t041500006225-0-caracterizacion geomecanica para el proyecto del sistema sub-000

8/10/2019 t041500006225-0-Caracterizacion Geomecanica Para El Proyecto Del Sistema Sub-000

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TRABAJO ESPECIAL DE GRADO

CARACTERIZACIN GEOMECNICA PARA EL PROYECTO DELSISTEMA SUBTERRNEO METRO DE CARACAS. LNEA 5, TRAMO

ZONA RENTAL DE LA UCV BELLO MONTE.

Presentado ante la IlustreUniversidad Central de VenezuelaPor los Brs. Alvarez R. Marco A.,

Rodrguez M. Lenis A.Para optar al Ttulo de


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TRABAJO ESPECIAL DE GRADO

CARACTERIZACIN GEOMECNICA PARA EL PROYECTO DELSISTEMA SUBTERRNEO METRO DE CARACAS. LNEA 5, TRAMO

ZONA RENTAL DE LA UCV BELLO MONTE.

TUTOR ACADMICO: Prof. Miguel Castillejo

Presentado ante la IlustreUniversidad Central de VenezuelaPor los Brs. Alvarez R. Marco A.,

Rodrguez M. Lenis A.Para optar al Ttulo de


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Los abajo firmantes, miembros del Jurado designado por el Consejo de Escuela de

Ingeniera Geolgica, para evaluar el Trabajo Especial de Grado presentado por losBachilleres Marco A. Alvarez R y Lenis A. Rodrguez M., titulado:

Caracterizacin Geomecnica Para El Proyecto Del Sistema SubterrneoMetro De Caracas. Lnea 5, Tramo Zona Rental Bello Monte.

Consideran que el mismo cumple con los requisitos exigidos por el plan de estudiosconducente al Ttulo de Ingeniero Gelogo, y sin que ello signifique que se hacensolidarios con las ideas expuestas por los autores, lo declaran APROBADO.

Prof. Armando Daz Quintero Prof. Pietro De MarcoJurado Jurado

Prof. Miguel CastillejoTutor


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DEDICATORIA

A Dios A mis Padres A mis Hermanos

Marco A. Alvarez R.


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AGRADECIMIENTOS

A Dios por permitirme estar aqu.

A mis Padres y Hermanos, por creer en m en todo momento y estar siempre a milado.

A Vanessa, que has sido mi apoyo y mi fuerza en todo momento TE AMO!

A mis Amigos que siempre fueron mi apoyo: Javier, Adriana, Mnica, Leomar,Mijail, Rossmar, Andrs, Nerwin (), Hctor, Woodwarde, Angelito (Mompi),Freddy, William, Enrique, Ricardo y el resto de los que compartieron conmigo lacarrera.

A mi Amiga y compaera de Tesis, por acompaarme en este trabajo y por sudedicacin.

A todos los compaeros de IUT, que fueron importantes durante los momentosfinales de este trabajo.

Marco Alvarez


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A mi Padres por darme lo mejor de este mundo. Aunque ya no ests aqu Pap, te

agradezco todos tus esfuerzos por hacer de mi una mejor persona. Mami, sin ti no lohubiera podido lograr. Manuel Salvador y yo te amamos y estamos infinitamenteagradecidos.

A mi hijo, Manuel Salvador, quien ha tenido que acarrear el tiempo invertido en misestudios.

A mi Esposo, Manuel Pose, por su Amor, apoyo incondicional y paciencia.

A mis hermanos, por cuidar a su sobrino y por participar de manera indirecta en ellogro de mis metas.

A mis Amigos del IUT, quienes son mi segunda familia. Gracias por brindarme suapoyo: Jhonny Aponte, Jess Rojas, Leonardo Monrroy, Carlos Navarro y JuanYegres.

A mi compaero de Tesis y Amigo. Gracias por tu paciencia y por este trabajo tanameno.

A mis compaeros de clase de la UCV, quienes me cuidaron durante mi estado degravidez. Gracias por el sentido humano que caracteriza al Ucevista.

Lenis Rodriguez


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Le agradecemos a la Universidad Central de Venezuela, nuestra Magna Casa de

Estudios, por habernos formado profesionalmente y por ensearnos con la diversidaddel pensamiento lo que es una verdadera Universidad.

Agradecimiento para los Profesores de la Escuela de Geologa, Minas y Geofsica, por formar parte en nuestro desarrollo intelectual.

A nuestro Tutor Profesor Miguel Castillejo, por toda la colaboracin prestada.

Al Profesor Pietro De Marco, por su valioso asesoramiento y disponibilidad paradisipar nuestras dudas.

Al Profesor Armando Daz Quintero, por facilitarnos las fotografas areas de la zonay asesorarnos en los primeros captulos de este trabajo.

A nuestra Amiga Yramer Barrios, quien de manera desinteresada brind todo suapoyo y colaboracin.

Al Profesor Ricardo Alezones, por su asesoramiento y por permitirnos el uso dellaboratorio de Petrografa gneo-metamrfica.

Al Instituto Universitario de Tecnologa Dr. Federico Rivero Palacios, por permitirnos realizar los ensayos de densidad Bulk y Absorcin en el laboratorio deModelos Estructurales.

A los Ingenieros Gerardo Mndez y Thais Wilson de Odebrecht, por facilitarnos lainformacin bsica del proyecto.

A la Lic. Morela Mikati, por su siempre amable atencin y disposicin paraayudarnos en la bsqueda de informacin bibliogrfica.

Al Profesor Carlos Albrizzio por facilitarnos las fotografas areas de caracas.

Al profesor Andr Singer, por abrirnos la puerta hacia una visin ms urbana de lageologa.


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Alvarez R. Marco A.,

Rodrguez M. Lenis A.CARACTERIZACIN GEOMECNICA PARA EL PROYECTODEL SISTEMA SUBTERRNEO METRO DE CARACAS. LNEA

5, TRAMO ZONA RENTAL DE LA UCV BELLO MONTE.

Tutor Acadmico: Prof. Miguel Castillejo. Tesis. Caracas, U.C.V. Facultad de

Ingeniera. Escuela de Geologa, Minas y Geofsica. Ao 2008, 213p.

Palabras Claves: Caracterizacin, Geomecnica, Tneles, Demanda, Soportes.

RESUMEN.

Se realiz la caracterizacin geomecnica de los materiales que conforman elsubsuelo a travs del cual discurrirn los tneles gemelos y estaciones del ProyectoLnea 5 del Metro de Caracas C. A. El tramo en estudio que va desde las EstacionesZona Rental de la UCV hasta Bello Monte, comprende las progresivas 18+480 -20+574, con una longitud total de 2,1 km. Para la elaboracin del Perfil deSectorizacin Geomecnica se seleccion y recopil la informacin geolgico-geotcnica sobre el rea en estudio, as como tambin se procesaron los datosobtenidos de sondeos exploratorios que comprenden 24 perforaciones realizadas a lo

largo del tramo. Con esta informacin se determin que el tramo est conformado pordepsitos aluviales en las zonas mas deprimidas, cuyos espesores no exceden de 16m,compuestos principalmente pos suelos granulares. Las zonas de mayor elevacin sondiagnsticas del macizo rocoso meteorizado, el cual, corresponde al Esquisto de lasMercedes, formado por esquistos calcticos cuarzosos grafitosos algunas vecesmicceos. Adicionalmente se realizaron ensayos en muestras de rocas obtenidas delos sondeos, ubicadas a las profundidades correspondientes a las claves del lostneles, con el objeto de estimar las propiedades ndices de la roca intacta. Por otra

parte, se aplicaron las clasificaciones geomecnicas de mayor uso en la actualidad para proyecto de tneles, as como tambin, se estimaron los parmetros deresistencia del macizo rocoso (resistencia a la compresin del macizo (cm), mdulode elasticidad (Em), ngulo de friccin del macizo ( m) y cohesin del macizo (Cm))segn las correlaciones propuestas por HOEK & BROWN (1997).L ti d b t t bl i l t d l Slid d C d


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ndice General

NDICE GENERAL

DEDICATORIA iv AGRADECIMIENTOS v RESUMEN. viii NDICE GENERAL ix NDICE DE FIGURAS xii NDICE DE TABLAS xv NDICE DE ANEXOS xvii CAPTULO I 1 INTRODUCCIN 1

1. Generalidades 1 2. Objetivo general y objetivos especficos 2 3. Localizacin y Extensin del rea de estudio 3 4. Metodologa de trabajo 5

CAPITULO II 7 MARCO REFERENCIAL 7

1. Antecedentes 7 1.1. Plan de ejecucin del Sistema Metroviario 7 1.2. Alineamiento y localizacin del tramo 8 1.3. Descripcin de las obras principales 9

2. Geografa Fsica 9 2.1. Clima 9 2.2. Vegetacin 10 2.3. Hidrografa 10 2.4. Suelos 11

3. Geologa Regional 12 3.1. Generalidades 12 3.2. Litologa 14 3.3. Geologa Estructural 18 3.4. Metamorfismo Regional 21

4. Geologa Local 21

4.1. Fotointerpretacin 21 4.1.1. Descripcin general del relieve 22 4.1.2. Descripcin del valle. 22 4.1.3. Descripcin de las zonas abruptas 23 4.1.4. Definicin y descripcin de las Cuencas Hidrogrficas. 24 4.1.5. Caracterizacin de los ros principales 24

l


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ndice General

4.4.2. Unidades Geomorfolgicas del Valle de Caracas 40

4.4.3. Intervencin antrpica. 41 4.4.4. Geoamenazas: Vulnerabilidad ante aludes torrenciales,deslizamientos, inundacin y riesgo ssmico. 43

5. Fundamentos Tericos relacionados con la Mecnica de Rocas y diseogeotcnico de tneles. 46

5.1. Criterios de Ruptura 49 5.1.2. Criterio de Hoek & Brown 51

5.2. Evaluacin de las propiedades fsicas de la roca intacta. 53

5.2.3. Mtodo de ensayo para determinar la Velocidad de Pulso yConstantes Elsticas Ultrasnicas en rocas. (ASTM D 2845-00, 2000). 60 5.2.4. Mtodo de ensayo para determinar la Resistencia a la Compresinsin Confinar de especimenes de ncleos de roca intacta (ASTM D 2938 95 R02). 64 5.2.5. Mtodo de ensayo para determinar la Resistencia a la Traccin Indirecta en especimenes de ncleos de roca intacta (ASTM D 3967 95A R01). 72 5.2.6. Mtodo de ensayo para descripcin Petrogrfica (ISRM, 1977) 73

5.3. Clasificacin geomecnica de los macizos rocosos 75 5.3.1. Clasificacin segn el estado fsico de una roca. FLORESCALCAO (M.O.P,1962) 76 5.3.2. Clasificacin del Macizo Rocoso de Terzaghi 77 5.3.3. ndice de designacin de la calidad de la roca. (RQD) 79 5.3.4. Grado del macizo rocoso. (RMR). (BIENIAWSKI, 1989) 81 5.3.5. Sistema de clasificacin Q. (BARTON et al., 1974) 84 5.3.6. ndice de resistencia geolgica (GSI). (HOEK & BROWN, 1994) 87 5.3.7. ndice del macizo rocoso ( RMi), (PALSMTRM, 2000) 89

5.4. Parmetros de resistencia del macizo rocoso 93 5.5. El proyecto de tneles 98

CAPITULO III 110 MARCO METODOLGICO, RESULTADOS Y ANLISIS DE RESULTADOS 110

1. Caracterizacin Geomecnica del subsuelo para el Diseo Geotcnico deTneles: etapa de Laboratorio. 110 1.1. Seleccin e identificacin de muestras de rocas obtenidas en sondeosexploratorios para la determinacin de propiedades ndices. 110 1.2. Determinacin de las propiedades ndices de la roca intacta 112

1.2.1. Mtodo de ensayo para determinar la densidad y absorcin en roca( )


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ndice General

1.2.4. Mtodo de ensayo para determinar la Resistencia a la Compresin

sin Confinar de especimenes de ncleos de roca intacta (ASTM D 2938 95 R02). 115 1.2.5. Mtodo de ensayo para determinar la Resistencia a la Traccin Indirecta en especimenes de ncleos de roca intacta (ASTM D 3967 95A R01). 117 1.2.6. Mtodo de ensayo para descripcin petrogrfica (ISRM, 1977) 117

1.3. Modelo Geomecnico 118 1.3.1. Clasificaciones geomecnicas del macizo rocoso 118

a. Clasificacin basada en el estado fsico de una roca.FLORES C.(M.O.P, 1962) 119 b. Clasificacin RMR (Rating Mass Rock) segn BIENIAWSKI (1989)

119 c. Clasificacin Q (Rock Mass Quality) segn BARTON, LIEN YLUNDE (1974) 120 d. Clasificacin GSI (Geological Strengh Index) segn HOEK &BROWN (1997), adaptado por TRUZMAN (2003) 121 e. Clasificacin RMi (Rock Mass Index) segn PALMSTROM (1996)

122 1.3.2. Perfil de Sectorizacin geomecnica 123

1.3.2.1. Criterios de Sectorizacin Geomecnica 124 a. Definicin del contacto suelo-roca, distribucin estratigrficageneralizada de suelos segn el Sistema Unificado de Clasificacin(SUC) y perfil de meteorizacin aproximado del macizo rocoso 124 b. Estimacin de parmetros de resistencia en suelos 126 c. Estimacin de parmetros de resistencia del macizo rocoso 127 d. Definicin de coberturas, clculos de cargas actuantes y estimacinde soportes primarios 128

CAPITULO IV 134 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 134

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS 1408ANEXOS 1442

ANEXO [1]. 1453ANEXO [2]. 1464ANEXO [3]. 147 ANEXO [4]. 1575


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ndice de Figuras

NDICE DE FIGURAS

1.1. Mapa regional de Ubicacin de Caracas. Google Earth, (2007). 31.2. Maqueta 3D de Caracas. Annimo (2007) (S/E) 41.3. Tramo de estudio. Tomado y modificado de Google Earth (2007). 42.1. Mapa de Curvas de Espesores de Suelo (WESTON GEOPHYSICALENGINEERS INC, 1969). Fuente: OROPEZA & ZAMBRANO, (2007)

12

2.2. Mapa geolgico del norte de Venezuela. Tomado de HACKLEY et al.(2005), modificado de URBANI & RODRGUEZ (2004).

13

2.3. Mapa geolgico del sur de Caracas (DENGO, 1951), modificado porWHERMANN & SINGER (1977).

20

2.4. Fotomosaico no controlado a escala aproximada 1:25.000 realizado por Lairet (1970) y recopilado por Oropeza y Zambrano (2007).

25

2.5. Unidades litolgicas de Caracas, base topogrfica 1:25000. (Urbanietal. 2004). Fuente OROPEZA & ZAMBRANO (2007)

26

2.6. Depsitos lacustres Q1 interestratificados con plumas de lateritascoluvionada del estribo rocoso del Esquisto de Las Mercedes. Zona Rentalde la UCV, Plaza Venezuela. Fuente OROPEZA & ZAMBRANO (2007)

28

2.7. Mapa de unidades depositacionales cuaternarias del Valle de Caracas(SINGER, ZAMBRANO, OROPEZA & TAGLIAFERRO, 2006). Fuente:OROPEZA & ZAMBRANO (2007).

30

2.8. Mapa de espesores de sedimentos del Valle de Caracas (MONCADA,2005) Fuente: OROPEZA & ZAMBRANO (2007).

31

2.9. Fotografa No. 1 de seccin fina 332.10. Fotografa No. 2 de seccin fina 342.11. Fotografa No. 3 de seccin fina 352.12. Fotografa No. 4 de seccin fina 352.13. Fallas activas del Valle de Caracas (URBANI & RODRIGUEZ,2004) Fuente: OROPEZA & ZAMBRANO (2007).

36

2.14. Mapa de unidades geomorfolgicas del Valle de Caracas. OROPEZA& ZAMBRANO (2007). 42

2.15. Reconstruccin de los lmites de la mancha de inundacin de lacrecida de noviembre de 1949, entre Las Fuentes y Los Caobos.OROPEZA & ZAMBRANO (2007).

44

2 16 Envolventes de Mohr-Coulomb en trminos de (a) esfuerzos50


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ndice de Figuras

2.18. Requerimientos geomtricos para el ensayo de Carga Puntual: a.

Diametral, b. Axial, c. Bloque, d. Bloque irregular FUENMAYOR (2001),modificado de DE MARCO (1995)

56

2.19. Equipo para ensayo de carga puntual, modelo PTL-10. Modificado deFUENMAYOR (2001).

58

2.20. Equipo de Carga Puntual, Detalle de las placas de carga cnicas. (DEMARCO, 1995)

59

2.21. Modos de falla tpicos: a.- Ensayos diametrales, b.- Ensayos Axiales,c.- Ensayos en bloques. (FUENMAYOR, 2001)

59

2.22. Equipos usados en el ensayo para la obtencin de la velocidad deOnda P en roca. Medidor de pulso ultrasnico UPV-E48. Foto:ALVAREZ, (2007).

62

2.23. Osciloscopio y generador de pulso snico usados en el mtodo deensayo para determinar la velocidad de pulso y constantes elsticasultrasnicas en rocas. Foto: ALVAREZ, (2007)

63

2.24. Onda visualizada en el osciloscopio de rayos catdicos modelo MO-1225. Foto: ALVAREZ, (2007)

64

2.25. Prensa de carga y bomba electro-hidrulica, marca StructuralBehavior Laboratories (SBEL), modelo EH-1000, con capacidad de120000 Kg. Propiedad del Laboratorio de Mecnica de Rocas, delDepartamento de Ingeniera de Minas U.C.V. (FUENMAYOR, 2001)

65

2.26. Disposicin de la muestra en el ensayo de compresin uniaxial(FUENMAYOR, 2001)

65

2.27. Ejemplos de fracturas en muestras de roca (CASTILLEJO, 1993) 67

2.28. Muestra preparada para ensayo de Traccin Indirecta (brasilero).Foto: ALVAREZ, (2007) 712.29. Fractura Tpica de Ensayo de Traccin Indirecta. Foto:FUENMAYOR (2001).

71

2.30. Seccin fina. Foto: ALVAREZ, (2007) 722.31. Microscopio petrogrfico. Mod. Olympus CDX10. Laboratorio de petrografa gneo metamrfica. Departamento de Geologa, UCV. Foto:ALVAREZ, (2007)

73

2.32. Esquema de los parmetros usados en la clasificacin del macizorocoso de Terzaghi, (1946).Fuente:www.etcg.upc.es/asg/engeol/pdf_files/5.3clasgeom_txt.pdf

77

2.33. Mtodo de Determinacin del ndice de Calidad de la Roca (RQD).Adaptado de CLAYTONet al (1995).,modificado por GONZALEZ DE

( )

78
http://www.etcg.upc.es/asg/engeol/pdf_files/5.3clasgeom_txt.pdfhttp://www.etcg.upc.es/asg/engeol/pdf_files/5.3clasgeom_txt.pdf


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ndice de Figuras

2.36. Grafica para la obtencin de lacm en funcin del GSI yci. DEMARCO & PERRI, (2006).

95

2.37. Grafica para la obtencin de la Em en funcin del GSI y. DEMARCO & PERRI, (2006).

96

2.38. Seccin tpica de un tnel. Fuente: GONZLEZ DE VALLEJO,(2002)

97

2.39. Metodologa de los estudios geolgico/geotcnicos para tneles.GONZLEZ DE VALLEJO, (2002)

99

2.40. Grfica para la estimacin de de Terzaghi. Fuente: DE MARCO &PERRI, (2006)

101

2.41. Perfil tpico de un Escudo EPB (frente cerrado). (ODEBRECHT,2005)

103

2.42. Dibujo de una perforadora de suelos tipo de Escudo o TBM. Fuente:Enciclopedia Microsoft Encarta (2007).

104


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ndice de Tablas

NDICE DE TABLAS

2.1. Fotografas areas estudiadas 222.2. Discontinuidades modales en macizo rocoso de Colinas de BelloMonte. CARVALLO (2000)

38

2.3. Algunos sistemas de clasificacin de macizos rocosos. Traducido ymodificado dewww.rockmass.net, (2007).

48

2.4. Tabla de estimacin de la constantemi de acuerdo al tipo de roca.Fuente: GONZLEZ DE VALLEJO, (2002).

53

2.5. Valor generalizado de C, de acuerdo al tamao del ncleo. (ASTM D5731-02, 2002)

57

2.6. Clasificacin de la roca en funcin de su resistencia a la compresinuniaxial. (FRANKLIN, 1989)

67

2.7. Estimacin en campo de la resistencia a la compresin sin confinar dela roca intacta. (DE MARCO, 2003)

68

2.8. Parmetros de clasificacin de macizos rocosos segn el estado fsico.

FLORES CALCAO (M.O.P, 1962).

74

2.9. Clasificacin del macizo rocoso de Terzaghi, incluyendo la carga deroca en tneles con soporte de acero. HOEK & BROWN, (1985).

76

2.10. Clasificacin de la calidad de la roca basada en el ndice deDesignacin de Calidad de Roca (RQD) (DE MARCO, 1990; modificadode DEEREet al., 1967)

78

2.11. Parmetros de la Clasificacin RMR (Modificado de HERNNDEZ,2005)

80

2.12. Clasificacin y caractersticas de la roca segn RMR. (Modificado deHERNNDEZ, 2005) 812.13. Clasificacin de la calidad de la roca segn el ndice Q. (GONZALEZ DEVALLEJO, 2002)

82

2.13a. Estimacin del ndice de diaclasado Jn.Fuente:www.etcg.upc.es/asg/engeol/pdf_files/5.3clasgeom_txt.pdf

83

Tabla 2.13b. Estimacin del ndice de rugosidad de las diaclasas Jr .Fuente:www.etcg.upc.es/asg/engeol/pdf_files/5.3clasgeom_txt.pdf

83

Tabla 2.13c. Estimacin del ndice de alteracin de las diaclasas (Ja).Fuente:www.etcg.upc.es/asg/engeol/pdf_files/5.3clasgeom_txt.pdf

84

Tabla 2.13d. Estimacin del coeficiente de reduccin por agua (Jw).Fuente:www.etcg.upc.es/asg/engeol/pdf files/5.3clasgeom txt.pdf

84
http://www.rockmass.net/http://www.etcg.upc.es/asg/engeol/pdf_files/5.3clasgeom_txt.pdfhttp://www.etcg.upc.es/asg/engeol/pdf_files/5.3clasgeom_txt.pdfhttp://www.etcg.upc.es/asg/engeol/pdf_files/5.3clasgeom_txt.pdfhttp://www.etcg.upc.es/asg/engeol/pdf_files/5.3clasgeom_txt.pdfhttp://www.etcg.upc.es/asg/engeol/pdf_files/5.3clasgeom_txt.pdfhttp://www.etcg.upc.es/asg/engeol/pdf_files/5.3clasgeom_txt.pdfhttp://www.etcg.upc.es/asg/engeol/pdf_files/5.3clasgeom_txt.pdfhttp://www.etcg.upc.es/asg/engeol/pdf_files/5.3clasgeom_txt.pdfhttp://www.etcg.upc.es/asg/engeol/pdf_files/5.3clasgeom_txt.pdfhttp://www.etcg.upc.es/asg/engeol/pdf_files/5.3clasgeom_txt.pdfhttp://www.etcg.upc.es/asg/engeol/pdf_files/5.3clasgeom_txt.pdfhttp://www.etcg.upc.es/asg/engeol/pdf_files/5.3clasgeom_txt.pdfhttp://www.rockmass.net/


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ndice de Tablas

2.15. Clasificacin del macizo rocoso de acuerdo al valor MRi.

Fuente: http://redalyc.uaemex.mx/redalyc/pdf/496/49614004.pdf.

89

2.16. Valores y estimaciones de los parmetros de entrada al MRi dePalmstrm (2000).Fuente:http://redalyc.uaemex.mx/redalyc/pdf/496/49614004.pdf .

90

2.17. Clasificacin de los tipos de cobertura para el diseo de tneles.HERNANDEZ, (2005).

100

2.18. Soportes primarios: caractersticas estructurales y estadsticas. PERRIet al. (2004).

106

2.19. Estimacin del tipo de soporte de acuerdo al GSI y demanda (D).PERRIet al. (2004).

107

3.1. Tabla resumen de cantidad de ensayos realizados 1093.2. Tabla resumen de las magnitudes promedio calculadas en los ensayosde velocidad de pulso y constantes elsticas ultrasnicas.

113

3.3. Valoracin segn RMR 118

3.4. Valoracin asignada para clasificacin Q 1193.5. Correlaciones entre el GSI, RMR y Q 1203.6. Valoraciones para el clculo del RMi 1213.7. Agrupacin litolgica para suelos 1233.8. Resultados de los parmetros de Resistencia del macizo rocoso 1263.9. Lmites de cobertura determinados y representados en el Perfil deSectorizacin Geomecnica

127

3.10. Distribucin de las coberturas representadas en el Perfil deSectorizacin Geomecnica

128

3.11. Rangos de demandas estimadas para coberturas 1303.12. Distribucin de los soportes seleccionados 1314.1. Propiedades ndices promedio de la roca intacta 1334.2. Resultados de las clasificaciones geomecnicas 135
http://redalyc.uaemex.mx/redalyc/pdf/496/49614004.pdfhttp://redalyc.uaemex.mx/redalyc/pdf/496/49614004.pdf


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ndice de Anexos

NDICE DE ANEXOSAnexo Nmero

Mapa del Trazado [1]Perfil de Sectorizacin Geomecnica [2]Tpicos [3]

Tablas de Resultados [4]


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CAPTULO I

CAPTULO I

INTRODUCCIN

1. GeneralidadesCon el objetivo de responder satisfactoriamente a la creciente demanda de

transporte pblico y de mejorar las condiciones de servicio de la red de transporteurbano subterrneo, la Compaa Annima Metro de Caracas ha venido desarrollandoun plan de construccin de lneas en la Ciudad Capital. Como parte de este plan, setiene previsto construir la Lnea 5 del Metro de Caracas, que va desde la estacinPlaza Venezuela hasta la estacin Parque del Este. En este sentido, el objetivo del presente Trabajo Especial de Grado consiste en caracterizar geomecnicamente losmateriales constituyentes del subsuelo a largo del trazado propuesto para el tnel, enel tramo Zona Rental de la UCV Bello Monte.

Para el desarrollo del trabajo, se realiz el reconocimiento de las variables dediseo del proyecto, tales como, trazado y seccin estimada, as como la revisin yrecopilacin de informacin bibliogrfica y otros documentos disponibles, talescomo, mapas geolgicos, informes geotcnicos del rea en estudio, entre otros. Por

otra parte, se realiz la interpretacin fotogeolgica, con el propsito decorrelacionarla con los datos geolgicos, y de esta manera, construir un perfil deltrazado en el que se plantea una configuracin litolgica del tramo de estudio.

Otro de los objetivos especficos, consiste en determinar las propiedadesgeomecnicas de los materiales provenientes de las perforaciones exploratorias,

mediante la realizacin de pruebas de laboratorio normativas, entre las que destacan,ensayos de carga puntual, compresin sin confinar en rocas, resistencia a la traccinindirecta (ensayo brasilero), densidad volumtrica, absorcin, velocidades de ondasde corte y compresin, as como, anlisis petrogrfico de secciones finas de las


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CAPTULO I

Los resultados de este trabajo constituyen la fase inicial del proyecto, en el

que el estudio geolgico y las investigaciones geotcnicas son determinantes paragarantizar un diseo inicial basado en la seguridad, eficiencia y la economa. Cabesealar que, para el diseo geotcnico de tneles es indispensable contar con lainformacin obtenida durante el proceso de excavacin, la cual, sirve como elementode retroalimentacin en el ajuste del diseo definitivo, donde se toman en cuenta

todas las variables, tanto geotcnicas como las tipo constructivo.Las principales limitaciones que se tuvieron fueron, la falta de control en

cuanto a la ubicacin, cantidad y proceso de ejecucin de los muestreos exploratoriosrealizados por parte de contratistas, los cuales, pudieron introducir un margen de erroren las estimaciones realizadas. Por otra parte, la alta densidad de construccionesdesarrolladas en el rea de estudio, impiden realizar una exploracin geolgica desuperficie transparente, por lo que, se emplearon mtodos complementarios basadosen la fotointerpretacin y revisin de documentacin tcnica geolgica y geotcnicaque permitieron desarrollar un modelo de configuracin litolgica confiable.

2. Objetivo general y objetivos especficos

El objetivo general consiste en caracterizar geomecnicamente los materialesconstituyentes del subsuelo a largo del trazado del tramo Zona Rental de la UCVBello Monte, por lo que es necesario plantear los siguientes objetivos Especficos:

a. Revisar y recopilar los datos previstos para el proyecto (Trazado, seccinestimada, perforaciones).

b. Revisar y procesar la documentacin bibliogrfica disponible sobre lainformacin geolgica y geotcnica del rea en estudio.

c. Realizar el estudio fotogeolgico del rea en estudio.d. Determinar las propiedades geomecnicas de los materiales provenientes de


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CAPTULO I

f. Verificar la factibilidad sobre el mtodo y direccin de excavacin

predefinidos en el Proyecto.g. Estimar sostenimientos primarios de uso convencional con mtodos de

excavacin parcialmente mecanizados.

3. Localizacin y Extensin del rea de estudioEl rea se encuentra ubicada en Caracas, Venezuela. (Figura 1.1).

El tramo de trabajo se ubica en la parte centro-sur de la ciudad de Caracas,

desde la Zona Rental de la UCV, pasando por las avenidas: las Acacias, Anauco,Beethoven y avenida principal de Bello Monte, al sur, hasta llegar al inicio de laUrbanizacin Las Mercedes. (Figura 1.3)

Figura 1.1. Mapa regional de Ubicacin de Caracas. Google Earth, (2007).


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CAPTULO I

Figura 1.2. Maqueta 3D de Caracas. Annimo (2007) (S/E)


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CAPTULO I

4. Metodologa de trabajo

El reconocimiento de los datos previstos para el proyecto, se efectu mediantela revisin de mapas topogrficos y geolgicos del rea en estudio, planos y perfiles,observando caractersticas como: ubicacin, longitud y trazado, obras civiles previstas (estaciones y fosos), seccin estimada del tnel, as como zonas deafectacin.

En la revisin y recopilacin bibliogrfica, se tomaron en cuenta trabajos previos, tales como tesis de grado, mapas, publicaciones, libros e informes tcnicoselaborados por las compaas encargadas de la ejecucin de la obra, con lo cual seobtuvo informacin de la geologa regional y local del tramo.

Para efectuar la interpretacin fotogeolgica, se emplearon estereoscopios deespejos, as como de las fotografas areas disponibles del rea en estudio, a escala 1:10.000; 1: 15.000 y 1:25.000. As mismo, se utiliz la fotointerpretacin para definirla geologa local y caractersticas geomorfolgicas predominantes en la zona.

Para la caracterizacin geomecnica de los materiales que conforman el tramoen estudio, se emple la normativa vigente para los ensayos de carga puntual,compresin simple en rocas, resistencia a la traccin indirecta (brasilero), densidadvolumtrica, porcentaje de absorcin, estimacin de velocidades de ondas de corte ycompresin, as como el anlisis petrogrfico de secciones finas de las muestrasrepresentativas. De igual manera, se evalu la calidad de la roca intacta y del macizorocoso mediante los sistemas de clasificacin para proyectos de tneles descritos enla literatura, tales como el GSI, RMR, Q y RMi.

La sectorizacin geomecnica del tramo en estudio, se efectu mediante larepresentacin grfica en perfil de los elementos que conforman el subsuelo a lo largodel trazado, correlacionando las propiedades obtenidas tanto en los datos de campodescritos por otros autores como la data recopilada en los ensayos de laboratorio


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CAPTULO I

la misma teora para coberturas superficiales e intermedias, en el caso de la cobertura

profunda, se emple el mtodo de lneas caractersticas para el clculo de lasdemandas. Finalmente de propusieron sostenimientos primarios convencionales paramtodos de excavacin parcialmente mecanizados. Tambin se verific la factibilidadde la direccin y del mtodo de excavacin predefinido en el proyecto.


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CAPTULO II

CAPITULO II

MARCO REFERENCIAL

1. AntecedentesEl desarrollo vial de Caracas se ajusta a la envolvente topogrfica de la zona,

conformada por una unidad de valle colgado, limitada hacia el sur por las Colinas de

Santa Mnica y Bello Monte, y hacia el norte por las montaas alargadas del Parque Nacional El vila. El crecimiento urbano de la ciudad demanda la implementacin de proyectos viales que faciliten el transporte pblico y reduzca, en parte, el trficosubareo, que en la actualidad ocasiona congestionamiento vehicular en toda laciudad. En este sentido, Metro de Caracas C. A. contina con el desarrollo del

Sistema Metroviario que comprende la Lnea 5, desde la Zona Rental de la UCV,hasta Parque del Este.

1.1. Plan de ejecucin del Sistema Metroviario

El sector Plaza Venezuela es un nodo urbano con movilizacin intensa de

personas debido a la apertura de la Lnea 4 (Tramo Capuchinos - Plaza Venezuela), elavance del segundo tramo de la Lnea 3 (El Valle La Rinconada), la apertura delFerrocarril de los Valles del Tuy y del Metro de Los Teques. Es por ello que el PlanMaestro de Expansin Horizonte 2015 pretende comunicar al sector sureste con elnorte de la ciudad, incluyendo dos estaciones (Chuao y Tamanaco) de intercambionodal con futuras conexiones hacia El Cafetal y La Trinidad.

Tambin se tiene previsto la continuacin de la estacin Parque del Este hastala estacin La Urbina, como parte de las obras correspondientes al Sistema MasivoCaracas-Guarenas-Guatire. De esta forma se completa la red de servicio metroviario,


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CAPTULO II

Bajo esta perspectiva, la Lnea 5 se convierte en elemento imprescindible para

el funcionamiento urbano de la capital, as como el crecimiento de las comunidadescercanas, las cuales se beneficiarn con una red integrada, rpida y masiva.

1.2. Alineamiento y localizacin del tramo

El alineamiento propuesto de la Lnea 5 (ver Anexo 1) responde en general a

criterios de funcionalidad y eficiencia, cubriendo principalmente el aspecto delocalizacin adecuada, basndose en la ptima cobertura del rea, donde la mayorcantidad de usuarios cuenten con el servicio de transporte subterrneo. Por otra parte,el trazado se escogi de manera tal que reduzca al mnimo el impacto sobre las obrasen superficie, atendiendo a la menor perturbacin en la calidad de vida de loshabitantes a lo largo del trazado. Tambin se pretende reducir al mnimo la afectacina los servicios pblicos, por cuanto ha sido la experiencia durante la construccin delas lneas 3 y 4 que los procesos de reubicacin requieren demoras que tienen fuertesincidencias en los costos de ejecucin del proyecto.

Desde el punto de vista tcnico, el alineamiento posee las siguientescaractersticas: radios de curvaturas horizontales, mayores de 250 m, pendientes conun mximo de 3,5% en condiciones extremas, separacin de 11,5 m entre ejes detneles; pendientes de 0,3 % en las estaciones y cambiavas, estaciones conlongitudes de anden de 150 m. Se ha considerado una profundidad de 25 m en lasestaciones, condicionado por el paso obligado bajo el ro Guaire en los tramos PlazaVenezuela-Bello Monte y Tamanaco-Chuao.

De manera preliminar se han identificado las condiciones del subsuelo, a partir de la informacin suministrada por edificaciones cercanas, encontrando engeneral, suelos aluviales en los pasos del ro Guaire y esquistos meteorizadossuperficialmente hasta la estacin Chuao Tomando como referencia la metodologa
http://planta%20y%20perfil/Mapa%20del%20Trazado%20Zona%20Rental-Bello%20Monte.pdfhttp://planta%20y%20perfil/Mapa%20del%20Trazado%20Zona%20Rental-Bello%20Monte.pdf


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al mnimo la afectacin de la circulacin vehicular y a los servicios pblicos

existentes. Los mtodos constructivos planteados permitirn desarrollar en paralelo laexcavacin de tneles con escudo y los tneles de las estaciones.

El tramo en estudio comienza en la progresiva 18+530,029, que correspondeal final de la cola de maniobras de la Zona Rental de la UCV. La lnea estarconformada por tneles gemelos, con una seccin aproximada de 27 m2 (ver Anexo

2). Se tiene previsto que el escudo inicie la excavacin en la Zona Rental de la UCV,continuando bajo la Av. Las Acacias, cruzando por debajo del Guaire y seguirnhasta la estacin Bello Monte, la cual, se ubica entre las progresivas 19+770,029 y19+962,019.

1.3. Descripcin de las obras principales

La solucin arquitectnica para las estaciones del tramo, consisten en unaedificacin en trinchera, compacta y de varios niveles, ubicadas en reas a expropiarlateralmente al alineamiento de los tneles. En las trincheras se ubicarn los servicios,equipos y reas pblicas. Los usuarios accedern a travs de dos entradas (principal ysecundaria). La edificacin tendr un ncleo de circulacin vertical principal para elrea pblica, compuesto por ascensores, escaleras fijas y mecnicas.

La Estacin de Bello Monte est orientada en direccin este-oeste, en lascercanas de la Plaza Ibarra. El servicio a los usuarios se realizar mediante dosentradas: una en la acera sur, diagonal a la Alcalda de Baruta; la otra, en lado nortede la Plaza Ibarra.

2. Geografa Fsica 2.1. Clima

El clima de la ciudad de Caracas oscila de clido a templado con

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http://planta%20y%20perfil/Perfil%20de%20Sectorizaci%E3%AE%A0Geomec%E1%AE%A9ca.pdfhttp://planta%20y%20perfil/Perfil%20de%20Sectorizaci%E3%AE%A0Geomec%E1%AE%A9ca.pdfhttp://planta%20y%20perfil/Perfil%20de%20Sectorizaci%E3%AE%A0Geomec%E1%AE%A9ca.pdfhttp://planta%20y%20perfil/Perfil%20de%20Sectorizaci%E3%AE%A0Geomec%E1%AE%A9ca.pdf


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diciembre, y una mxima media de 27 C en agosto. La precipitacin media anual es

de 870 mm, con una mxima de 1100 mm. La humedad relativa tiene un promedioanual elevado de 78%.

Los vientos alisios reflectados por el este son calientes y hmedos, generandolluvias repentinas durante la temporada de verano.

El clima en las laderas, a ms de 1000 msnm, es mesotrmico subtropical, y

presenta caractersticas similares al del valle intramontano, con la particularidad deque ocurren lluvias y chubascos hacia el norte, producida por el frente polarmodificado entre los meses de octubre a diciembre.

2.2. Vegetacin

El desarrollo urbano ha disminuido los espacios para la proliferacin de lavida vegetal, sobre todo en el valle de Caracas. La vegetacin se distribuye enfuncin de la altura y condiciones de humedad. Segn Vila (1967) la tipologa engeneral es de bosque de montaa, distribuidos de la siguiente forma: entre los 100 y150 msnm se encuentra el bosque xerfilo, donde prevalecen especies como el cujProsopis juliflora. Entre los 800 a 1500 msnm se localiza el bosque ombrfilo sub-siempreverde que se caracteriza por presentar dos a tres estratos arbreos ysotobosque relativamente denso. Entre los 1200 a 2200 msnm se sita el bosqueombrfilo siempreverde con dos a tres estratos arbreos y sotobosque biendesarrollado. En las regiones superiores de la Silla de Caracas y el Pico de Naiguatse encuentra una vegetacin caracterstica de subpramo arbustivo costero,

constituido por arbustales abiertos de uno a tres m de alto, con un estrato herbceorelativamente bien desarrollado.

2 3 Hidrografa

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Naiquat, el cual, discurre en direccin oeste-este a lo largo del valle de Caracas,

captando las aguas provenientes de numerosas quebradas intermitentes que nacen enla vertiente sur del vila: Caroata, Catuche, Anauco, Honda, Canoas, Mariprez,Chacaito, Seca, Sebucn, Agua de Maz, Tcome y Caurimare, cuyo potencial dearrastre de sedimentos es elevado.

El segundo drenaje de importancia es el ro Valle, que confluye con el ro

Guaire a al altura del Distribuidor el Pulpo. La forma de su cauce es sinuosa,drenando de suroeste a noreste, as como de importantes ros y quebradas que nacenal sur del valle.

2.4. Suelos

Segn Acero y Domnguez (2005), el rea en estudio est conformadasuperficialmente por sedimentos limosos y arcillosos, de poca a mediana plasticidad ynormalmente consolidados. Los espesores de suelo en la zona varan entre 20 m a120 m, segn Mapa de espesores de Suelos preparado por Weston GeophysicalEngineers INT (1969) (Figura 2.1). Estos espesores se incrementan hacia el norestede valle de Caracas, alcanzando magnitudes anmalas de 300 m en el sector de losPalos Grandes.

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Segn Singer (1977), las terrazas que dominan las vegas del ro Guairemuestran la presencia de varios metros de espesor de limos arenosos de desborde, ascomo sedimentos lacustres distribuidos errticamente y originados por mecanismosde sobrealuvionamiento ligado a inundaciones de gran magnitud. Los abanicosaluviales del vila en sus partes apicales y proximales estn conformados porsabanas de escombros de materiales con granulometras granulares mal estructuradas,tales como gravas angulosas y subangulosas, mezclados con rodados torrenciales

retomados a partir del lecho de las quebradas. Los clastos se disponen sin orden enuna matriz de arenas gruesas terrosas, que provienen de la remocin de perfiles degneis descompuestos arrancados del faldeo vecino de la cordillera.

Figura 2.1. Mapa de Curvas de Espesores de Suelo (WESTON GEOPHYSICAL ENGINEERSINC, 1969). Fuente: OROPEZA & ZAMBRANO, (2007)

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del Caribe. Esta cordillera es bastante compleja, debido a los diferentes tipos

litolgicos presentes, as como los diferentes procesos de deformacin ymetamorfismo sufridos.

SINGER (1977) plantea los elementos del paisaje correspondientes a valles-alvolos, cerros convexos parientes de las medias naranjas brasileras, as como lasespesas formaciones residuales que acompaan a tales modelados. Estas ltimas

podran constituir una herencia morfoclimtica atribuida generalmente a climastropicales hmedos del Plioceno.Segn URBANI & RODRGUEZ (2004), la cartografa de esta Serrana

queda totalmente subdividida en tres napas: Costera, vila y Caracas, desde CaboCodera al Este hasta el estado Yaracuy. En la Figura 2.2, se muestraesquemticamente la distribucin de tales napas en la parte central de la Cordillera dela Costa.

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C U O

La zona de estudio se encuentra en la Napa Caracas, que comprende al Grupo

Caracas. Segn URBANI & RODRGUEZ (2004) el Grupo est conformado por lasUnidades:

o Esquisto de Chuspita: esquisto/filita grafitosa y metarenisca de probable origen turbidtico. Edad: Cretcico Temprano.

o Esquisto de Las Mercedes: esquisto grafitoso y mrmol. Lutita negra,formada en una cuenca sedimentaria con ambiente anxico y/o de alta productividad. Edad: Jursico Tardo a Cretcico Temprano.

o Esquisto de Las Brisas: esquisto cuarzo muscovtico, metarenisca,metaconglomerado y cuerpos de mrmol hasta de dimensioneshectomtricas. Edad Jursico Tardo (Kimmeridgiense) a CretcicoTemprano. Sedimentos metamorfizados a la facies de esquisto verde(clorita), corresponden a un margen continental pasivo.

o Gneis de Sebastopol: roca grantica. Edad Silrico. Basamento delEsquisto de Las Brisas.

La unidad litodmica presente en la zona de estudio es el Esquisto de LasMercedes, adems de sedimentos cuaternarios.

3.2. Litologa

Esquisto De Las MercedesEl nombre de Esquisto de Las Mercedes es introducido por AGUERREVERE

& ZULOAGA (1937) para designar una extensa zona de afloramientos de esquisto

calcreo grafitoso, con zonas micceas, en la regin de Caracas. Luego, los mismosautores elevan el Esquisto a rango formacional.

DENGO (1951) la describe como un esquisto calcreo consistente entre 25%y 50% de calcita recristalizada con mucho cuarzo moscovita clorita y grafito con

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acompaadas probablemente por invasiones de material grantico y granodiortico.

Tambin plantea que una sucesin de rocas, que consista de sedimentos arenceos,calcreos, pelticos y de rocas gneas baslticas, fue transformada durante elmetamorfismo en gneises, esquistos, mrmoles y anfibolitas.

SMITH (1952), seala que la Formacin Las Mercedes es una secuencia deesquistos y filitas cuarzo-moscovtico-grafitosas-calcreas y calizas grafitosasdelgadas, idnticas a las descritas en la Formacin Antmano, surcadas por numerosasvetas de cuarzo, calcita y ankerita recristalizadas. Ocasionalmente aparecen capas deesquistos, en las cuales falta el grafito o la calcita, pero que siempre conservan elaspecto corrugado tpico de esta unidad.

AGUERREVERE & ZULOAGA (1937) proponen como localidad tipo laHacienda Las Mercedes al este de Caracas, estado Miranda, hoy en daurbanizaciones Las Mercedes y Valle Arriba. Debido al crecimiento del urbanismo yla consecuente desaparicin de los afloramientos de la localidad tipo, WEHRMANN(1972) propone como seccin de referencia a la carretera Petare Santa Luca, dondeest expuesta casi continuamente hasta su transicin con el esquisto de Chuspita.URBANI (1999), sugiere la existencia de secciones bien expuestas en la autopista

Caracas Valencia, en el tramo Hoyo de la Puerta Charallave, as como en laQuebrada Las Canoas, al sureste de Hoyo de la Puerta.

Segn WEHRMANN (1972) y la revisin de GONZLEZ DE JUANAet al.(1980) la litologa predominante consiste en esquisto cuarzo-moscovtico-calctico-grafitoso, con intercalaciones de mrmol grafitoso en forma de lentes, que cuando

alcanza grandes espesores se ha denominado Mrmol de Los Colorados. Las rocas presentan buena foliacin y de grano fino a medio, el color caracterstico es el gris parduzco. La mineraloga promedio consiste en cuarzo (40%) en forma de cristalesdispuestos en bandas con las micas moscovita (20%) en bandas lepidoblsticas a

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azulado, cuya mineraloga es casi en su totalidad calctica, escasa dolomita y

cantidades accesorias de cuarzo, moscovita, grafito, pirita y xido de hierro. Segn elmismo autor (1972) menciona la presencia de metaconglomerado en su base, esquistoclortico y una seccin tope de filita negra, con ndulos de mrmol negro, de granomuy fino, similares a las calizas de las Formaciones Querecual y La Luna. As mismoindica que la unidad se hace ms cuarcfera y menos calcrea en su transicin hacia elEsquisto de Chuspita. SEIDERS (1965) menciona adems, metarenisca pura,feldesptica y cuarcfera, de estratificacin grano variable, a veces gradada.

Por su incompetencia, las rocas de Las Mercedes son las que mas han sufridolos efectos del plegamiento y donde el resultado de los esfuerzos es ms palpable. Porotro lado, la erosin y la meteorizacin, tanto qumica como mecnica, hacen de losesquistos una roca muy friable, hasta el punto de dificultar el muestreo y por lo tanto,la discriminacin en grupos litolgicos. En los cerros de El Paraso, al sur de lacuidad de Caracas, se encontraron esquistos clorticos en la Formacin las Mercedes(QUINTERO y PICARD, comunicacin personal).

Segn ACERO Y DOMNGUEZ (2005) las asociaciones de fsilesencontrados son poco diagnsticas, slo permiten sugerir una edad Mesozoica sin

diferenciar, sin embargo, han sido muchos los autores que agrupan la edad delesquisto en muchas tendencias: (a) correlacin o ausencia de correlacin entre elGrupo Caracas y rocas metamorfizadas de edad conocida en reas de estudiodiferentes a la propia de cada uno de ellos; (b) correlacin del Grupo Caracas conrocas no metamorfizadas de edad conocida; (c) transiciones de rocas no

metamorfizadas de edad conocida a rocas del Grupo Caracas y (d) evidencias paleontolgicas basadas en fsiles encontrados en rocas metamorfizadascorrelacionadas con el Grupo Caracas.

BUCHER (1952) en su trabajo sobre la geologa estructural de Venezuela

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Paleozoicas. Sin embargo, y asentndose en un anlisis estructural y litolgico,

plante correlacionar a la Formacin Las Mercedes con la Formacin La Luna(Turoniense Coniaciense).

SMITH (1952) estableci una correlacin que pone en contacto a lasformaciones Las Brisas y Las Mercedes cerca del tope del Albiense (CretcicoMedio), adems propuso que esta ltima prolong su depositacin hasta TuronienseInferior (finales del Cretcico Medio), cuando la secuencia fue parcialmentelevantada, y las rocas se vieron afectadas por el primer metamorfismo. Marco Tectnico

El rea de trabajo est ubicada dentro del sistema Montaoso del Caribe, quese encuentra desde San Felipe, estado Yaracuy, hasta Cabo Codera, estado Miranda.

Segn URBANI (2005) se reconoce que en la Cordillera de la Costa, los tiposde roca presentan una orientacin preferencial este - oeste. Menndez (1966) fue el primero en realizar un estudio regional. Subdivide formalmente en cuatro fajas:

Faja de la Cordillera de la Costa. Faja de Caucagua-El Tinaco. Faja de Paracotos. Bloque alctono de Villa de Cura.

BELL (1968) y BELLIZZIA (1972) perfeccionan la subdivisin. La Serranadel Litoral siempre se mantuvo como una sola Faja, hasta los trabajos de URBANI &OSTOS (1989) en que subdividen la Cordillera de la Costa en tres fajas segnasociaciones litolgicas, de la siguiente manera:

Faja Septentrional, donde predominan rocas metagneas mficas yultramficas.

Faja Central, donde las litologas caractersticas son los gneisesti l t d d i t l i l i

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Faja generalmente ubicada al sur de la zona de fallas de El vila, La

Victoria y Las Trincheras Mariara, donde aflora una secuencia derocas metasedimentarias pertenecientes al Grupo Caracas,fundamentalmente constituida por sedimentos pelticos y psamticosmetamorfizados a la facies de los esquistos verdes.

3.3. Geologa Estructural

Segn el Atlas de la Cordillera de la Costa de URBANI & RODRGUEZ(2004), la cartografa de esta Serrana queda totalmente subdividida en tres napas:Costera, vila y Caracas, desde Cabo Codera al este hasta el estado Yaracuy (Figura2.2).

Ostos (1990) basndose en las nuevas herramientas y teoras de tectnicaglobal, dividi el Sistema Montaoso del Caribe en Venezuela en cinco cinturonestectnicos, los cuales han sido fuertemente deformados, en cuatro fases de plegamiento reconocidas. Los cinturones son:

Cinturn tectnico de la Cordillera de la Costa. Cinturn tectnico de Paracotos. Cinturn tectnico de Caucagua El Tinaco. Cinturn tectnico de Villa de Cura. Terreno de la Cordillera de la Costa Margarita.

Las primeras dos fases de deformacin fueron identificadas en el cinturntectnico Caucagua El Tinaco, y ellas probablemente fueron el resultado de unaorognesis ocurrida durante el Prmico, la cual, debi afectar tambin al cinturn dela Cordillera de la Costa, mientras que las dos ltimas fases de deformacin fueronreconocidas en todos los cinturones, y probablemente se generaron durante la

i d l C t i T d T i i

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Fallas transcurrentes dextrales con orientacin noreste - suroeste.

Fallas normales con rumbo este oeste, las cuales son interpretadascomo posteriores y estn actualmente activas.

Segn DENGO (1951) los pliegues y fallas mostrados en el mapa tectnico dela regin de Caracas, fueron formados despus del metamorfismo de la regin.Algunas de estas estructuras, particularmente varias de la fallas, pueden ser bastante

recientes. Tambin plantea que la Sierra del vila est formada principalmente porgneis, y est limitada por el norte y el sur por zonas de fallas. No se trata de un simplehorst o bloque de falla, ya que las fallas en el lado norte, zonas de fallas de Macuto,son de carcter y edad diferentes a las del lado sur, o zonas de fallas del vila.

La franja de esquistos entre la Sierra del vila y la Costa del Mar Caribe presenta una estructura muy compleja, que el autor no ha intentado descifrar. Al sur yal oeste de Caracas existen varios pliegues grandes, y asociados a ellos hay algunasestructuras menores. DENGO (1951).

Los tres pliegues principales son el Anticlinal del Junquito, el Sinclinal delCementerio y el Anticlinal de Baruta. Las secciones en direccin norte sur,muestran las estructuras principales de la regin de Caracas. (Figura 2.3.).

Para el tramo de estudio, la estructura dominante es el Anticlinal delCementerio; el mismo se encuentra al norte del Anticlinal de Baruta. El esquisto deLas Mercedes se encuentra al final del sinclinal, plegado y fallado en menor escala yen forma compleja. DENGO (1951).

Segn DENGO (1951) el rumbo general del eje del sinclinal es N60E, y el

declive ( plunge) es en esa misma direccin. El eje est en gran parte cubierto por elaluvin del valle de Caracas, pero a juzgar por los afloramientos del esquito de LasMercedes al este de Petare, parece cambiar de rumbo, tomando uno este oeste,paralelo a la zona de fallas del vila

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En la regin de Caracas han sido encontrados tres tipos principales de fallas, a

saber: Fallas inversas con buzamiento hacia el sur. Fallas con rumbo aproximado de N60O y buzamiento hacia el

suroeste

Figura 2.3. Mapa geolgico del sur de Caracas (DENGO, 1951), modificado porWHERMANN & SINGER (1977).

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3.4. Metamorfismo Regional

La mineraloga del Grupo Caracas segn BELL (1968) explica que, en la Fajade la Cordillera de la Costa, para el momento de su metamorfismo, se encontrabaenterrada a una profundidad de unos 30 Km., lo que representa una evidencia decombamiento considerable hacia la parte inferior de la zona, asimismo, existenevidencias de que el grado metamrfico disminuye hacia el sur de esta faja.

MARESCH (1974) describe una distribucin de las facies en el sistemaMontaoso del Caribe, manifestando una clara zonacin de facies metamrficas, queva de sur a norte, desde rocas no metamorfizadas de edad Cretcica hasta rocasmetamorfizadas en la facies de epidoto anfibolita en la Faja Tectnica de laCordillera de la Costa, aislando la Faja de Villa de Cura, interpretada por el autorcomo unklippe, pasando por la Faja de Paracotos en la facies de zeolita a prehnita pumpellita y por la Faja de Caucagua - El Tinaco, en la facies de los esquistosverdes.

4. Geologa LocalEn esta parte se pretende describir los aspectos relevantes en cuanto a las

caractersticas geolgicas del rea en estudio, a travs de la fotointerpretacin,recopilacin de data sobre la geologa de superficie realizada por otros autores citadosoportunamente, referente a litologa, geologa estructural y geomorfologa.

4.1. Fotointerpretacin

Con el fin de constatar la informacin recopilada sobre la geologa regional,as como obtener una apreciacin directa de las caractersticas del relieve, sobre lanaturaleza litolgica, estructural y geodinmica del rea Metropolitana de Caracas, seestudiaron las fotografas areas disponibles, listadas en la tabla 2.1.

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Ao Misin Escala fotos

1936-39 8 1:25000 584, 592, 5941949 B-8 1:15000 035B-039B

1991 030491 1:10000 060-061

1998 030198 1:25000 5289-5291Tabla 2.1. Fotografas areas estudiadas.

Tambin se utilizaron los mapas topogrficos o planos aerofotogramtricos enProyeccin Mercator Transversal, No. F-44, F-45, G-44 y G-45 a escala 1:5.000 delrea Metropolitana de Caracas, realizados por Cartografa Nacional, hoy llamadoInstituto Geogrfico Venezolano Simn Bolvar, con levantamientoaerofotogramtrico a partir de la Misin 0304167. Estos fueron de vital importancia para ubicar los puntos de referencias actuales, as como la toponimia, las cuales, no

existen en las fotografas areas de las misiones 8 y B-8.

4.1.1. Descripcin general del relievePese a la alta densidad de construcciones existentes en el rea de estudio, se

identificaron los rasgos importantes en cuanto a las caractersticas generales del

relieve, en las que se aprecia una amplia zona de valle, ubicada hacia la franja norte,abarcando un 70% del rea, que corresponde a la vega del ro Guaire. Tambin seidentific una zona de relieve abrupto, ubicada hacia el SE del rea y ocupa un 30%,conformada por las Colinas de Bello Monte.

La zona de valle mencionada pertenece a la franja ms distal del piedemonte

sur del Parque Nacional El vila, lo cual, constituye un elemento de vital importanciaen la morfognesis de la zona.

4.1.2. Descripcin del valle.

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del cerro El vila, con una pendiente hacia el sur de 4 aproximadamente. Su forma

es de U con laderas asimtricas, siendo las laderas sur del vila las de mayor pendiente, comprendida entre 45 y 50. El drenaje principal est conformado por elro Guaire, el cual, es adaptado a la topografa acercndose a las laderas norte de lasColinas de Bello Monte. Tiene geometra transicional, drenando de NO-SE.

4.1.3. Descripcin de las zonas abruptas En el rea de estudio existe una zona de relieve abrupto constituido por las

Colinas de Bello Monte, con una mxima altura de 1131 msnm. Se distingue unalnea de cresta que se bifurca en la zona de mayor altura, ubicada entre lasurbanizaciones Colinas de Bello Monte y Colinas de Santa Mnica. La lnea de cresta principal posee un rumbo aproximado de N45E, su forma es mixta, siendo rectilneahacia el noreste y sinuosa hacia el suroeste. La zona de cresta es aguda, acentuada porla densidad de construcciones existentes, posee declive hacia el norte, con laderasasimtricas de pendientes irregulares, acentuadas hacia el oeste. Posee estribacioneshacia el oeste, en total cinco, acentuadas por las modificaciones topogrficas, son pseudoparalelas entre s, formando un ngulo de incidencia con respecto a la lnea de

cresta de 50 aproximadamente. La segunda lnea de cresta posee similarescaractersticas, siendo pseudoparalela a la primera, con la que forma una pequeacuenca hidrogrfica cuyo eje coincide con la Av. Caurimare. La ladera este seencuentra menos intervenida por urbanismos, con estribaciones de pendientesaproximadas de 18. Esta zona pertenece a las urbanizaciones Chula Vista hacia el

norte y La Alameda hacia el sur.Hacia el noroeste, se encuentra otra colina alargada, cuya lnea de cresta posee

orientacin N20E, donde se ubica hacia el extremo norte, el Jardn Botnico, la Urb.Terrazas de las Acacias y las barriadas La Charneca Hornos de Cal Marn La Ceiba

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estribaciones, cuyas crestas son casi ortogonales a la lnea de cresta principal. Las

pendientes de las laderas son irregulares, oscilando entre los 14 a 20.En general, el drenaje secundario es medianamente denso, totalmente

canalizado, posee forma dendrtica, y descarga al ro Guaire.

4.1.4. Definicin y descripcin de las Cuencas Hidrogrficas.En el rea de estudio se identificaron dos cuencas hidrogrficas. La primera

ocupa la mayor rea de la zona estudiada y est ubicada hacia el norte. Las mximas pendientes de esta zona drenan hacia el ro Guaire. La segunda est ubicada hacia elextremo sureste, en la que, los tributarios intermitentes de la zona norte de las Colinasde Bello Monte tambin drenan hacia el ro Guaire, hacia el oeste aportan al ro Valle.De igual manera, la colina alargada ubicada al oeste, drena hacia el norte al roGuaire, el cual est ubicado al pie de la ladera norte. Hacia el sur, las zonas demxima pendiente drenan al ro Valle.

4.1.5. Caracterizacin de los ros principales En la zona existen dos drenajes principales, el primero de ellos es el ro

Guaire, que recorre longitudinalmente todo el valle de Caracas, drenando de noroestea sureste. Posee geometra transicional, adaptado a la topografa generalmente,aunque se desadapta en la garganta epignica ubicada a la altura del Gimnasiocubierto de la UCV, sin embargo, est condicionada por las colinas del sur (BelloMonte, Lomas de San Romn y Santa Marta) y el piedemonte hacia la zona norte. En

el tramo de estudio, posee seis cambios de direccin notable: N20E hasta la PlazaColn, para luego cambiar a N50O hasta llegar Estadio Universitario de la UCV. A partir de aqu modifica su direccin en a N10E en un tramo corto, hasta llegar aldistribuidor el Pulpo punto en el que desemboca el ro Valle desde all cambia de


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Adicionalmente, la evaluacin de las fotos 584, 592, 594, correspondientes a

la Misin 8, as como las 035B-039B de la misin B-8 permiten apreciar un mejornivel de resolucin en cuanto a detalles de la geologa aluvial. En este sentido, y demanera general, se observ que el rea de relieve de valle, est conformadasuperficialmente por sedimentos o depsitos Cuaternarios, provenientes principalmente de la montaa del vila ubicada hacia el norte, mediante procesos deflujos torrenciales descritos por Singer (1977). En contraste, el relieve abrupto,ubicado tanto al norte como las colinas del sur, es de litologa mas competente, y enlos que afloran rocas metasedimentarias, en concordancia con lo reflejado el lageologa regional, as como se ver mas delante, de acuerdo con los datos recopiladosde la geologa de superficie y sondeos exploratorios.

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4.2.1. Recopilacin de datos de geologa de superficie.

Los depsitos Cuaternarios ubicados hacia el extremo oeste del tramo enestudio, especficamente en la Zona Rental de la Universidad Central de Venezuela,han sido descritos en forma detallada por OROPEZA & ZAMBRANO (2007),quienes los dividen en tres unidades informales. Describindolas textualmente de losmencionados autores, se tiene que, la primera est constituida por rellenossuperficiales pertenecientes al Antropoceno, de varios metros de espesor, siendoacondicionada para regularizar el borde de la terraza de descarga pleistocena quedominaba la vega aluvial holocena. La otra Unidad Q1-Qob(?), est conformada pordepsitos de descarga y derrame, entallada en terraza y dominando la vega aluvial delro Guaire. El tope de estos depsitos se encuentra sellado por un edafosuelo orgnicogris-castao oscuro holoceno, con inclusiones dispersas de partculas de carbn demadera y restos de cermica de uso comn de posible poca colonial. Los sedimentosque afloran en esta unidad presentan dos facies: una facie de depsitos terminalesconformados por limos arenosos y arcillosos de derrame de varios metros de espesory de color beige; otra facies de materiales gruesos conformada por gravasdesordenadas subangulosas y guijarros en una matriz arenosa, de color gris oscuro y

correspondiente a bancos aluviales de descarga. La ltima unidad Q1 de depsitoslacustres con facies rtmicas de varvas limo-arcillosas litocromas alternadamentemarrn claro y anaranjado-rosado con espesores superiores a los 4 m, se encuentraacuada contra la loma rocosa del Esquisto de Las Mercedes, donde se asentaba laantigua hacienda Noria, y hacia la cual, la secuencia lacustre esta interestratificada

lateralmente con plumas coluviales Q1 de color rojizo-anaranjado, generadas a partirde la remocin superficial de una laterita roja, producto de alteracin de los referidosesquistos que conforman la loma rocosa.

La cartografa de tales depsitos cuaternarios es detalladamente levantada por

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el control de las variables del subsuelo, las cuales, determinan los diseos de

ingeniera eficientes, capaces de brindar seguridad a los habitantes y usuarios de losservicios pblicos, como es el caso del tema que se aborda en este trabajo especial degrado.

Las observaciones realizadas por Oropeza y Zambrano (2007) en cuanto a la

naturaleza granulomtrica y plstica de los materiales que conforman los depsitosaluviales, se corresponden con la clasificacin geotcnica empleada (SistemaUnificado de Clasificacin) en el registro de los sondeos exploratorios realizados enesa zona pertenecientes a las perforaciones PE-1 hasta PE-9 (Ver Anexo 2) as

Figura 2.6. Depsitos lacustres Q1 interestratificados con plumas de lateritas coluvionada delestribo rocoso del Esquisto de Las Mercedes. Zona Rental de la UCV, Plaza Venezuela. FuenteOROPEZA & ZAMBRANO (2007)

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http://planta%20y%20perfil/Perfil%20de%20Sectorizaci%E3%AE%A0Geomec%E1%AE%A9ca.pdfhttp://planta%20y%20perfil/Perfil%20de%20Sectorizaci%E3%AE%A0Geomec%E1%AE%A9ca.pdf


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En este sentido, puede concluirse que los depsitos aluviales que conformanlos espesores superiores en el tramo de estudio estn constituidos por materialacarreado por el ro Guaire, cuya principal fuente lateral proviene de las rocasdescompuestas del vila. Sus caractersticas granulomtricas variadas, dominada porarenas mal gradadas limosas, evidencian la dinmica de valle influenciada por ladinmica de montaa. La distribucin localizada alrededor del drenaje principal, tantovertical como lateral de sedimentos con granulometras variadas, son diagnsticas deeventos de inundacin, tal y como lo explica Singer (1977), aspecto que debe serconsiderado como un riesgo geotcnico o geoamenaza de relevancia. Por otra parte,los espesores de los sedimentos aluviales en la zona de estudio y determinados atravs de los sondeos exploratorios, coinciden con los inferidos por Moncada (2005)en el Mapa respectivo a escala 1:25.000, los cuales, oscilan entre 0 a 30 m de espesor.

En cuanto al macizo rocoso conformado por las colinas de Bello Monte ycorrespondientes al Esquisto de Las Mercedes, CARVALLO (2000) realiz ladescripcin litolgica de once afloramientos ubicados en el rea de estudio,estableciendo dos unidades litolgicas informales: la primera conformada por capavegetal, coluvio y suelo residual, generalmente ubicada en la zona de piedemonte de

las laderas sur, como producto de material de derrumbe proveniente de las colinasadyacentes. La segunda est conformada por esquistos cuarzo micceos calcreos,localmente grafitosos. El perfil de meteorizacin tpico de los afloramientosestudiados, est constituido por una secuencia superficial que generalmente se iniciacon una capa vegetal, seguido por coluvin y/o suelo residual. A continuacin de esta

ltima, generalmente existe una secuencia intermedia de roca descompuesta blandafracturada (RDbf) segn clasificacin de Flores Calcao (1962) y/o roca meteorizada blanda fracturada (RMbf), estando situadas una a continuacin de la otra, seguida poruna roca meteorizada dura fracturada (RMdf) no observando roca sana en ninguno de


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Figura 2.7. Mapa de unidades depositacionales cuaternarias del Valle de Caracas (SINGER, ZAMBRANO, OROPEZA & TAGLIAFERRO,2006). Fuente: OROPEZA & ZAMBRANO (2007).

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4.2.2. Litologa determinada a travs de ncleos de rocasLas muestras de rocas obtenidas en los sondeos exploratorios se evaluaron

como muestras de mano, presentando las siguientes caractersticas:En general se clasifican como esquistos calcticos cuarzoso grafitoso, algunas

veces micceos. Esta clasificacin puede variar ligeramente, segn el componentemineral mayoritario. Son muy foliados con ngulo de buzamiento que oscilan entre40 a 70. En algunos casos se observaron buzamientos verticales y estructuras como

micropliegues. Lamentablemente los ncleos carecen de orientacin, por lo que, elrumbo general de los planos de foliacin viene dado del anlisis modal de medicionesde rumbo y buzamientos obtenidos en campo y realizado por CARVALLO (2000) yque se reportarn mas adelante en la geologa estructural

Figura 2.8. Mapa de espesores de sedimentos del Valle de Caracas (MONCADA, 2005) Fuente:OROPEZA & ZAMBRANO (2007).

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recuperacin, el cual, suele ser muy bajo a nulo, logrndose en algunos casosrecuperar solo las vetas duras compuestas por calcita y cuarzo. Cabe sealar encuanto a este aspecto que, las tcnicas de muestreo a rotacin no fueron verificadas ensitio por los autores de este trabajo, por lo que, se desconoce el control de calidadaplicado en la ejecucin de los sondeos exploratorios. De Marco (2004) sugieretcnicas precisas para el muestreo a percusin y rotacin en rocas metamrficastpicas de Caracas.

En las muestras de roca observadas, existe una leve decoloracin debida a laoxidacin de algn componente mineralgico (posiblemente las micas). Los planosde foliacin estn bien desarrollados, sin evidencia de modificacin textural. Lasdiaclasas se presentan rellenas con calcita y cuarzo. La decoloracin leve indicameteorizacin de la roca intacta y de las superficies de discontinuidad. La roca puede

estar un poco ms dbil externamente, que en condicin fresca.

4.2.3. Anlisis petrogrfico de muestras.El anlisis petrogrfico de las muestras, se desprende de la necesidad de

clasificar las rocas con un nivel de detalle mayor que el alcanzado en el anlisis de

muestras de mano. El mismo, permite definir las caractersticas mineralgicas,texturales y de alteracin presentes en las rocas, as como el tamao promedio de losgranos presentes.

Del anlisis petrogrfico de muestras de roca para el tramo en estudio, seobtuvo como resultado,esquistos calcticos cuarzosos grafitosos, a veces

moscovticos, con marcada foliacin y alteracin baja, principalmente de las micas ahematita (xido de Fe). Estas rocas se clasifican comometamrficas/metasedimentarias. Presentan calcita como mineral mayoritarioobservndose anhedral de tamao muy pequeo formando una especie de matriz

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muestra una extincin ondulatoria producto de la deformacin durante elmetamorfismo (Figura 2.10).

El grafito se presenta en prcticamente toda la roca, en porcentajes que varan

entre 2 y 34% del total de los componentes. Este se observa de color negro,anistropo y orientado en direccin de la foliacin al igual que las micas (Figura2.10). En algunas rocas, se reporta presencia de Hematita como producto dealteracin as como de pirita de color amarillo ocre brillante notable solamente con

1,8 mm

Figura 2.9. Fotografa No. 1 de seccin fina. Se observan la calcita anhedral y subhedral. En losgranos mas grandes, se observa el maclado polisinttico tpico de las calcitas. As mismo, seobservan los pocos granos de cuarzo y los opacos presentes en la seccin (principalmente Pirita).Objetivo 10x, ocular 10x. Foto: ALVAREZ, (2007)

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La moscovita, aunque en su mayora presenta sus colores de interferencia dealto orden (tpicos de ste mineral), evidencia deformacin mostrando una trituraciny flujo de moscovita entre los granos de cuarzo y calcita. A su vez, la misma se

encuentra en algunos casos, alterada a minerales de arcilla (posiblemente esmctita)as como a oxido de hierro (Hematita) (Figuras 2.11 y 2.12)

1,8 mm Figura 2.10. Fotografa No. 2 de seccin fina. Textura Esquistosa. Se observa la orientacin de lafoliacin, favorecida principalmente por el grafito y las micas. El cuarzo se encuentra embebido enla foliacin, presentando extincin ondulatoria, asimismo, se observan algunos granos particularmente fracturados, debido posiblemente al metamorfismo sufrido por la roca. Presenciade xido de hierro (Hematita), de color marrn rojiso. Objetivo 10x, ocular 10x. Foto: ALVAREZ,2007

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4.3. Geologa Estructural

El valle de Caracas debe su envolvente topogrfica al dominio del controlmorfoestructural, como consecuencia de la actividad tectnica entre las placascaribea y suramericana. La manifestacin de trazas de fallas activas existe hacia los

lmites norte de los asentamientos urbanos de la Cordillera de Costa, denominadassistema de fallas de San Sebastin y Tacagua-El vila (Ver figura 2.13). La primera,es de carcter regional, con una longitud aproximada de 300 Km y pertenece almegasistema de accidentes estructurales de tipo transcurrente dextral. Por extenderseen el lecho marino, desde Puerto Cabello hasta la fosa de Cariaco, su traza es menos

conocida. En el ao 1984, FUNVISIS le asign una magnitud mxima probable de7,7 a 7,8 segn la escala de Richter, con una velocidad de desplazamiento entre placas aproximada de 3 a 5 mm/ao, segn Audemard et al, (2000). Se le atribuyen aeste sistema los terremotos de los aos 1812 1900 y 1967

1,8 mm 1,8 mm

Figura 2.11. Fotografa No. 3 de seccin fina.Se observan las micas al centro de la fotografa,con colores de interferencia altos. El xido dehierro se observa en la parte superior derecha,de color marrn rojizo. Foto: ALVAREZ,(2007)

Figura 2.12. Fotografa No. 4 de seccin fina.Se observan las evidencias de la deformacin,notndose trituracin y flujo de moscovita entrelos granos de cuarzo y calcita. Foto:ALVAREZ, (2007).

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El sistema de fallas Tacagua-El vila domina el faldeo sur del vila, a lo

largo de la Cota mil y es de tipo transcurrente dextral con componente verticalinversa.

Esta se encuentra cartografiada en el Mapa de Unidades depositacionalesSINGER et al. (2006) (ver Figura 2.7). La geometra y deformaciones de losdepsitos aluviales del Valle de Caracas, son controladas por este sistema, generando

depresiones tectnicas anmalas del basamento, como ocurre en San Bernardino yLos Palos Grandes. Por estar ubicada en las inmediaciones del rea, representa lafuente ssmica de mayor relevancia en cuanto a riesgo, aunque no se han localizadoevidencias cossmicas de actividad reciente FUNVISIS (1984-1988) estima un sismo

Figura 2.13. Fallas activas del Valle de Caracas (URBANI & RODRIGUEZ, 2004) Fuente:OROPEZA & ZAMBRANO (2007).

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consolidados que tienden a amplificar las aceleraciones de las ondas ssmicas, comoes el caso de Los Palos Grandes, cuya profundidad se encuentra hasta 300 m, sinotambin, por que las estructuras generadoras de sismos se localizan cercanas a loscentros poblados. En este sentido, la planificacin urbana debe estar orientada aconsiderar todos los factores de riesgo geolgico, a fin de reducir la vulnerabilidad delos servicios pblicos y privados, que redunda en seguridad y bienestar de loshabitantes de la ciudad de Caracas.

Entre otras estructuras geolgicas de importancia existentes en la zona deestudio, se tiene el sinclinal del Cementerio y el Anticlinal de Baruta, cartografiadasoriginalmente por DENGO (1951), y luego por URBANI Y RODRGUEZ (2004)(Ver Figura 2.5), los cuales, definen la orientacin espacial aproximada de lasdiscontinuidades del macizo rocoso. CARVALLO (2000) realiz la medicin y

procesamiento de la data sobre las tendencias de orientacin de las principalesestructuras planares identificadas en campo, tales como foliacin y diaclasas. Los primeros muestran una orientacin preferencial NE con buzamiento hacia el norte. Encuanto a las diaclasas, se identificaron seis familias, discriminadas en tres principalesy tres secundarias.

A continuacin se reportan los resultados obtenidos por CARVALLO (2000), proveniente del anlisis modal de las orientaciones de los planos de foliacin ydiaclasas, a travs de la representacin en proyecciones hemisfricas en red equiareal.(Tabla 2.2)

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Discontinuidadessistemticas

orientacin

Foliacin F1 N70E60N

Foliacin F2 N50E40N

Diaclasa D1 N20W85N

Diaclasa D2 N20W70S

Diaclasa D3 N30W85N

Diaclasa D4 N40W-V

Diaclasa D5 N25W80S

Diaclasa D6 N15W60N

Con fines de caracterizacin geomecnica, a continuacin se describen lascaractersticas de las discontinuidades reportadas en los afloramientos evaluados porCARVALLO (2000), cercanos al tramos en estudio, a fin de extrapolar talescaractersticas a los rocas que conforman el subsuelo a travs del cual discurrirn lostneles gemelos del tramo en estudio.

Las diaclasas se presentan con frecuencias tpicas de 5:1 a 10:1 y aberturasentre 2,5 mm a 10 mm, en ocasiones mayores, con relleno variable de calcitarecristalizada frecuentemente manchada por xido, cuarzo, y material limoarcilloso, posiblemente proveniente de la lixiviacin de suelo residual y/o coluvin.Ocasionalmente algunas estn abiertas y sin relleno, con manchas de oxidacin sin

presencia de agua libre. Las caras internas suelen ser rugosas escalonadas a rugosa planar, con predominio de la primera. El espaciamiento es de cerrado a moderado,entre 80 a 250 mm. La persistencia es baja, entre 1 a 3 metros, ocasionalmentealcanza los 4 metros, con terminaciones en contra de otra discontinuidad o truncadas.

Tabla 2.2. Discontinuidades modales en macizo rocoso de Colinas de Bello Monte.CARVALLO (2000)

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pretende integrar la informacin geolgica con los procesos generadores de lascondiciones actuales, basado en la incidencia de las variables morfogenticas,definicin de unidades geomorfolgicas, intervenciones antrpicas y geoamenazas.

4.4.1. Incidencia de las variables morfogenticasEl anlisis regional de la evolucin geomorfolgica de la Cordillera de la

Costa en el rea de Caracas es planteada por Singer (1977). El mencionado Autorseala que los elementos del paisaje tales como valles-alvolos, cerros convexos, ascomo las formaciones residuales que los acompaan, se atribuye a una herenciamorfoclimtica caracterstica de climas tropicales hmedos del Plioceno. Tambinexplica que las cumbres achatadas con alturas de 2000 msnm de la cadena litoral, sonelementos tectnicamente desnivelados de la Meseta de Los Teques. De esta,

volmenes de detritos de origen residual se acumulan en las cubetas palustres de losvalles alvolos pliocenos y son arrastrados en direccin de las fosas subsidentesvecinas, como las formaciones Tuy y Guatire, Catia, San Bernardino y Boleita.Todos estos depsitos se encuentran deformados como consecuencia de losmovimientos de los bloques tectnicos durante el Cuaternario.

Por otra parte, el contraste litolgico se observa en la vertiente de Caracas. ElEsquisto de las Mercedes es relativamente impermeable en estado alterado adiferencia de la descomposicin de las metareniscas y esquistos cuarzo micceos delas Brisas. Tal diferencia de potencial morfogentico define la ubicacin de losrelieves residuales ms importantes de la regin, siendo los volmenes resistentes

constituidos por el Esquisto de las Brisas, y de los volmenes blandos constituidos por el Esquisto de las Mercedes. En general, los terrenos correspondientes a loslitotipos de meteorizacin superiores a 1000-1200 msnm constituyen una zona deriesgo geolgico del rea Metropolitana de Caracas as como los faldeos de la

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ejemplo, en el Esquisto de las Mercedes, se observa que los perfiles se tornan gruesoshacia el fondo de las quebradas y delgados hacia los estribos. Los suelos ferruginososimpermeables de la parte superficial explican la elevada torrencialidad que se observaen las colinas del Esquisto de las Mercedes. Tambin son evidencia la presenciageneral de complejos coluvio-torrenciales edafizados cuaternarios que forman mantosespesos al pie de las colinas (El Pinar, Las Mercedes).

4.4.2. Unidades Geomorfolgicas del Valle de CaracasEl documento de referencia es el Trabajo Especial de Grado realizado por

OROPEZA & ZAMBRANO, (2007). En este se establecen cinco unidadesgeomorfolgicas definidas por:

(1) La planicie aluvial holocena de los ros Guaire y Valle.

(2) Los abanicos torrenciales pleistocenos. (3) La cuenca lacustre pleistocena Q1 en el Rincn del Valle-El

Cementerio.

(4) La depresin alveolar Q4-Q3 de Catia. (5) Las terrazas de descarga Q1-Qob(?), dominando las planicies

aluviales holocenas. Esta discriminacin se realiz en base a lacartografa de los depsitos cuaternarios descritos por los mismosautores. (Ver Figura 2.14).

A continuacin se har referencia a aquellas unidades existentes en la zona deestudio.

Terrazas de descarga Q1-Qob(?): es una unidad conformada por niveles deerosin y descarga, terrazeados y encajados en los depsitos lacustres Q1 o enformaciones anteriores. Representan manifestaciones de eventos repentinos ded g i t l t q fi l d l Pl i t Q/

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Planicie aluvial holocena: comprende las reas mas deprimidas del Valle deCaracas a lo largo de los drenajes principales, mostrando irregularidades comosucesiones de estrangulamientos y ensanchamientos laterales pronunciados,generados por represamiento local y de chorro, impulsados por fenmenos de carga ydescarga.

4.4.3. Intervencin antrpica.Gracias a sus bondades climticas y a su ubicacin estratgica favorable para

actividades econmicas, a la ciudad de Caracas se le ha otorgado la divisin poltico-territorial de Capital de la Repblica. Por tales motivos, posee en la actualidad unaalta densidad de poblacin, tanto en el ncleo urbano, como en sus alrededores.

Las intervenciones sobre la topografa original, con fines urbansticos,

caracterizadas por la realizacin de extensos cortes y rellenos en materiales en losque, por lo general, no se evaluaron las propiedades mecnicas, as como tampoco sehicieron los estudios pertinentes sobre la modificacin de geometras, de tal formaque stas resultaran adecuadas. Ello ha trado como consecuencia la inestabilidadgeneralizada de taludes en zona de pendientes abruptas, como por ejemplo, las

Colinas de Bello Monte y Colinas de Santa Mnica. Ms an, se han obstruido redesde drenajes naturales, estableciendo los ejes viales a travs de stos (SINGER, 1983).


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Figura 2.14. Mapa de unidades geomorfolgicas del Valle de Caracas. OROPEZA & ZAMBRANO (2007).

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DAZ QUINTERO (2005) l l h t g id d d l


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DAZ QUINTERO (2005), seala que la heterogeneidad de las rocasmetamrficas que afloran en el rea, merecen especial atencin desde el punto devista geotcnico, ya que, por su experiencia ha comprobado que el intemperismo y lasintervenciones antrpicas desmejoran la calidad de la roca en tiempos relativamentecortos, alrededor de 20 aos, especialmente cuando se trata de filitas, las cuales,abundan y no han sido cartografiadas con en nivel de detalle que se requiere paraestudios geotcnicos, siendo necesario hacer evaluaciones ms profundas de ndole petrogrfico y geoqumico.

Por otra parte, se tiene la invasin de las planicies de inundacin del roGuaire, as como los alrededores de las quebradas que bajan del vila y desembocanen el ro Guaire. De la misma forma, se han embaulado prcticamente la mayora deestas, subestimndose los caudales que pueden alcanzar cuando los niveles de

precipitaciones exceden los volmenes normales.

4.4.4. Geoamenazas: Vulnerabilidad ante aludes torrenciales,deslizamientos, inundacin y riesgo ssmico.

Con el fin de alcanzar el equilibrio entre las condiciones naturales y laocupacin del terreno para la actividad humana, deben incorporarse a la planificacinurbana los planes de prevencin y mitigacin de los riesgos geolgicos, para evitary/o reducir los daos ocasionados por los procesos geodinmicos. En este sentido,varios autores, tales como SINGER (1977,1983), OROPEZA & ZAMBRANO(2007), entre otros, e Instituciones dependientes del estado, como FUNVISIS,FONACIT, as como algunas Universidades del pas, han realizado investigaciones

para determinar las amenazas geolgicas existentes en el Valle de Caracas. stas hansido referenciadas en prrafos anteriores, sin embargo, el presente trabajo debereportar las variables a tomar en cuenta para la ingeniera de detalles de las obras

CAPTULO II

Segn OROPEZA & ZAMBRANO (2007) la geomorfologa natural de valle


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Segn OROPEZA & ZAMBRANO (2007), la geomorfologa natural de vallecolgado de Caracas, hace que la evacuacin de los excesos de sedimentos seaimpedida por la desconexin y suspensin de los drenajes naturales con respecto alnivel de base regional. En consecuencia, la zona se encuentra sometida a un rgimen persistente de ahogamiento aluvial, principalmente las partes ms deprimidas, por lasque transcurre el drenaje principal. La problemtica se evidencia por la sumersin delos estribos rocosos de las colinas ubicadas al sur del Guaire, en secuencias

transgresivas de depsitos lacustres causadas por el represamiento del ro, dado elaporte masivo de sedimentos en aludes torrenciales (SINGER, 1977). Existenregistros relativamente reciente de zonas del Valle de Caracas, as como ha sidoevidenciada la naturaleza catastrfica de la mayor parte de los depsitos aluviales dela zona. A continuacin se muestra un mapa del rea en el que se aprecia los lmites

de inundacin a las adyacencias del ro Guaire. (Figura 2.15).

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El mapa permite observar claramente que el rea en estudio es susceptible a


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El mapa permite observar claramente que el rea en estudio es susceptible aser inundada por el ro Guaire. La probabilidad de riesgo es elevada, principalmentedebido a la alta densidad de poblacin en las zonas potencialmente inundables. Elriesgo puede ser estimado de manera probabilstica y determinista. Para ello, serequiere de un levantamiento detallado de las instalaciones comprometidas, as comode la densidad de poblacin existente. En este sentido, las medidas de mitigacindeben estar orientadas hacia los sistemas de alerta y evacuacin del rea ante tales

eventos. Con respecto a los nuevos proyectos, se deben tomar en cuenta los riesgosque se corren por inundaciones en el rea.

Los eventos de inundaciones, aludes torrenciales, deslizamientos, y precipitaciones estn estrechamente relacionados, ya que, las primeras sonconsecuencias de regmenes de precipitacin anormales. Basta recordar la tragedia

acontecida en el estado Vargas, en diciembre de 1999, en el que la naturaleza diomuestras de su descomunal fuerza, producindose la prdida de gran cantidad devidas humanas y materiales. De forma anloga, los depsitos aluviales que bordean por el sur al piedemonte avileo, y que adems conforman el subsuelo del Valle deCaracas, son producto de similares procesos geodinmicos, que continuarn

ocurriendo en el futuro.Los deslizamientos de taludes naturales y artificiales en sectores aislados

tambin se atribuyen en parte a los regmenes de precipitaciones abundantes. El sueloresidual, producto de la meteorizacin, al saturarse disminuye su resistencia al corte,aunado a las condiciones geomtricas inseguras, es decir, taludes con pendientes muy

inclinadas que favorecen los deslizamientos, lo que genera prdidas de vidas, bienesmuebles e inmuebles, as como la incomunicacin en la vialidad.Por otra parte, existen algunos sectores crticos del Valle de Caracas que

incrementan la vulnerabilidad de las edificaciones ante la amenaza ssmica

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Los sedimentos lacus

t041500006225-0-caracterizacion geomecanica para el proyecto del sistema sub-000

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