la
47
utilización de diferentes técnicas de: localización y fijación de datos, análisis de
documentos y de contenidos.
En un sentido restringido, entendemos a la investigación documental como un
proceso de búsqueda que se realiza en fuentes impresas (documentos escritos).
Es decir, se realiza una investigación bibliográfica especializada para producir
nuevos asientos bibliográficos sobre el particular.
Una confusión muy generalizada, coloca como iguales, a la investigación
bibliográfica y a la investigación documental. Esta afirmación como podemos
observar, reduce la investigación documental a la revisión y análisis de libros
dejando muy pobremente reducido su radio de acción. La investigación
bibliográfica, aclaramos, es un cuerpo de investigación documental. Asumimos la
bibliografía como un tipo específico de documento, pero no como el Documento.
5.2. Población y Muestra
Como población tenemos a la gran cantidad de laderas que se encuentran en las
vías a nivel nacional, las cuales no han recibido aun un tratamiento de
estabilización y están presentando problemas de erosión por los diferentes
factores naturales y/o antropológicos.
Para el desarrollo de esta investigación se tomo como muestra la ladera que se
encuentra ubicada en el barrio Bellavista desde el k70+500 hasta el k70+320,
municipio de Girón, departamento de Santander.
48
5.3. Métodos y Técnicas de Recopilación de información.
Para ajustar a un mejor los métodos y técnicas para el desarrollo del presente
documento, se define la prioridad de la recolección de la siguiente
documentación:
Estudios, diseños y verificación de las obras de construcción implementadas en el
área objeto de estudio, así mismo se cuenta con la herramienta denominada
material humano, para lo cual se entablaran conversaciones con el personal y
profesionales que intervinieron en las actividades y desarrollo del proyecto
anteriormente mencionado.
Así mismo se elevaron las respectivas consultas y asesorías a profesionales
vinculados al cuidado, protección y conservación del medio ambiente quienes con
su experticia brindarán el apoyo requerido en la interpretación, acompañamiento,
evaluación y análisis del presente documento.
De igual manera se efectuaron las respectivas consultas bibliográficas con el fin
de ampliar el panorama, situación actual de nuestra región en temas
concernientes a la ingeniería, coberturas vegetales, especies vegetales entre
otros.
Dado a lo anterior el presente estudio requiere de elementos, herramientas, y/o
equipos para la recopilación, obtención y procesamiento de la información tales
49
como: estudios, diseños, material bibliográfico, cámaras fotográficas, decámetros,
transporte, equipos de georeferenciación, equipos de cómputo entre otros.
Los datos serán obtenidos directamente en campo, estos son considerados como
información primaria o por medio de entrevistas personalizadas (información
secundaria) con el personal encargado de realizar o evaluar los diferentes factores
de la estabilización de las laderas en vías del departamento.
5.4. Trabajo de Campo
Elaboración Propia
Tabla No. 1 – Descripción de Actividades de Campo (Elaboración Propia)
Objetivos Específicos Actividades
Realizar la caracterización geológica, geotécnica del talud del barrio Bellavista desde el Km 70+500 hasta el Km 70+320 del municipio de Girón.
Recopilación e interpretación de los estudios, diseños y verificación de las obras de construcción implementadas en el área objeto de estudio implementado en el área objeto de estudio.
Efectuar un análisis de la metodología implementada en el establecimiento del talud teniendo en cuenta las técnicas, materiales, equipos y especies vegetales utilizadas en el proyecto.
Revisión de los informes y/o bitácoras diligenciadas por la empresa contratista, salidas al campo y revisión de material bibliográfico.
Evaluar el estado actual y el comportamiento del talud antes - durante – después (seguimientos) de la ejecución del proyecto.
Compendiar información primaria (entrevistas), secundaria (análisis bibliográfico, informes).
50
6. RESULTADOS
6.1. Localización y Descripción del Proyecto
La zona de estudio se ubica sobre la zona de piedemonte del Escarpe de Lebrija y
en particular sobre la margen Izquierda de la Vía Lebrija – Bucaramanga hacia el
PR70+400 (Imagen No. 15), en jurisdicción del Municipio de Girón, Departamento
de Santander, teniendo como límites las coordenadas relacionadas en la Tabla
No. 2
Tabla No. 2 – Coordenadas Límites del área de estudio
ESTE NORTE COTA 1.100.000 1.274.250 700 msnm 1.100.120 1.274.400 720 msnm
Elaboración Propia
51
Imagen No. 15 – Localización General del área de estudio
Elaboración Propia, Fuente: Autopistas de Santander S.A
52
6.2. Caracterización Geológica
La caracterización geológica presentada a continuación toma como documentos de
referencia el estudio de Microzonificación sísmica de Bucaramanga (Ingeominas-2002)
y el Mapa geológico del Cuadrángulo H-12 (Ingeominas-1977).
6.2.1. Estratigrafía
La estratigrafía del sector está representada por depósitos cuaternarios de diverso
origen que descansan en profundidad sobre estratos rocosos de la Formación Girón.
Imagen No. 3
6.2.2. Formación Girón
Descrita inicialmente por Hettner (1892) como “Girón Series” en Ward et al., (1973).
Similar a la Formación Jordán, ésta unidad se presenta separada del Macizo de
Santander por el Sistema de Fallas de Bucaramanga - Santa Marta; es decir que
aflora al occidente de dicha estructura.
Estratigráficamente infrayace la Formación Tambor y suprayace la Formación Jordán.
A nivel regional la Formación Girón presenta un espesor aproximado de 4.650 m, con
una alta variabilidad litológica representada por Cediel (1960) en siete facies
litológicas relacionadas de la base al tope en la Tabla No. 3
53
Tabla No. 3 – Clasificación del Suelo
CONJUNTO ESPESOR
(m) DESCRIPCIÓN
A 610 Arenisca arcósicas de grano grueso a conglomeráticas.
B 590 Areniscas (60%) de grano medio a grueso y capas de limolitas y arcillolitas (40%) interestratificadas.
C 430 Areniscas arcósicas de grano medio con niveles conglomeráticos cuarzosos.
D 650 Capas rojas de limolitas y areniscas arcillosas (60%) y areniscas arcósicas (40%) interestratificadas.
E 1040 Areniscas de grano medio y limolitas gris verdosas.
F 250 Areniscas (70%) y capas rojas de limolitas y arcillolitas (30%).
G 1080 Capas de areniscas de grano grueso a conglomerados cuarzosos.
Cediel (1960)
Los afloramientos más cercanos de la formación los encontramos al noroeste a una
distancia aproximada de 500 m y se infiere que en profundidad pueden encontrarse
alrededor de los 50 m de la zona analizada, por lo que todas las fundaciones y
cimentaciones de estructuras en este sector se localizan sobre los niveles
cuaternarios suprayacentes.
6.2.3. Formación Bucaramanga (Qb)
La Formación Bucaramanga fue descrita inicialmente por De Porta (1958); se trata de
un importante depósito sedimentario de edad Cuaternaria que morfológicamente
corresponde a un abanico aluvial erosionado, posiblemente asociado en su mayor
parte al Río Suratá, acumulado sobre una depresión de origen tectónico, sobre la cual
se ubica el casco urbano de la Ciudad de Bucaramanga y su Área Metropolitana.
El espesor del depósito aumenta de oriente a occidente y aunque el valor real de éste
se desconoce, algunos cortes geológicos permiten estimar, en los sectores más
54
profundos del borde occidental de la Meseta de Bucaramanga, valores promedios
cercanos a los 250 m.
La Formación Bucaramanga es disectada por numerosas quebradas, la mayoría
afluentes del río de Oro, conformando un drenaje dendrítico a subparalelo.
De acuerdo con las dataciones paleomagnéticas publicadas en el proyecto
hidroeléctrico Fonce - Suárez, la parte más antigua de la Formación Bucaramanga
tiene unos 730.000 años, ubicándola dentro del Pleistoceno Medio-Superior.
55
Imagen No. 16 -. Cartografía Geológica Regional
Jg: Formación Girón – Qbo: Formación Bucaramanga Miembro Órganos - Qfe: Flujos de Escombros – Ql: Depósitos Coluviales de Ladera – Qal1: Depósitos aluviales de Terrazas Bajas. (Fuente: Autopistas de Santander S.A)
Qbo
0 1Km
Jg
56
Esta unidad está conformada de base a techo por los miembros Órganos, Finos,
Gravoso y Limos rojos, de los cuales en la zona analizada sobre el extremo
suroccidental de la cuenca estructural de Bucaramanga, solo se presenta el Miembro
Órganos, constituyendo la base de la formación, tendiendo a presentar contactos
erosivos más marcados e irregulares entre los niveles conglomeráticos y
limoarenosos observados, con acuñamientos y discordancias. Se presenta a
continuación la descripción del Miembro Órganos.
6.2.4. Miembro Órganos (Qbo)
Definido por Hubach (1952). Aflora en las laderas y escarpes de la parte occidental de
la Meseta de Bucaramanga y el Área Metropolitana, en los alrededores del Municipio
de Girón, anillo vial, en las estribaciones de la parte norte de la mesa de Ruitoque y
en los cortes de la carretera que comunica la población de Girón con la ciudad de
Bucaramanga. Los mejores afloramientos donde se puede observar casi toda la
secuencia se presentan en una extensa área sobre el escarpe occidental del Abanico
de Bucaramanga, con espesores entre 180 y 144 m.
Morfológicamente este miembro constituye valles en “V”, interfluvios de filos
ondulados con crestas agudas ramificadas, caracterizándose por erosionarse
fácilmente, formando surcos, cárcavas y tierras malas que dan formas de estoraques
que alcanzan alrededor de 15 m de altura y sobre él se desarrolla un drenaje
dendrítico subparalelo.
De acuerdo con Bueno y Solarte (1994), corresponde a una serie monótona de
niveles polimícticos de fragmentos gruesos, de aspecto conglomerático, en
alternancia con capas y lentes limo arenosos, con variaciones laterales y verticales en
57
composición y textura. Hubach (1952) describe niveles lenticulares limoarenosos, con
espesores hasta de 5 m.
Los niveles de aspecto “conglomerático” conforman depósitos de gravas y bloques,
débilmente consolidados, clastosoportados (60%) y grano soportados (40%),
dispuestos en forma de capas gruesas a muy gruesas, con espesores hasta de 15 m.
El tamaño de los cantos varía entre 10 y 30 cm, alcanzando bloques mayores de 1
metro de diámetro; sin embargo en la zona analizada por corresponder a la parte
distal del abanico los tamaños de cantos, gravas y bloques tienden a disminuir.
Imagen No. 17.
Imagen No. 17 – Zona de contacto de niveles gravosos del Miembro Órganos (Base) con depósitos coluviales en excavación de acueducto aledaña al pie de ladera.
Imagen del Terreno (Elaboración Propia)
Los cantos se componen en su mayoría de areniscas silíceas de grano medio, bien
cementadas y en menor proporción de fragmentos de rocas ígneas ácidas de textura
fanerítica, neis micáceo de color amarillo a rosado, areniscas lodosas rojizas de grano
fino y alto contenido de micas, cuarzo lechoso, liditas y cherts. Todos los fragmentos
58
tienen formas redondeadas a sub redondeadas, esfericidad baja a media y mala
selección. Los niveles gravosos presentan matriz arcillosa, pardo amarillenta, con
algunas variaciones a gris amarillento. Los feldespatos en las rocas se encuentran
moderada a altamente meteorizados.
Los niveles finos corresponden mayoritariamente a arcillas magras arenosas y arenas
arcillosas compactas, de consistencia firme, ligeramente micáceas, con trazas de
materia orgánica. Imagen No. 18 Su origen se relaciona con depósitos cíclicos
intercanales. El mayor espesor de los niveles limo arenosos se presentan hacia la
base, lo que explica periodos más largos de retrabajamiento, bajo un régimen fluvial
constante. El predominio de lentes hacia la parte superior y los contactos irregulares
podrían indicar periodos de erosión por corrientes intermitentes (Bueno y Solarte,
1994). El ambiente de depositación de este miembro se relaciona con flujos de
escombros y flujos torrenciales, e interdigitación de facies de corrientes de canal,
correspondiendo a la parte proximal y media del Abanico de Bucaramanga.
Imagen No. 18 – Taludes recientemente cortados sobre niveles arcilloarenosos y arenoarcillosos del Miembro Órganos hacia el K70+350, con lentes gravosos
locales y contactos irregulares
Imagen del Terreno (Elaboración Propia)
59
La edad del Miembro Órganos podría abarcar el Pleistoceno medio. Los depósitos se
encuentran medianamente meteorizados, presentando poca compactación de éstos,
con alta permeabilidad y son fácilmente erodables, lo que facilita el desprendimiento
de bloques y cantos en las épocas de fuertes precipitaciones.
En la zona analizada esta unidad constituye el nivel de fundación de las viviendas e
infraestructura asociada y corresponde mayoritariamente a niveles matrizsoportados
arenoarcillosos a arcilloarenosos, con gravas de areniscas y limolitas dispersos.
Superficialmente se presentan suelos gravosoportados con cantos redondeados y
limoarenosos amarillo naranja de 1 a 4 m de espesor que corresponde a la parte alta
de los taludes. Imagen No. 19 e Imagen No. 20. En el diagnóstico Geotécnico se
presenta los perfiles estratigráficos obtenidos sobre esta unidad con las exploraciones
realizadas.
Imagen No. 19 – Niveles gravosoportados en la parte alta de los
taludes – Zona No.1
Imagen No. 20 – Niveles gravosoportados en la parte alta de los taludes – Zona No.2
Imagen del Terreno (Elaboración Propia) Imagen del Terreno (Elaboración Propia)
60
6.2.5. Depósitos Coluviales (Qd)
Son depósitos acumulados, por lo general, en la base de taludes y laderas,
provenientes del desprendimiento de materiales de laderas adyacentes, por la acción
combinada de la fuerza de gravedad y altas concentraciones de humedad.
En la zona analizada estos materiales se han dispuesto en la base de los taludes; su
consistencia es suelta y han sido cortados por el cajeo de banca realizado, su espesor
es superficial oscilando entre 20 y 60 cm y se encuentran combinados con desechos
antrópicos de residuos sólidos y basuras definiéndose como de alta susceptibilidad a
generar procesos de remoción en masa. Imagen No. 21 e Imagen No. 22.
Imágenes No. 21 y 22 – Depósitos coluviales mezclados con residuos intervenidos con el cajeo de la vía.
Imagen del Terreno (Elaboración Propia)
En cualquier tipo de proyecto vial se recomienda removerlos pues al quedar colgados
en los nuevos taludes son potencialmente inestables a derrumbes con solo un ligero
aumento en la humedad natural de los suelos y/o con sismos de mediana magnitud.
Bajo esta premisa se optó por cortar estos materiales sin llegar a afectar la estabilidad
61
del material infrayacente del Miembro Órganos, el cual en otros sectores presenta
pendientes subverticales sin riesgo de desestabilización por remoción en masa.
6.2.6. Tectónica
A nivel estructural la zona de estudio se ubica sobre la zona de influencia del sistema
de Fallas Suarez – Río de Oro, y se infiere en profundidad un alto grado de
fracturamiento el macizo rocoso. Imagen No. 23
Imagen No. 23 – Cartografía estructural Regional
(Fuente: Autopistas de Santander S.A)
62
La Falla del Suárez como su nombre lo indica sigue el curso del Río Suárez al sur de
la Zona de estudio. Unos 10 Km al sur de Girón esta estructura pone en contacto
rocas jurásicas de la Formación Girón al oeste con la Formación Tambor al este
evidenciando un salto o desplazamiento vertical alrededor de los 1000 m; más hacia
el norte el trazo de la falla se oculta por depósitos cuaternarios y se ramifica con
varios lineamientos y microfallas que siguen el curso del Río de Oro.
Se destaca el basculamiento que la falla ha generado sobre depósitos cuaternarios
llevándolos a posición vertical en la zona aledaña al Municipio de Girón. En este
sector al poner en contacto rocas de la Formación Girón a uno y otro lado de la falla,
es difícil cuantificar con exactitud el salto de la falla, el cual por observaciones
morfológicas se estima entre 400 y 500 m.
Hacia el Norte la Falla del Suárez y sus estructuras asociadas se conjugan con el
Sistema de Fallas Bucaramanga – Santa Marta. Se destaca para esta estructura
regional las evidencias de neotectónica encontradas en la zona de Girón y Chimitá; su
distancia con respecto a la zona del proyecto es de aproximadamente 1 Km hacia el
oeste, sin embargo en profundidad se pueden presentar fallas secundarias de este
sistema estructural.
Con respecto a la Falla de Bucaramanga, esta se localiza 9 Km aproximadamente
hacia el oriente, constituyéndose en la estructura regional más importante de
influencia sobre el proyecto desde el punto de vista de sismicidad.
A nivel local no se encontraron evidencias de neotectónica en los taludes analizados,
observándose que la estratificación de los diferentes niveles del Miembro Órganos,
tienden a ser horizontales aunque irregulares a ondulados.
63
6.2.7. Sismicidad
Dada la tectónica de la zona de estudio, ésta se puede caracterizar como de amenaza
alta, según el CCCSR-98. Se puede catalogar una zona como de amenaza sísmica
alta si los valores de Aa son mayores a 0.25 y menores de 0.35, lo cual se cumple en
la zona. Imagen No. 24 e Imagen No. 25.
Imagen No. 24 – Mapa de Zona de Amenaza Sísmica.
Imagen No. 25 – Mapa de Zonificación Sísmica
Elaboración Propia (Fuente: Autopistas de Santander S.A.)
El valor de Aa oscila es de 0,25, y se determina de los mapas existentes en el
CCCSR-98: Mapa Zonas de Amenaza Sísmica, y Mapa de Valores de Aa.
De otra parte el Estudio de Microzonificación Sísmica Indicativa de Bucaramanga
define 3 zonas de comportamiento sísmico homogéneo. La Tabla No. 4 muestra los
REGIÓN Aa
1 0.050
2 0.075
3 0.10
4 0.15
5 0.20
6 0.25
7 0.30
8 0.35
9 0.40
64
parámetros definidos para dichas zonas, de las cuales la zona de estudio ha sido
clasificada como Zona 2 Suelo Rígido. Imagen No. 26.
Tabla No. 4 – Parámetros de control para la construcción de espectros de diseño propuestos para el Área Metropolitana de
Bucaramanga.
Zona 1 Roca Zona 2 Suelo Rígido
Zona 3 Llenos
To (s) 0.10 0.05 0.15 Tc (s) 0.50 0.40 0.50
TL (s) 4.00 3.60 4.00 Am (g) 0.30 0.40 0.65 Sm (g) 0.63 0.90 1.25
Fuente: Estudio de Microzonificación Sísmica Indicativa de Bucaramanga
Imagen No. 26 – Zonificación Sísmica Indicativa para la zona de estudio.
ZONA 1 ROCA: Depósitos de roca correspondientes a la Formación Girón, roca blanda y/o suelos residuales competentes sobre manto rocoso y cualquier depósito que se pueda clasificar como roca pura.
ZONA 2 SUELO RIGIDO: Comprende las zonas del Abanico de Bucaramanga, Flujos de escombros y terrazas bajas y medias. Sectores donde se encuentra concentrada la mayor parte de la población del Área Metropolitana de Bucaramanga.
ZONA 3 LLENOS: Llenos antrópicos y mecánicos
65
C COLUVIONES
R RONDA DE RÍO
Fuente: Plano de Zonificación Sismogeotécnica Indicativa de Bucaramanga
6.2.8. Geomorfología
A nivel geomorfológico, predominan formas de ambiente antropogénico las cuales se
relacionan en la ¡Error! No se encuentra el origen de la referencia. y se especializan e
n la ¡Error! No se encuentra el origen de la referencia. y el Anexo 2 presentadas a
continuación:
Tabla No. 5 – Elementos Geomorfológicos de la Zona de Estudio
Ambiente Morfogenético
Características Elemento Nomenclatura Descripción
Denudativo
Estas geoformas están relacionadas con los procesos denudacionales normales que se presentan en zonas de clima tropical; caracterizadas por erosión, depositación y movimientos en masa. Se pueden clasificar de acuerdo con la pendiente en subhorizontales e inclinadas Estas geoformas se originan por la influencia de la actividad tectónica sobre rocas y suelos, generando expresiones en el terreno que se combinan con los procesos denudacionales.
Laderas muy inclinadas
D10
Superficie natural del terreno, cuyas laderas son muy empinadas con inclinaciones entre 40º y 70º, alargadas y rectilíneas, parcialmente cubiertas por depósitos de ladera.
66
Antropogénico
Estas geoformas son originadas como resultado de la intervención del hombre sobre el terreno; en la mayoría de los casos con el objetivo de realizar obras de ingeniería o explotación de recursos.
Laderas terraceadas
A2
Superficie natural del terreno con pendientes entre 10° y 65° de inclinación, intervenidas por la acción del hombre, mediante cortes sucesivos en formas de terrazas con fines ingenieriles (estabilización de laderas, urbanismo, etc.).
Llenos de escombros
A3
Geoformas irregulares asociadas a botaderos de desechos o estériles provenientes de la explotación minera y de la construcción.
Laderas explanadas
A9
Cortes en laderas para disminuir su pendiente, con el fin de adecuar el terreno para la construcción de vivienda u obras de infraestructura.
Corte vertical de laderas
A10
Taludes que han sido cortados en forma vertical, especialmente para el paso de vías de comunicación u otro tipo de infraestructura como estaciones de combustible, entre otras.
Fuente: Estudio de Microzonificación Sísmica Indicativa de Bucaramanga
En general se destacan las formas antropogénicas sobre relictos denudacionales de
fuerte pendiente, todavía no intervenidos por el hombre. A nivel morfodinámico la
erosión observada sobre laderas denudacionales es de tipo laminar; sin embargo en
los taludes subverticales (A10) se presenta una erosión concentrada incipiente
(surcos) y no se evidencian procesos de remoción en masa antiguos ni recientes.
67
Imagen No. 27 – Geomorfología local de la Zona de Estudio.
(Fuente: Adaptado y complementado de Plancha EU Elementos Geomorfológicos, Estudio de Zonificación de Amenaza por Movimientos en
Masa de algunas Laderas de los Municipios de Bucaramanga, Girón, Floridablanca y Piedecuesta. 2007)
6.2.9. Ensayos de campo y laboratorio
6.2.9.1. Localización de los sondeos
Se ejecutaron tres sondeos de penetración estándar (SPT) con una profundidad
máxima de hasta (¡Error! No se encuentra el origen de la referencia. a la 20 y de la
REF _Ref338577408 \h \* MERGEFORMAT ¡Error! No se encuentra el origen de la
referencia. a ¡Error! No se encuentra el origen de la referencia.). Adicionalmente
buscando determinar la presencia de aguas subterráneas y del nivel freático, se
realizó un sondeo eléctrico vertical (SEV-1) en la parte alta de la ladera sobre la Calle
47 vía principal del barrio. A continuación en la Tabla 6 y en la Imagen No. 28 se
presenta la localización y profundidad de los sondeos y exploraciones ejecutadas.
68
Imagen No. 28 – Sondeo BV-01. Costado norte del Barrio. Cota: 710 msnm.
Imagen No. 29 – Sondeo BV-02. Parte central del Talud. Cota: 704,5 msnm.
Elaboración Propia
Imagen No. 30 – Sitio Sondeo BV-03. Costado sur del Barrio. Cota: 721 msnm.
Elaboración Propia
69
Imagen No. 31 – SEV-01. Calle 47 Parte alta de la ladera. Cota: 724msnm.
Elaboración Propia
Tabla No. 6 – Sondeos Ejecutados.
Sondeo No.
Abscisa Profundidad Coordenadas
Este Norte Cota
BV-01 K70+480 5.0 m 1.274.380 1.100.020 710 msnm
BV-02 K70+440 7.5 m 1.274.344 1.100.038 704,5 msnm
BV-03 K70+390 7.5 m 1.274.300 1.100.061 721 msnm
CD-1 K70+360 1.5 m arriba del pie del talud
1.274.285 1.100.090 705 msnm
CD-2 Talud sur del barrio
2 m arriba del pie del talud
1.274.270 1.100.073 706 msnm
SEV-1 Calle 47 AB/2=75 m 1.274.322 1.100.028 724 msnm
(Fuente: Autopistas de Santander S.A.)
70
Imagen No. 32 – Ubicación de Sondeos y muestras de Cortes Directos
(Fuente: Autopistas de Santander S.A.)
Imagen No. 33 – Sitio toma de muestra corte directo CD-1. Costado sureste pie de
talud. Cota: 705 msnm.
Imagen No. 34 – Sitio toma de muestra corte directo CD-2. Costado sur pie de
talud. Cota: 706 msnm.
(Fuente: Autopistas de Santander S.A.)
71
6.3. Diagnostico Geotécnico
Con base en el anterior marco geológico y las investigaciones del subsuelo
realizadas, se presenta en este capítulo el diagnóstico y análisis geotécnico,
comprendiendo la presentación de los perfiles estratigráficos, resultados de ensayos
de laboratorio y del sondeo geoeléctrico, junto a los análisis de estabilidad
respectivos. Finalmente se determina los niveles de amenaza en función de los
factores de seguridad obtenidos.
6.3.1. Perfiles estratigráficos
Se presentan en este numeral los perfiles estratigráficos obtenidos a partir de los
reconocimientos de campo y los sondeos ejecutados. Imagen No. 35, Imagen No. 36
e Imagen No. 37.
Como se observan en estos perfiles, el Miembro Órganos en este sector de Girón
presenta una alternancia irregular de niveles arcilloarenosos, arenoarcillosos con
gravas y en la parte superior tienden a presentarse niveles gravosos con matriz
arenoarcillosa reflejando una secuencia granocreciente, con contactos erosivos
irregulares y alta variación lateral.
6.3.2. Resultados del sondeo geoeléctrico
El sondeo geoeléctrico fue realizado, por el Geólogo Carlos Manuel Wandurraga
Barón, presentando una profundidad de investigación (AB/2) de 75 m. Para su
localización se planteó utilizar el alineamiento de la Calle 47 en la parte alta de la
72
ladera con una dirección o rumbo N53W subparalelo a la dirección del corredor vial de
la Doble Calzada Bucaramanga – Girón (N32W).
73
Imagen No. 35 – Perfil Estratigráfico K70+480
(Fuente: Autopistas de Santander S.A.)
74
Imagen No. 36 – Perfil Estratigráfico K70+440
(Fuente: Autopistas de Santander S.A.)
75
Imagen No. 37 – Perfil Estratigráfico K70+390
(Fuente: Autopistas de Santander S.A.)
76
El objetivo del SEV fue el de identificar la profundidad del nivel freático; sin embargo
no fue clara su presencia, aunque se infiere unas mayores concentraciones de
humedad en los niveles IV, V y VI. La sección Geofísica obtenida presenta un
depósito sedimentario cuaternario compuesto por niveles de gravas, arenas y arcillas
correlacionables con el Miembro Órganos de la Formación Bucaramanga y estas a su
vez suprayacen a rocas Jurásicas integradas por areniscas, arcillolitas y limolitas
fracturadas, correlacionables con la Formación Girón.
En la Tabla No. 7 y en la Imagen No. 38 se presentan los resultados del sondeo
ejecutado.
Tabla No. 7 – Resultados Sondeo Eléctrico Vertical SEV-1
Profundidad (m)
Desde - Hasta
Unidad Geoeléctrica
Resistividad (Ohm – m)
Correlación Hidrogeológica
0.00 - 0.40 I 40 Suelo areno-limoso
0.40 - 1.60 II 48 Material de relleno areno-arcilloso con fragmentos.
1.60 - 3.90 III 345
Depósito aluvial de arenas, gravas y lentes arcillo-arenosos. Formación Bucaramanga (Miembro Órganos)
3.90 – 7.60 IV 7
Depósito aluvial de arcillas arenosas. Ligeramente húmedas. Formación Bucaramanga (Miembro Órganos)
7.60 – 41.40 V 15
Depósito aluvial de arcillas y arenas. Húmedo. Formación Bucaramanga (Miembro Órganos)
41.40 – 75.00 VI 13 Arcillolitas húmedas. Formación Girón.
(Fuente: Autopistas de Santander S.A.)
Los resultados obtenidos se correlacionan con el perfil estratigráfico del K70+440
(Imagen No. 38, SPT- BV-02), sección más cercana al centro del SEV-1, siendo
congruentes con la información presentada. Los niveles atravesados por el Sondeo
SPT-BV-02 estarían atravesando solo la unidad Geoeléctrica V registrando
77
concentraciones de humedad natural entre el 10 y el 16% sin reportar nivel freático, pero
localmente con valores muy cercanos al Límite Plástico de los suelos analizados.
78
Imagen No. 38 – Curva Sondeo Vertical SEV-1 Calle 47 Barrio Altos de Bellavista - Girón.
(Fuente: Autopistas de Santander S.A.)
79
En la Tabla No. 8 se relacionan los valores de humedad natural obtenidos y su
profundidad, destacándose para los sondeos 2 y 3 que entre los 707 y 711 msnm se
presentan diferencias menores al 1% entre la humedad natural y el límite plástico de los
suelos.
Tabla No. 8 – Comparación de Valores de Humedad Natural y límites plásticos
Sondeo N.F.
Muestra No.
Profundidad CLAS. DESCRIPCIÓN
W %
LP %
∆ No. De: A: USCS
1 N.E.
1 0,00 709,8 3,20 706,6 S C Arena arcillosa con gravas color violeta
7,0 16,9 9,9
2 3,20 706,6 5,00 704,80 C L
Arcilla magra arenosa color habano con vetas grises
12,4 14,2 1,8
2 N.E.
1 0,00 714,6 2,80 711,8 S C
Grava arcillosa con arena color habano con vetas de color amarillo
10,8 16,0 5,2
2 2,80 711,8 3,30 711,30 L C
Arcilla magra arenosa color habano grisáceo con bandas pardas
15,7 17,1 1,4
3 3,30 711,3 4,80 709,80 S C Arena arcillosa con gravas color violeta
12,2 16,2 4,0
4 4,80 709,8 7,70 706,90 C L Arcilla magra arenosa color pardo.
15,1 15,7 0,6
3 N.E.
1 0,00 714,6 3,50 711,1 C L Arcilla magra arenosa color habano.
7,1 14,7 7,6
2 3,50 711,1 6,00 708,60 S C Arena arcillosa con gravas color violeta
14,6 15,4 0,8
3 6.00 708,6 7,00 707,60 C L Arcilla magra arenosa color violeta
6,2 18,2 12,0
(Fuente: Autopistas de Santander S.A.)
80
Como conclusiones del análisis hidrogeológico se considera que el posible nivel freático
inferido en la parte alta del talud sobre la Unidad geoeléctrica IV presenta un abatimiento
por los taludes de corte aledaños a la vía Bucaramanga – Girón, sin embargo es posible
correlacionarlos con las humedades reportadas alrededor de los 4,8 a 7,7 m sobre el
sitio del Sondeo BV-02 (Imagen No. 38), pudiendo variar con las variaciones
estacionales de precipitación; al respecto se destaca que el SEV se ejecutó en marzo y
las humedades pueden ser notablemente mayores durante los periodos lluviosos de
abril – mayo y octubre - noviembre.
Adicional a lo ya expuesto, la tectónica y en particular el alto grado de fracturamiento
generado por el Sistema de Fallas Suarez – Rio de Oro, juegan un papel muy importante
en la acumulación y movimiento del agua subterránea y es posible que por la
precipitación del área y el aporte de aguas freáticas provenientes de la zona montañosa
al occidente, generan concentraciones de humedades importantes sobre los depósitos
cuaternarios suprayacentes.
6.3.3. Resultados de ensayos de laboratorio
En los sondeos efectuados se tomaron muestras alteradas de suelo sobre las cuales
se hicieron ensayos de laboratorio de clasificación (límites de consistencia y
granulometría por mallas) y muestras de suelo tomada en la base de los taludes para
ensayos de corte.
En la Tabla No. 9 se muestran de manera resumida los resultados obtenidos. Se
destaca el predominio de niveles de arcillas magras arenosas color habano con tonos
grises a violetas y pardos con fracción fina menor al 70% y con bajos contenidos de
gravas (0.4 a 14.9%). En segundo término se presentan arenas arcillosas con gravas
81
color violeta con una fracción fina entre el 24 y 30%, las cuales pueden constituir un
nivel guía ligeramente inclinado hacia el oeste.
Como se expuso en párrafos anteriores se destaca el aumento de niveles granulares
(arenas y gravas) hacia el techo de la secuencia estratigráfica y de arcillas magras
arenosas hacia la base de los taludes. También es de destacar que los límites líquidos
observados oscilan entre el 23 y el 41% y los índices de plasticidad van del 2 al 22%.
6.4. Análisis de Estabilidad
6.4.1. Normalización del Ensayo del Ensayo de Penetración Estándar
Los resultados de los ensayos de penetración estándar, N, se corrigieron a N’
aplicando el factor sugerido por Peck, Hanson and Thornburn, que tiene en cuenta la
influencia de la profundidad. Tabla No. 9 a Tabla No. 12.
82
Tabla No. 9 – Resumen Resultados Ensayos de Laboratorio
Sondeo Geolo
gía N.F.
Muestra No.
Profundidad
CLASIFICACIÓN DESCRIPCI
ÓN W %
Índice
Liquidez
Límites Atterberg
Gradación
No. De: A: USC
S AASH
TO IG
LL %
LP %
IP %
G %
A %
F %
S-BV1
Form
ació
n B
ucara
mang
a -
Mie
mbro
Órg
anos (
Qb
o)
N.E.
1 0,00
3,20
S C A-2-4 0
Arena arcillosa con gravas color violeta
7,0 -1,1 26,3
16,9
9,4 18,5
56,8
24,7
2 3,20
5,00
C L A-6 5
Arcilla magra arenosa color habano con vetas grises
12,4 -0,1 28,8
14,2
14,6
1,0 45,8
53,2
S-BV2
N.E.
1 0,00
2,80
S C A-2-6 0
Grava arcillosa con arena color habano con vetas de color amarillo
10,8 -0,4 29,7
16,0
13,7
41.1
39,7
19,3
2 2,80
3,30
L C A-6 6
Arcilla magra arenosa color habano grisáceo con bandas pardas
15,7 -0,1 32,3
17,1
15,2
0,8 44,0
55,2
3 3,30
4,80
S C A-2-4 0
Arena arcillosa con gravas color violeta
12,2 -0,4 25,5
16,2
9,3 32,3
43,7
24,0
4 4,80
7,70
C L A-6 7 Arena limosa color pardo.
15,1 -0,2 31,4
15,7
13,9
9,7 29,3
61,1
S-BV3
N.E.
1 0,00
3,50
C L A-6 8 Arcilla magra arenosa color
7,1 -0,5 30,2
14,7
15,5
3,2 34,5
62,3
83
habano
2 3,50
6,00
S C A-2-6 1
Arena arcillosa con gravas color violeta
14,6 -0,1 30,3
15,4
14,6
22,0
48,5
29,5
3 6.00
7,00
C L A-7-6 9 Arcilla magra arenosa color violeta
6,2 -0,5 40,5
18,2
22,4
14,9
27,9
57,2
CD-1 - 1
A 1 m de pie de Talud
SM A-2-4 0
Arena fina limosa color verde grisáceo
4,6 -6,7 23,1
20,7
2,4 0,2 82,1
17,7
Angulo de fricción ɸ 14,6° Cohesión 0,261 Kg/cm2
CD-2
- 1 A 2 m de pie de Talud
CL A-6 11
Arcilla magra arenosa color habano
10,4 -0,5 37,0
19,3
17,7
0,4 27,2
72,5
Angulo de fricción ɸ 6,2° Cohesión 0,108 Kg/cm2
(Fuente: Autopistas de Santander S.A.)
84
Tabla No. 10 – Registro Sondeo BV-02
(Fuente: Autopistas de Santander S.A.)
85
Tabla No. 11 – Registro Sondeo BV-03 – Punto 1
(Fuente: Autopistas de Santander S.A.)
86
Tabla No. 12 – Registro Sondeo BV-03 – Punto 2
(Fuente: Autopistas de Santander S.A.)
87
El factor Cn es el resultado de la siguiente expresión:
p
LogCn 20*77.0
Donde p = Presión efectiva vertical por la sobrecarga del suelo a la profundidad del
ensayo (t/ft²).
El valor N60 se obtuvo aplicando factores de corrección que tienen en cuenta la
forma anular de la pesa y su operación con manila usando lazada simple.
Respecto al Factor (A) que involucra la longitud de la tubería de perforación,
muestreador, diámetro del agujero se toma un valor en función de la profundidad de la
exploración que varía entre 0.75 a 1.0.
El Factor ERr/60 (Standard rod energy ratio) se adopta un valor de 0.75
6.4.2. Determinación Parámetros de Resistencia
A continuación en la Imagen No. 39 se presenta las correlaciones utilizadas para
evaluación de los parámetros efectivos de resistencia cohesión y ángulo de fricción
drenados mediante el empleo de los datos de SPT (N en golpes/pie) siguiendo el
articulo “Estimativos de Parámetros Efectivos de Resistencia con el SPT” desarrollado
por el Ingeniero Álvaro J González.
88
Imagen No. 39 – Correlación para Evaluación de los Parámetros Efectivos de Resistencia cohesión y ángulo de fricción drenados
Fuente: González, 2005
Adicionalmente en función de los valores extraídos de la Tabla No. 13 se delimitan en
las Tabla No. 14 a Tabla No. 15 los parámetros de resistencia de los materiales
teniendo en cuenta su densidad, compacidad y consistencia:
Tabla No. 13 – Ángulo de Fricción para Suelos Granulares
Fuente: González, 2005
89
Tabla No. 14 – Ángulo de Fricción Sondeo BV-01
(Fuente: Autopistas de Santander S.A.)
90
Tabla No. 15 – Ángulo de Fricción Sondeo BV-02
(Fuente: Autopistas de Santander S.A.)
91
Tabla No. 16 – Angulo de Fricción Sondeo BV-03
(Fuente: Autopistas de Santander S.A.)
92
6.5. Resultados de Modelaciones
A continuación en la Imagen No. 40 a la Imagen No. 44, se presentan los resultados
de las modelaciones realizadas:
6.5.1. Zonificación de amenaza y riesgo
Como se expuso en párrafos anteriores, la zona de estudio se puede caracterizar
como de amenaza intermedia, según el CCCSR-10. Se puede catalogar una zona
como de amenaza sísmica intermedia con una aceleración de 0.25g.
De acuerdo con el NSR-10 para efectos de análisis y diseño de taludes, se debe de
emplear la aceleración máxima del terreno, am obtenida del espectro de diseño para el
periodo cero, cuando exista un estudio de microzonificación aprobado se utilizara la
aceleración máxima superficial del terreno.
El valor del coeficiente sísmico para análisis seudo estáticos tiene un valor inferior o
igual al de amax. De acuerdo con la Tabla H.5.2-1 para suelos se debe adoptar el 80%
de la aceleración máxima.
La Tabla No. 17 de la Zonificación Geotécnica de Bucaramanga muestra la
correspondencia de las zonas definidas en zonificación Sismogeotécnica con aquellas
definidas en la zonificación geotécnica y la modelación dinámica.
93
Tabla No. 17 – Parámetros de control para la construcción de espectros de diseño propuestos para el Área Metropolitana de
Bucaramanga.
Zona 1 Roca Zona 2 Suelo
Rígido Zona 3 Llenos
To (s) 0.10 0.05 0.15
Tc (s) 0.50 0.40 0.50
TL (s) 4.00 3.60 4.00
Am (g) 0.30 0.40 0.65
Sm (g) 0.63 0.90 1.25
(Fuente: Autopistas de Santander S.A.)
94
Imagen No. 40 – Modelación K0+030 (K70+480) Sin Sismo
(Fuente: Autopistas de Santander S.A.)
95
Imagen No. 41 – Modelación K0+030 (K70+480) Con Sismo Aa 0.20 g
(Fuente: Autopistas de Santander S.A.)
96
Imagen No. 42 – Modelación K0+030 Con Sismo Aa 0.40 g
(Fuente: Autopistas de Santander S.A.)
97
Imagen No. 43 – Modelación K0+070 (K70+440) Sin Sismo
(Fuente: Autopistas de Santander S.A.)
98
Imagen No. 44 – Modelación K0+070 (K70+440) Con Sismo Aa 0.20 g
(Fuente: Autopistas de Santander S.A.)
104
6.6. Criterios de Aceptación y Factores de Seguridad
En el análisis se aceptan las geometrías y medidas de mejoramiento que cumplan con
los criterios que se describen a continuación, se presentan los rangos de clasificación
de factores de seguridad para el caso estático y pseudo-estático, dado por la US Army
Corps of Engineers. Tabla No. 18.
Un factor de seguridad en condiciones estáticas entre 1,25 y 1,5.
Un factor de seguridad entre 1,0 a 1,25 para el caso pseudo-estático, incluyendo
coeficiente de aceleración horizontal.
Tabla No. 18 – Rangos de clasificación de factores de seguridad para el caso estático y dinámico
Calificación F.S. Estático F.S. Seudo estático
Inadmisible <0,75 <0,50 Muy bajo 0,75 – 1,00 0,50 – 0,75 Bajo 1,00 – 1,25 0,75 – 1,00 Aceptable 1,25 – 1,50 1,00 – 1,25 Ideal >1,50 >1,25
Fuente: U.S. Army Corps of Engineers, Octubre 2003
La clasificación de los niveles de riesgo que se muestra en la Tabla No. 19 relacionada
a continuación se hace fundamentalmente a partir de los parámetros contenidos en la
resolución CDMB No 0003656 de 2009 “NORMAS TÉCNICAS PARA EL CONTROL
DE EROSIÓN Y PARA LA REALIZACIÓN DE ESTUDIOS GEOLÓGICOS
GEOTÉCNICOS E HIDROLÓGICOS”.
105
Tabla No. 19 – Características de los Niveles de Amenaza por Deslizamiento e Inundación
Nivel
A los deslizamientos
A la inundación ax=0.0 g ax=0.15
g
BAJO > 1.50 >1.20 No existe riesgo de que áreas del proyecto sean inundadas en la creciente máxima.
MEDIO 1.25 – 1.50
1.00 a 1.20
Son terrenos afectados por amenazas medianas de inundación por corrientes de agua y para adelantar la construcción de obras es necesaria la ejecución previa de trabajos de control de inundación. No existe riesgo de que área alguna sea inundada en la creciente básica (Periodo de retorno de 100 años), pero existe el riesgo de que áreas del proyecto sean afectadas por la creciente máxima.
ALTO <1.25 <1.00
Son terrenos afectados por amenazas graves de inundación por corrientes de agua en los cuales no se deben adelantar ninguna obra de construcción, debido a que presentan riesgos altos para la vida y bienes de la comunidad o de tratamientos especiales. Existe el riesgo de que algunas áreas del proyecto sean inundadas en la creciente básica.
Fuente: Resolución CDMB No 0003656 de 2009
De acuerdo con las Normas de la CDMB numeral 2.4.2 Nivel de Amenaza media a los
deslizamientos: Terrenos afectados por amenazas, las cuales se pueden estabilizar
totalmente mediante la construcción de obras de ingeniería.
Son terrenos clasificados geológicamente como “relativamente inestables”, en los
cuales para adelantar la construcción de obras es necesaria la ejecución previa de
trabajos que preserven su estabilidad o se establecen condicionantes para el manejo
del terreno, orientados a conservar o mejorar su estabilidad natural. Los factores de
seguridad en el análisis de estabilidad de taludes se encuentran entre 1.25 y 1.5 para
condiciones estáticas y mayores a 1.2 para eventos sísmicos.
106
Hay que tener presente que las Normas de la CDMB solicitan que se cumpla con un
aislamiento para construcciones ubicadas en la corona: de 1.5*H medido desde el pie
del talud o de H/2 medido desde la corona para un talud proyectado de 45 grados.
Pero para el caso de cortes con una pendiente máxima de ½ H: 1 V, el aislamiento es
de H medido desde el pie del talud del corte.
107
Imágenes No. 45 – Aislamiento Taludes Con Pendiente Superior a 45°
(Fuente: Autopistas de Santander S.A.)
108
7. ANÁLISIS DE ESTUDIOS
La estratigrafía del sector está representada por depósitos cuaternarios
correspondientes al Miembro Órganos de la Formación Bucaramanga que descansan
en profundidad (>50m) sobre estratos rocosos de la Formación Girón.
El Miembro Órganos constituye el nivel de fundación de las viviendas e infraestructura
asociada y corresponde mayoritariamente a niveles matrizsoportados arenoarcillosos a
arcilloarenosos, con gravas de areniscas y limolitas dispersos. Superficialmente se
presentan suelos gravosoportados con cantos redondeados y limoarenosos amarillo
naranja de 1 a 4 m de espesor que corresponde a la parte alta de los taludes reflejando
una secuencia granocreciente en la columna estratigráfica del sector.
A nivel estructural la zona de estudio se ubica sobre la zona de influencia del sistema
de Fallas Suarez – Río de Oro, y se infiere en profundidad un alto grado de
fracturamiento el macizo rocoso.
A nivel local no se encontraron evidencias de neotectónica en los taludes analizados,
observándose que la estratificación de los diferentes niveles del Miembro Órganos,
tienden a ser horizontales aunque irregulares a ondulados con gran variación lateral.
A nivel geomorfológico, predominan formas de ambiente antropogénico
correspondientes a Laderas Terraceadas (A2), Llenos de Escombros (A3) Laderas
Explanadas (A9) y Corte Vertical de Laderas (A10), estos últimos en su gran mayoría
generados por el corte de vías recientes de la Concesión Vial. Localmente se
presentan formas de origen denudativo correspondientes a laderas muy inclinadas
(D10).
109
Con el Sondeo Eléctrico Vertical ejecutado SEV-1 se pudo inferir unas mayores
concentraciones de humedad en los niveles IV, V y VI. Los resultados obtenidos se
correlacionaron con el perfil estratigráfico del K70+440 (SPT- BV-02), sección más
cercana al centro del SEV-1, siendo congruentes con la información presentada. Los
niveles atravesados por el Sondeo SPT-BV-02 estarían atravesando solo la unidad
Geoeléctrica V registrando concentraciones de humedad natural entre el 10 y el 16% sin
reportar nivel freático, pero localmente con valores muy cercanos al Límite Plástico de los
suelos analizados.
Dada la tectónica de la zona de estudio, ésta se puede caracterizar como de amenaza
alta, según el CCCSR-10. Se puede catalogar una zona como de amenaza sísmica alta
si los valores de Aa son mayores a 0.25 y menores de 0.35, lo cual se cumple en la
zona.
De acuerdo con el estudio de Microzonificación Sismogeotécnica del Área
Metropolitana de Bucaramanga y en particular del Mapa de Zonificación Geotécnica, el
Barrio Bellavista se localiza en la unidad 4B, descrito en el mapa como el Miembro
Órganos Afectado por Procesos Erosivos. A nivel de la Zonificación Sísmica Indicativa
la zona analizada se clasifica como suelo rígido y se tuvo en cuenta en los análisis de
estabilidad con espectros de la Zona 2.
De acuerdo a las exploraciones realizadas, se destaca el predominio de niveles de
arcillas magras arenosas color habano con tonos grises a violetas y pardos con
fracción fina menor al 70% y con bajos contenidos de gravas (0.4 a 14.9%). En
segundo término se presentan arenas arcillosas con gravas color violeta con una
fracción fina entre el 24 y 30%, las cuales pueden constituir un nivel guía ligeramente
inclinado hacia el oeste. También es de destacar que los límites líquidos observados
oscilan entre el 23 y el 41% y los índices de plasticidad van del 2 al 22%.
110
De acuerdo con los análisis de estabilidad efectuados para el análisis dinámico con una
aceleración de 0.20g (80% amax NSR-10) el factor de seguridad es bajo en la sección
del K0+070 (K70+440) y aceptable para K0+030 (K70+480) con sismo; sin embargo
por tratarse de taludes con construcciones sobre la corona y en zona urbana, aplican
normativas como las NORMAS GEOTECNICAS CDMB, Estudio de Microzonificación
Sísmica de Bucaramanga y NSR-10 (Ley de la Republica).
De acuerdo con los análisis de estabilidad efectuados para el análisis dinámico con una
aceleración de 0.40g (cuando exista un estudio de microzonificación aprobado se
utilizara la aceleración máxima superficial del terreno, NSR-10) el factor de seguridad
es bajo con sismo, aplica el Estudio de Microzonificación Sísmica de Bucaramanga y
NSR-10 (Ley de la Republica).
Los taludes se modelaron con parámetros de resistencia superiores a los determinados
mediante los ensayos de corte directo y ensayos de SPT, por lo cual se concluye que
se requiere realizar soluciones geotecnicas.
De acuerdo a los análisis de estabilidad realizados y a los condicionantes establecidos
por la CDMB en cuanto a aislamientos de taludes, se plantea en este informe una
zonificación de amenaza a ser tenida en cuenta en los tratamientos geotécnicos a
establecer en la zona de estudio.
Se recomienda la obtención de los estudios de suelos en los cuales se basaron las
autoridades correspondientes para la emisión de las respectivas licencias de
construcción y así poder evidenciar si las recomendaciones de mencionado informe,
tendientes a la estabilización del talud se realizaron efectivamente por parte de los
111
constructores o por la administración municipal, para que de esta manera el terreno
fuera apto para la edificación de viviendas.
Con el fin de evitar la infiltración de aguas lluvias en el talud de la referencia es
necesario la construcción de una zanja de coronación que conduzca las aguas lluvias a
un descole final y así mitigar el riesgo de erosión del terreno.
También se debe implementar la empradización total del talud para evitar erosiones en
la cara externa del talud o cárcavas producidas por los agentes naturales, esto como
medida adicional a la zanja de coronación antes descrita.
112
8. COMPORTAMIENTO DEL TALUD
8.1. Seguimiento Etapa de Construcción
Durante el desarrollo de las obras del proyecto se realizaron visitas periódicas con el fin
de conocer el comportamiento del talud sobre los cambios en su geoforma y estructura,
que fueron necesarias para estabilizar y fortalecer las características del talud, además
de conocer estos comportamientos duran te las visitas se realizaban algunas
recomendaciones al ingeniero civil residente.
Imagen No. 46 – Intervención del sector de Bellavista por el acueducto Metropolitano de Bucaramanga AMB.
Elaboración Propia
113
Durante algunos días la obra fue retrasada a consecuencia de la intervención por parte
del Acueducto Metropolitano de Bucaramanga amb al requerir el pazo de una
instalación hidráulica por el pie del talud.
Imagen No. 47 – Perfilación de Taludes
Elaboración Propia
Las principales recomendaciones realizadas sobre todo el desarrollo del proyecto fue al
respecto seguir punto por punto los diseños establecidos con base en los estudios
realizados, teniendo en cuenta prioridades como lo son la pendiente establecida del
talud, los canales de coronación diseñados y los corta corrientes, aspectos de rigurosa
importancia para la conservación, mantenimiento y funcionamiento eficiente de la
estabilización del talud.
La dirección del proyecto estuvo siempre muy activo y receptivo frente a las
recomendaciones hechas en cada una de las visitas realizas, además en las mismas
114
se realizaron recomendaciones del aspecto ambiental con el fin de garantizar la
viabilidad de la obra y no generar impactos ambientales negativos que podrían
conllevar problemas legales con la autoridad ambiental competente.
Con forme a los conocimientos profesionales del autor del presente proyecto se
realizaron recomendaciones y acompañamientos fuertes en la etapa de
revegetalizacion del talud, obteniendo de esta manera una experiencia valiosísima para
el desarrollo como especialista en geotecnia.
8.2. Estado Actual del Talud.
En visitas realizadas 8 meses después de la culminación de las obra, se evidencia un
excelente comportamiento de talud posee una pendiente constante y la especie con la
cual fue realizada la revegetación y estabilización del talud se desarrolla rápidamente y
se destacan sus características físicas, además se denota un buen diseño y
construcción del sistema de manejo de aguas lluvias y de escorrentía superficial que
pudieran ser los enemigos mas fuertes de las etapas de estabilización, además no se
observa ningún tipo de erosión en la zona intervenida evidenciando de esta manera
que los estudios, diseños e implementación de los mismos y la metodología que los
caracterizo generan excelentes
115
Imágenes No. 48 – 53 – Estado Actual del Talud Estabilizado.
Elaboración Propia
116
9. CONCLUSIONES
Los taludes se modelaron con parámetros de resistencia superiores a los
determinados mediante los ensayos de corte directo y ensayos de SPT, por lo
cual se concluye que se requiere realizar soluciones geotecnicas.
De acuerdo a los análisis de estabilidad realizados y a los condicionantes
establecidos por la CDMB en cuanto a aislamientos de taludes, se plantea en
este informe una zonificación de amenaza a ser tenida en cuenta en los
tratamientos geotécnicos a establecer en la zona de estudio.
Se recomienda la obtención de los estudios de suelos en los cuales se basaron
las autoridades correspondientes para la emisión de las respectivas licencias de
construcción y así poder evidenciar si las recomendaciones de mencionado
informe, tendientes a la estabilización del talud se realizaron efectivamente por
parte de los constructores o por la administración municipal, para que de esta
manera el terreno fuera apto para la edificación de viviendas.
La estabilización de taludes utilizando medios biológicos y especies con
características radiculares necesarias para esta actividad, es un método
efectivo, económico y viable por lo cual se pueden generar propuestas para
tantos taludes que generar peligros latentes en la zona y que además teniendo
en cuenta que se han venido incrementando las actividades sísmicas en la
región es mejor prevenir y no luego lamentar sucesos irremediables.
Por medio de los estudios geotécnicos se pueden establecer las características
principales con las cuales debe contar un talud que recibe tratamientos de
estabilización, desde la definición de la pendiente ideal de estabilidad hasta los
diseños de canales y contra corrientes son vitales en la eficiencia de la obra
establecida.
117
10. RECOMENDACIONES
Realizar seguimientos periódicos al talud recuperado con el fin de determinar el
comportamiento con respecto al tiempo.
Desarrollar estudios donde se evalué el efecto del agua sobre el talud
recuperado.
Proponer ideas innovadoras con respecto a las diferentes técnicas de
biorecuperación de taludes.
118
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