Informeamenaza2

SUBDIRECCIÓN DE AMENAZAS GEOLÓGICAS Y ENTORNO AMBIENTAL

PREVENCIÓN DE DESASTRES GLACIO-VOLCÁNICOS E HIDRO-METEOROLÓGICOS EN LAS CUENCAS DE LOS RÍOS COMBEIMA Y PÁEZ, CORDILLERA CENTRAL, COLOMBIA (DEPARTAMENTOS DE

TOLIMA, CAUCA Y HUILA)

ZONIFICACIÓN DE AMENAZA POR MOVIMIENTOS EN MASA Y ZONIFICACIÓN GEOMECÁNICA DE LA CUENCA DEL RÍO

COMBEIMA – IBAGUÉ – TOLIMA. Escala 1:25.000

INFORME FINAL TOMO II

CATALOGO E INVENTARIO DE MOVIMIENTOS EN MASA

EXPLORACIÓN DEL SUBSUELO Y ENSAYOS DE LABORATORIO

República de Colombia

MINISTERIO DE MINAS Y ENERGÍA INSTITUTO COLOMBIANO DE GEOLOGÍA Y MINERIA

INGEOMINAS

INSTITUTO COLOMBIANO DE GEOLOGÍA Y MINERÍA

INGEOMINAS

INSTITUTO COLOMBIANO DE GEOLOGÍA Y MINERÍA INGEOMINAS

Zonificación de Amenaza por Movimientos en Masa Tipo Flujo en la Cuenca del Río Combeima – Ibagué – Tolima.

CONTENIDO

1. INTRODUCCIÓN ..................................................................................................................................................... 5

2. CATÁLOGO DE MOVIMIENTOS EN MASA .............................................................................................................. 6

2.1 METODOLOGÍA ................................................................................................................................................. 6 2.2 INTERPRETACIÓN HISTÓRICA ............................................................................................................................ 6

3. INVENTARIO DE MOVIMIENTOS EN MASA .......................................................................................................... 12

3.1 METODOLOGÍA ............................................................................................................................................... 12 3.1.1 Formato para captura de datos en campo ............................................................................................ 13 3.1.2 Análisis estadístico ................................................................................................................................ 20 3.1.3 Mapa de Inventario de Movimientos en Masa ..................................................................................... 21

4. EXPLORACIÓN Y ENSAYOS DE LABORATORIO ..................................................................................................... 23

4.1 EXPLORACIÓN DEL SUBSUELO ........................................................................................................................ 23 4.1.1 Recolección de muestras de roca .......................................................................................................... 23 4.1.2 Recolección de muestras de suelo ......................................................................................................... 23 4.2 ENSAYOS DE LABORATORIO ............................................................................................................................ 26 4.2.1 Ensayos granulométricos ...................................................................................................................... 26 4.2.2 Contenido de humedad ......................................................................................................................... 28 4.2.3 Ensayos de clasificación ........................................................................................................................ 29 4.2.4 Peso unitario ......................................................................................................................................... 30 4.2.5 Ensayos de consolidación ...................................................................................................................... 33 4.2.6 Ensayos de resistencia ........................................................................................................................... 34 4.3 CARACTERIZACIÓN GEOTÉCNICA DE LAS UNIDADES GEOLÓGICAS SUPERFICIALES ........................................ 36



LISTA DE FIGURAS

Figura 2.1. Distribución mensual de eventos multianual ............................................................................... 7

Figura 2.2 Distribución porcentual de los diferentes niveles de georreferenciación. .................................... 8

Figura 2.3. Distribución espacial de los eventos según el nivel de georreferenciación. ............................. 10

Figura 2.4. Localización de sectores con recurrencia histórica de movimientos en masa. ....................... 11

Figura 3.1. Metodología aplicada para la realización del inventario de movimientos en masa (INGEOMINAS, 2006). ................................................................................................................................. 13

Figura 3.2. Estados de actividad de movimientos en masa, Cruden & Varnes (1996). .............................. 15

Figura 3.3. Distribuciones de actividad de movimientos en masa, Cruden & Varnes (1996): 1) Avanzando, 2) Retrogresivo, 3) Creciente, 4) Decreciente, 5) Confinado. ...................................................................... 16

Figura 3.4 Deslizamientos rotacionales y traslacionales (Tomado de Cruden & Varnes, 1996). .............. 17

Figura 3.5 Terminología descriptiva de los deslizamientos. Tomado de Cruden & Varnes (1996). ........... 19

Figura 3.6 Algunas dimensiones de los deslizamientos. Tomado de Cruden & Varnes, (1996). ............... 20

Figura 3.7. Localización de los sitios inventariados en el área de estudio agrupados según la clasificación del movimiento (INGEOMINAS, 2008). ........................................................................................................ 21

Figura 3.8. Distribución de densidad de movimientos en masa inventariados según su clasificación (INGEOMINAS, 2008). ................................................................................................................................. 22

Figura 4.1 Localización de apiques ............................................................................................................. 24

Figura 4.2. Recolección de muestras del macizo rocoso inalterada. .......................................................... 25

Figura 4.3. Proceso de tallado de una muestra de suelo (Apique 7). ......................................................... 25

Figura 4.4. Proceso de parafinado y empacado de la muestra en cajas de madera. ................................. 26

Figura 4.5. Curva granulométrica típica del material arrastrado por el rio Combeima................................ 27

Figura 4.6. Análisis hidrométrico del material del lecho. Muestra EM-03. .................................................. 28

Figura 4.7. Carta de Plasticidad de Casagrande. ....................................................................................... 29

Figura 4.8. Ensayo de consolidación unidimensional. Muestra In5-14. ...................................................... 33

Figura 4.9. Envolvente de resistencia de Mohr – Coulomb. ........................................................................ 35

Figura 4.10. Curva esfuerzo – deformación para la condición pico. ........................................................... 35

Figura 4.11. Evaluación de la dilatancia. ..................................................................................................... 36

Figura 4.12. Estructura de la base de datos geotécnica. ............................................................................ 37

Figura 4.13. Ejemplo de la entrada de datos en la base de datos geotécnica. .......................................... 38

Figura 4.14. Ubicación de los apiques en las UGS. .................................................................................... 39



LISTA DE TABLAS

Tabla 2.1. Estructura de la base de datos de información levantada para el inventario de MM. .................. 7

Tabla 2.2 Niveles de Georreferenciación según la calidad de información geográfica. ................................ 8

Tabla 4.1. Relación de la información recolectada y almacenada en la base de datos geotécnica. .......... 27

Tabla 4.2. Contenido de humedad para muestras recolectadas en el lecho del rio Combeima. ................ 28

Tabla 4.3. Resultados de pesos unitario en suelo. ...................................................................................... 30

Tabla 4.4. Resultados ensayos de peso unitario en roca. ........................................................................... 31

Tabla 4.5. Evaluación de los parámetros de compresibilidad. .................................................................... 34

Tabla 4.6. Parámetros de resistencia de las diferentes muestras recolectadas. ........................................ 34


Zonificación de Amenaza por Movimientos en Masa Tipo Flujo en la Cuenca del Río Combeima – Ibagué – Tolima. 5

1. INTRODUCCIÓN

En este informe se presentan las características más importantes relacionadas con el Catálogo de movimientos en masa, Inventario de movimientos en masa, desarrollado dentro del proyecto Zonificación de la Amenaza por Movimientos en Masa Tipo Flujo en la Cuenca del Río Combeima, Ibagué - Tolima, que se enmarca a su vez, dentro del Proyecto Colombo-Suizo de Prevención de desastres glacio-volcánicos e hidro-meteorológicos en las cuencas de los ríos Combeima y Páez - Cordillera Central- Colombia (Departamentos de Tolima, Cauca y Huila).

El catalogo de movimientos en masa fue elaborado con el fin de complementar y tener una mejor aproximación a los procesos morfodinámicos presentes en la cuenca, a partir de la recopilación de información de eventos históricos. Además, se presenta el Inventario de procesos morfodinámicos, insumo básico para los estudios de zonificación de amenaza, puesto que permite tipificar y establecer las condiciones bajo las cuales ocurren los procesos de inestabilidad del terreno.



2. CATÁLOGO DE MOVIMIENTOS EN MASA

Con el fin de complementar y tener una mejor aproximación a los procesos morfodinámicos desarrollados en la cuenca, se procedió a consolidar un catálogo histórico de eventos con el propósito de cuantificar y determinar el tipo, magnitud, causas y recurrencia de los mismos, a partir de información secundaria confiable. 2.1 METODOLOGÍA Para la recopilación de la información como primera medida se investigó dentro de las páginas web y bancos de documentación de CORTOLIMA y de la Gobernación, con el fin de identificar posibles catálogos de deslizamientos disponibles para el público en general. Una de las principales fuentes de información secundaria fue un catálogo desarrollado por la Universidad del Valle, denominado DESINVENTAR, con el cual se identificaron 123 eventos localizados en la ciudad de Ibagué, por lo general clasificados como deslizamientos y avenidas torrenciales. Estos registros cuentan con datos de fecha de ocurrencia (año, mes, día) y una descripción del lugar donde se presentaron, por lo general sin datos exactos de georreferenciación. Adicionalmente, se visitaron varias entidades con el fin de tomar directamente datos de sus archivos y reportes disponibles. Las entidades visitadas fueron las siguientes:

• INGEOMINAS • CLOPAD • IBAL • CORTOLIMA • TELETOLIMA (TELECOM)

La estructura de la Base de Datos consolidada se muestra en la Tabla 2.1. En total el catálogo está conformado por 620 eventos. Estos eventos corresponden a los registros desde 1924 hasta 2007. Si bien el catálogo es pobre en cuanto a la descripción técnica del evento (tipo de movimiento, material involucrado, actividad y morfometría), aporta una valiosa información histórica para el método estadístico que se emplea en este trabajo, en cuanto a localización, causas y efectos, la cual deberá ser interpretada considerando las limitaciones de las fuentes consultadas. 2.2 INTERPRETACIÓN HISTÓRICA La Figura 2.1 presenta la distribución mensual de eventos multianual, donde claramente se observa un comportamiento bimodal con un pico bastante alto entre los meses de Abril y Mayo, así mismo un segundo periodo de menor recurrencia entre los meses de Octubre y Noviembre.



7

Tabla 2.1. Estructura de la base de datos de información levantada para el inventario de MM.

DIA

MES AÑO

Vida

s

Her

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Dam

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Vial

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Tipo de FRM

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nPERDIDAS Y DAÑOS

INF. CUANTITATIVA INFORMACION CUALITATIVA

FUENTE DE INFORMACION

Det

onan

te

Coordenadas

Planas Geográficas

Figura 2.1. Distribución mensual de eventos multianual



Posterior a la estructuración de la base de datos se realizó un proceso de localización de eventos, para lo cual se definieron 4 niveles de calidad de localización según se muestra en la Tabla 2.2

Tabla 2.2 Niveles de Georreferenciación según la calidad de información geográfica. El Nivel 1 corresponde a aquellos eventos cuya fuente reporta las coordenadas exactas de ocurrencia del evento. El Nivel 2 corresponde a los eventos que cuentan con una descripción del sitio de ocurrencia pero sin obtener coordenadas exactas, en este caso la localización se llevó a cabo a partir de la toponimia del área de estudio. El Nivel 3 corresponde a los eventos que pudieron ser localizados tanto de manera exacta como aproximada pero que se encontraron fuera del área de estudio. Finalmente, el nivel 4 corresponde a los eventos que no fue posible localizar debido a la ambigüedad de la descripción o a la falta de detalle de la toponimia digital disponible. De los 620 datos consolidados en la base de datos 139 corresponden a un Nivel 1, 89 corresponden a un Nivel 2, 185 corresponden a un Nivel 3 y 207 a un Nivel 4. En la Figura 2.2 se presenta la distribución porcentual de los diferentes niveles de georreferenciación establecidos.

Figura 2.2 Distribución porcentual de los diferentes niveles de georreferenciación.

Nivel Descripción 1 Localización Exacta 2 Localización aproximada 3 Localización fuera de la cuenca 4 Sin localización



Si bien el porcentaje de datos correspondientes a los niveles 3 y 4 es bastante alto (64%), el número de eventos dentro de los niveles 1 y 2 (228 en total) corresponden a un volumen de datos bastante importante. Este hecho se puede apreciar en la Figura 2.3 donde se presenta la localización de los eventos correspondientes a los Niveles 1, 2 y 3 dentro de la cuenca del río Combeima, obsérvese la buena densidad de puntos al interior de la misma. Una vez localizados los 228 eventos dentro de la cuenca (Anexo 2.1) se procedió a identificar las zonas con mayor recurrencia histórica, lo cual ayudó a la planeación y priorización de sectores para el desarrollo de los trabajos de campo de inventario de movimientos en masa. De esta manera, se identificaron los sectores recurrentes que esquemáticamente se presentan en la Figura 2.4.



Figura 2.3. Distribución espacial de los eventos según el nivel de georreferenciación.



Figura 2.4. Localización de sectores con recurrencia histórica de movimientos en masa.



3. INVENTARIO DE MOVIMIENTOS EN MASA

Una de las actividades desarrolladas en el marco del Proyecto de Zonificación de Amenazas por Movimientos en Masa en la cuenca del río Combeima, fue la realización de un Inventario de Procesos Morfodinámicos, insumo básico para los estudios de zonificación de amenaza, permitiendo tipificar y establecer indicadores de las condiciones bajo las cuales ocurren los procesos de inestabilidad del terreno. Los estudios de morfodinámica permiten además, identificar aquellas zonas con mayor susceptibilidad a presentar movimientos en masa, especialmente bajo solicitaciones extremas como lluvias fuertes o sismos. El inventario de los principales movimientos en masa identificados en la Cuenca del río Combeima, se llevó a cabo mediante el diligenciamiento de un formato de campo establecido, el cual incluye las principales características geológicas, geomorfológicas y geotécnicas de cada uno de los procesos. Dicha información se compiló en una base de datos y se estructuró sobre la cartografía implementada en plataforma SIG para el proyecto. Los objetivos del inventario son:

• Identificar los movimientos en masa que se encuentran activos en el área de estudio, asociados a la cartografía geológica y geomorfológica específica para este proyecto.

• Realizar un inventario en donde se consignen las principales características de cada uno de los procesos, permitiendo estimar los tipos de movimientos presentes en el área de estudio.

3.1 METODOLOGÍA La metodología seguida para el logro de los objetivos antes mencionados se presenta en la Figura 3.1. La recopilación de información geológica y geomorfológica consiste en la búsqueda y análisis de información existente alrededor de los procesos morfodinámicos que se han presentado en la zona de estudio. Dentro de esta actividad también se contempla la consecución de información básica como aerofotografías e imágenes de satélite, así como la revisión y elaboración de formatos para el levantamiento y caracterización de los procesos. El levantamiento de los procesos se llevó a cabo en dos etapas de campo, realizadas posteriormente a las campañas de cartografía geológica y geomorfológica, por medio de tres grupos de trabajo conformados cada uno por un geólogo y un geotecnista. El trabajo de campo consistió en la cartografía de los procesos activos e identificación litológica, rasgos geomorfológicos y parámetros morfométricos. La caracterización de los procesos se realizó utilizando un formato de captura de datos de campo, el cual contiene información básica como localización, tipo de proceso, material involucrado,



actividad, dimensiones, geomorfología, factores contribuyentes y detonantes y uso del suelo. Una vez recolectada toda la información de campo, se elaboró una base de datos en Excel. Por último se estructuró dicha información sobre ArcGIS y se generó el mapa respectivo.

RECOPILACIÓN DE INFORMACIÓN GEOLÓGICA‐GEOMORFOLÓGICA

FOTOINTERPRETACION Y MAPA PRELIMINAR

TRABAJO DE CAMPO

BASE DE DATOS

ANALISIS (INDICADORES ESTADISTICOS)

MAPA DE INVENTARIO

Figura 3.1. Metodología aplicada para la realización del inventario de movimientos en masa (INGEOMINAS, 2006).

3.1.1 Formato para captura de datos en campo Para la toma de datos en campo se utilizó de forma parcial el Formato para Inventario de Movimientos en Masa Versión 1.1 propuesto por el Proyecto Multinacional Andino: Geociencias para las Comunidades Andinas (PMA: GCA, 2005), el cual se presenta en el Anexo 3.1. A continuación se detallan algunos aspectos del formato, los cuales fueron priorizados de levantar en campo de acuerdo a los alcances del presente estudio.



Localización Geográfica Se consignan datos sobre la ubicación territorial como departamento, municipio, localidad o barrio, referentes geográficos (río, quebrada, vía, entre otros), así como datos sobre la ubicación geográfica del movimiento (Longitud - Latitud) y/o ubicación en coordenadas planas (Norte - Este - Origen), incluyendo la altura en m.s.n.m del sitio de referencia del movimiento. Además, se relacionan las planchas topográficas y fotografías aéreas en donde se encuentre el movimiento. Actividad Los aspectos que describen la actividad del movimiento corresponden a la recurrencia, estado, estilo y distribución del mismo. El sentido de estos tres últimos términos corresponde al dado por Cruden & Varnes (1996), al cual se ha incluido el estilo tipo enjambre característico de los países tropicales. Estado Hace relación a los desplazamientos en el tiempo que ha tenido el movimiento de acuerdo a las siguientes categorías: i) Activo: hay evidencias de movimiento en la fecha de la visita y se observa que la masa de material desplazado no está estabilizada, ii) Reactivado: hay alguna actividad después de haber permanecido estable o sin movimiento por algún periodo de tiempo, iii) Suspendido: si se desplazó durante el ciclo anual de las estaciones climáticas pero que en el momento no presenta movimiento, iv) Latente: actualmente inactivo pero en donde las causas o factores contribuyentes aún permanecen, v) Abandonado (inactivo): el detonante del movimiento ha dejado de actuar, vi) Estabilizado (inactivo): el desplazamiento ha cesado debido a la ejecución de obras correctivas o de control, o vii) Relicto (inactivo): ocurrió bajo condiciones geomorfológicas o climáticas diferentes a las actuales, posiblemente hace miles de años. Esquemáticamente dichas categorías del estado del movimiento en masa se presentan en la Figura 3.2. Estilo Descripción de la manera como diferentes movimientos dentro de la masa desplazada contribuyen al movimiento total de esta, de acuerdo a las siguientes categorías: i) Complejo: varios movimientos ocurren en secuencia, ii) Compuesto: diferentes tipos de movimientos ocurren en diferentes áreas de la masa desplazada, en ocasiones simultáneamente, iii) Múltiple: se presentan movimientos repetidos del mismo tipo, siguiendo frecuentemente un agrandamiento de la superficie de falla, iv) Sucesivo: el movimiento actual es del mismo tipo de uno ocurrido anteriormente en la misma ladera, pero que no comparte ni el material desplazado ni la superficie de falla del anterior, v) Único: un solo movimiento del material desplazado y que frecuentemente ocurre como un bloque entero y finalmente vi) Enjambre: numerosos movimientos individuales ocurren al mismo tiempo en varias laderas de una misma zona y son causados por un mismo evento detonante.



Figura 3.2. Estados de actividad de movimientos en masa, Cruden & Varnes (1996). Distribución Descripción de la manera como la actividad de un movimiento se distribuye en la masa que se desplaza y su efecto en las zonas adyacentes. De esta forma, el movimiento puede clasificarse en las siguientes categorías: i) Retrogresivo: la superficie de falla se extiende en la dirección opuesta al movimiento del material desplazado, ii) Avanzando: la superficie de falla se extiende en la dirección del movimiento, iii) Ensanchando: la superficie de falla se extiende en uno o ambos flancos del movimiento, iv) Confinado: el movimiento presenta un escarpe pero no tiene una superficie de falla visible en el pie de la masa desplazada, v) Creciente: la superficie de falla se extiende cada vez más, dando lugar a un aumento continuo de material desplazado, vi) Decreciente: el volumen del material desplazado decrece con el tiempo o vii) Móvil: los materiales desplazados continúan en movimiento pero cuya superficie de falla no presenta cambios visibles. Esquemáticamente algunas de las anteriores categorías de distribución del movimiento se presentan en la Figura 3.3. Litología y Estratigrafía Descripción breve y general de la unidad geológica del área que conforma la ladera sobre la que ocurrió el movimiento, incluyendo si fuese necesario datos estructurales promedios de estratificación, diaclasas, planos de foliación y planos de falla en términos de dirección de buzamiento y buzamiento.



Figura 3.3. Distribuciones de actividad de movimientos en masa, Cruden & Varnes (1996): 1) Avanzando, 2) Retrogresivo, 3) Creciente, 4) Decreciente, 5) Confinado. Tipo de Movimiento Se estima que la totalidad de la información solicitada en el formato de campo es suficiente para clasificar el tipo de movimiento en masa de acuerdo con alguno de los varios sistemas de clasificación propuestos por diferentes autores. En el presente trabajo se adoptó la Clasificación de Cruden & Varnes (1996), la cual incluye caída, volcamiento, deslizamiento traslacional, deslizamiento rotacional, propagación lateral y flujo, anotando que en dicha clasificación se califica al reptamiento como un flujo lento. Sin embargo, se optó para este estudio incluir la reptación como un tipo más de movimiento en masa. Además, se utilizan conceptos compilados por el Grupo GEMMA-Proyecto PMA-GCA (INGEOMINAS, 2005). Como usualmente un evento de movimiento en masa suele involucrar más de un tipo de mecanismo, el formato permite trabajar con dos opciones en donde las casillas bajo el número 1 indican el primer tipo de movimiento que ocurrió y las casillas que están bajo el número 2 corresponden al movimiento que siguió a éste. A continuación se explican de forma general los tipos de movimientos identificados en la cuenca del río Combeima.



Caída Tipo de movimiento en masa en el cual uno o varios bloques de suelo o roca se desprenden de la superficie de un talud, sin que a lo largo de esta superficie ocurra desplazamiento cortante apreciable. Una vez desprendido, el material cae desplazándose principalmente por el aire pero con algunos golpes, rebotes y rodamiento. La masa puede caer o deslizarse dependiendo de su forma, de la geometría de la superficie de separación, de la orientación y extensión de las discontinuidades cinemáticamente activas. Deslizamiento Movimiento ladera abajo de una masa de suelo o roca cuyo desplazamiento ocurre predominantemente a lo largo de una superficie de falla o de zonas relativamente delgadas con gran deformación cortante (Cruden & Varnes, 1996). El desplazamiento descendente puede darse a lo largo de una o varias superficies de falla o zonas de corte, que pueden coincidir con superficies preexistentes (planos estructurales o superficies antiguas de falla) o generarse durante el movimiento. En la Figura 3.4 se muestran algunos casos de deslizamientos.

Figura 3.4 Deslizamientos rotacionales y traslacionales (Tomado de Cruden & Varnes, 1996).

En el deslizamiento rotacional (o golpe de cuchara) la masa se mueve a lo largo de una superficie de falla curva y cóncava. La cabeza del movimiento puede moverse hacia abajo dejando un escarpe casi vertical, mientras que la superficie superior inclinarse hacia atrás en dirección al escarpe. Estos movimientos ocurren frecuentemente en materiales homogéneos, pero ya que los materiales naturales rara vez son uniformes,



el desplazamiento suele ocurrir a lo largo de discontinuidades pre-existentes (Cruden & Varnes, 1996). Por otra parte, en el deslizamiento traslacional (o deslizamiento planar) la masa se desplaza a lo largo de una superficie de falla plana u ondulada. En general, estos movimientos suelen ser más superficiales que los rotacionales y el desplazamiento ocurre con frecuencia a lo largo de discontinuidades como fallas, diaclasas, planos de estratificación o plano de contacto entre la roca y el suelo residual o transportado que yace sobre ella (Cruden & Varnes, 1996). En un macizo rocoso, este mecanismo de falla ocurre cuando una discontinuidad geológica tiene una dirección aproximadamente paralela a la de la cara del talud y buza hacia esta con un ángulo mayor que el ángulo de fricción (Hoek & Bray, 1981). El deslizamiento en cuñas, constituye un caso especial de deslizamiento traslacional, en el cual el cuerpo del deslizamiento está delimitado por dos planos de discontinuidad que se intersectan, por lo que el cuerpo se desplaza bien siguiendo la dirección de la línea de intersección de ambos planos o el buzamiento de uno de ellos. Flujo Movimiento en masa que durante su desplazamiento exhibe un comportamiento semejante al de un fluido pero que en principio se origina en otro movimiento como un deslizamiento o caída. El término flujo se refiere en general a movimientos espacialmente continuos, en los cuales se presentan múltiples y efímeras superficies de corte, estrechamente espaciadas, las cuales por lo general no se preservan. Hungr et al (2001) los clasifican de acuerdo con el tipo y propiedades del material involucrado, la humedad, la velocidad, el confinamiento lateral y otras características que los hacen distinguibles. Reptación Movimiento lento del terreno en donde no se distingue una superficie de falla. Según Terzaghi (1950), este término se refiere a movimientos de laderas que ocurren a una tasa de desplazamiento imperceptible. Por su parte Cruden y Varnes (1996), lo definen como un movimiento continuo con una tasa de desplazamiento inferior a un pie por década. La reptación puede ser de tipo estacional cuando se asocia a cambios climáticos o de humedad del terreno (no considerada por Varnes), y verdadera cuando hay un desplazamiento relativamente continuo en el tiempo (reptamiento tipo flujo según Varnes). Material Para la caracterización y clasificación del material se considera información sobre el tipo, humedad, plasticidad y origen del mismo. Para el tipo de material se presentan dos alternativas de acuerdo con la información disponible. La primera está dada en términos de Roca, Detritos y Tierra de acuerdo con la propuesta de Varnes (1978). La otra aplicaría únicamente para suelos para ingeniería y se solicita la información necesaria para su clasificación de acuerdo al Sistema de Clasificación Unificada de Suelos (USCS).



De acuerdo con Varnes (1978) y Cruden & Varnes (1996), el material tipo detritos corresponde a un material que contiene una proporción significativa de materiales gruesos en donde entre un 20% y un 80% de las partículas son mayores a 2 mm y el resto menor a 2 mm; por otro lado el material tipo tierra se define como suelo para ingeniería con el 80% o más de las partículas que lo componen de tamaño menor a 2 mm. Morfometría Para describir los deslizamientos en general, se emplea la terminología que se ilustra en las Figuras 3.5 y 3.6, propuesta por la Comisión de Deslizamientos de la IAEG (Asociación Internacional de Geología para Ingeniería).

1- Corona 2- Escarpe principal 3- Cima 4- Cabeza 5- Escarpe menor 6- Cuerpo principal 7- Pata 8- Punta o extremo 9- Puntera 10-Superficie de falla

11-Extremo de la superficie de falla 12-Superficie de separación 13- Material desplazado 14- Zona de disminución 15- Zona de acumulación 16- Disminución 17- Masa Disminuida. 18- Acumulación 19- Flanco 20- Superficie original del terreno

Figura 3.5 Terminología descriptiva de los deslizamientos. Tomado de Cruden & Varnes (1996).



1- Ancho de la masa desplazada Wd: ancho máximo de la masa desplazada, perpendicular a Ld. 2- Ancho de la superficie de falla Wr: ancho máximo entre los flacos, perpendicular a Lr. 3- Longitud total L: la distancia entre el extremo del deslizamiento y su corona. 4- Longitud de la masa desplazada Ld: la distancia entre la punta y la cima. 5- Longitud de la superficie de falla Lr: la distancia entre la puntera y la corona. 6- Espesor de la masa desplazada Dd: Medida perpendicularmente a la superficie de falla. 7- Profundidad de la superficie de falla Dr: medida perpendicularmente.

Figura 3.6 Algunas dimensiones de los deslizamientos. Tomado de Cruden & Varnes, (1996).

3.1.2 Análisis estadístico La ubicación espacial de los 184 procesos inventariados en el área de estudio se muestra en la Figura 3.7 agrupados según la clasificación del movimiento, la cual a su vez consta del tipo de movimiento y del material involucrado (Anexo 3.2). La distribución de densidad de los procesos de acuerdo a su clasificación se presenta en la Figura 3.8, en la cual se puede observar que los movimientos más frecuentes en el área de estudio son caídas de suelo o detritos, flujos de detritos y combinación entre estos con un 32%, 26% y 11% respectivamente. En menor proporción, pero no menos importante, se presentan los deslizamientos (traslacionales y rotacionales) de suelos o detritos, así como las caídas de roca.



Figura 3.7. Localización de los sitios inventariados en el área de estudio agrupados según la clasificación del movimiento (INGEOMINAS, 2008). 3.1.3 Mapa de Inventario de Movimientos en Masa Como resultado de los trabajos expuestos en este informe, se elaboró el Mapa de Inventario de Movimientos en Masa a Escala 1:25.000 utilizando la herramienta ArcGIS. Dicho mapa, según Verstappen y Van Zuidam (1992), se constituye en un mapa pragmático en donde se presentan de manera sencilla los principales procesos activos sobre la zona de estudio, en forma de puntos a los cuales se le asocia un código alfanumérico de enlace con la base de datos. Las convenciones utilizadas simbolizan la clasificación del movimiento de acuerdo al tipo y material involucrado, como se explicó anteriormente (ver mapa de inventario).



1%1% 2%3%

3%

4%

8%

9%

11%

26%

32%

Complejo

Deslizamiento traslacional de Rocas‐Flujo de detritos

Deslizamiento traslacional‐Flujo de suelo o detritos

Reptación de suelo

Caida de rocas

Deslizamiento rotacional de suelo o detritos

Deslizamiento traslacional de suelo o detritos

Deslizamiento rotacional‐Flujo de suelo o detritos

Caida‐Flujo de suelo o detritos

Flujo de detritos

Caida de suelo o detritos

Figura 3.8. Distribución de densidad de movimientos en masa inventariados según su clasificación (INGEOMINAS, 2008).



4. EXPLORACIÓN Y ENSAYOS DE LABORATORIO

4.1 EXPLORACIÓN DEL SUBSUELO La exploración del subsuelo tiene por objeto, la caracterización tanto espacial como en profundidad del material aflorante en la zona. Para llevar a cabo esta actividad, se realizaron 121 apiques distribuidos adecuadamente en toda la cuenca. Los apiques se distribuyeron de manera tal, que todas las Unidades Geológicas Superficiales (UGS) existentes en el área de estudio fueran muestreadas, de manera que se tuviera una descripción adecuada de las propiedades mecánicas de las mismas. Para llevar cabo esta actividad se realizaron apiques en los depósitos de suelos, cuya profundidad fluctúo entre 1.0 y 3.0 metros, mientras que las muestras de roca se tomaron directamente de los afloramientos encontrados en la cuenca. En el Figura 4.1, se ilustra la ubicación de los apiques realizados en la cuenca del río Combeima. A continuación se realiza una breve descripción del proceso de muestreo, teniendo en cuenta que la recolección de las muestras se realizó en suelo y en roca. 4.1.1 Recolección de muestras de roca Debido a la alta resistencia de la mayor parte del macizo rocoso, la recolección de las muestras se realizó mediante cincel, en los sectores donde se presentaban afloramientos de roca inalterada. En la Figura 4.2, se ilustra el proceso de muestreo, así como la muestra finalmente obtenida. Dependiendo de la resistencia de la muestra, fue necesario parafinar el material rocoso menos resistente. 4.1.2 Recolección de muestras de suelo Para la recolección de las muestras de suelo, se realizaron apiques hasta de tres metros de profundidad. Posteriormente y dependiendo de la estratigrafía del terreno, se tomaban una o dos muestras de las paredes del apique. Un ejemplo de las muestras recolectadas se ilustra en la Figura 4.3, en la Figura 4.4 por otro lado, se ilustra el proceso de parafinado y empacado en caja de madera con el fin de evitar que la muestra se vea alterada durante el proceso de transporte. Finalmente, en el Anexo 4.1 se presenta la ubicación de los diferentes apiques realizados durante la exploración de campo, con sus respectivos perfiles.



Figura 4.1 Localización de apiques



Figura 4.2. Recolección de muestras del macizo rocoso inalterada.

Figura 4.3. Proceso de tallado de una muestra de suelo (Apique 7).



Figura 4.4. Proceso de parafinado y empacado de la muestra en cajas de madera.

4.2 ENSAYOS DE LABORATORIO Una vez recolectadas las muestras durante la fase de campo, estas fueron sometidas a un exhaustivo plan de ensayos de laboratorio que incluyó ensayos de clasificación, compresibilidad y resistencia, realizándose un total de 396 ensayos los cuales se presentan en el Anexo 4.2. Estos resultados se complementaron con información secundaria de ensayos de laboratorio ejecutados por otras entidades, e incluida en una base de datos geotécnica, obteniéndose un total de 1207 datos de acuerdo con la distribución que se presenta en la Tabla 4.1. 4.2.1 Ensayos granulométricos Estas pruebas se realizaron principalmente sobre material recolectado en el lecho del rio Combeima y principales afluentes. Tiene por objeto, determinar la variación del tamaño del material arrastrado por el rio Combeima. En la Figura 4.5, se ilustra una curva típica del material arrastrado, encontrándose que el material es pobremente gradado y que el 70% del material presenta un tamaño que fluctúa entre 0.2 mm y 100 mm. El porcentaje de partículas finas es del 15%. Este comportamiento es típico a lo largo de todo el lecho del rio Combeima y en general el tamaño del material disminuye a medida que disminuye la pendiente del cauce. Esta información es de gran importancia para el posterior modelamiento del flujo por avalancha torrencial.



Tabla 4.1. Relación de la información recolectada y almacenada en la base de datos geotécnica.

Fuente ID ESTUDIO Nombre del contrato Cliente Autor estudio No Exploraciones No Muestras

Ingeominas In1 Estudio de estabilidadCerro Martinica

Municipio deIbague

Yolanda Calderon yJusto Padilla 41 105

Ingeominas In2Zonificacion amenazasgeologicas cuenca rioCombeima

Cret & Gobernacion del Tolima

Herley Vergara yManuel Moreno 1 20

Web Alcaldia Ibague Ua3 Microzonificacion

sismica de IbaguePlaneacion Ibague Uniandes 13 46

Web Alcaldia Ibague As4

Microzonificacion sismica de Ibague.Informacion secundaria

Planeacion Ibague Uniandes 266 906

Ingeominas In5 Proyecto Combeima Cret & Gobernacion del Tolima

Amenazas Geologicas 130 130

total 451 1207

Figura 4.5. Curva granulométrica típica del material arrastrado por el rio Combeima.

Con el fin de analizar el comportamiento de la fracción fina, se realizó la respectiva hidrometría. En la Figura 4.6, se presenta la continuación de la curva anterior, destacándose que el tamaño de la fracción fina fluctúa entre 0.1 mm y 0.015 mm.



Figura 4.6. Análisis hidrométrico del material del lecho. Muestra EM-03. 4.2.2 Contenido de humedad En la Tabla 4.2, se presenta el contenido de humedad obtenido para las diferentes muestras recolectadas a lo largo del lecho del rio Combeima. En dicha figura se observa que la humedad fluctúa entre 6.0% y 28%, con una tendencia hacia valores superiores al 20%.

Tabla 4.2. Contenido de humedad para muestras recolectadas en el lecho del rio Combeima.

MUESTRA P1 P2 P3 Wn gr gr gr %

EM 1 3456 3267 115.4 6.0 EM 2 2723 2287 117.1 20.1 EM 3 2419 1995 108.0 22.5 EM 4 3116 2808 111.9 11.4 EM 5 3993 3536 123.6 13.4 EM 6 3005 2461 111.0 23.1 EM 7 3545 2797 163.4 28.4 EM 8 3868 3200 565.6 25.4 EM 9 3518 3026 701.0 21.2 M 1 1610 1519 151.5 6.7 M 2 2532 2421 151.5 4.9



4.2.3 Ensayos de clasificación A la fracción fina de las muestras recolectadas durante la fase de campo, se le determinaron sus índices de consistencia, para lo cual se halló el límite líquido y el límite plástico. En total se realizaron 60 pruebas, obteniendo datos de plasticidad para 38 y posteriormente, con la anterior información se procedió a clasificar a la fracción fina, de acuerdo con la carta de plasticidad de Casagrande. Es importante mencionar que las 22 pruebas restantes no arrojaron datos de plasticidad, es decir, corresponden con material NL – NP. Los resultados de la clasificación se ilustran en la Figura 4.7, destacándose los siguientes aspectos:

• El mayor porcentaje de las muestras se clasifica como suelo orgánico y limo inorgánico, en donde el 32% corresponde a suelos de alta plasticidad y el 68% restante a suelos de baja plasticidad.

• Solo un pequeño porcentaje se clasifica como arcillas inorgánicas de baja plasticidad.

• En general se observa una marcada tendencia en la presencia de suelos Limo Arcillosos de baja a muy baja plasticidad.

Figura 4.7. Carta de Plasticidad de Casagrande.



4.2.4 Peso unitario Se determinó tanto el peso unitario para suelos como para los fragmentos de roca obtenidos durante la exploración de campo. Los resultados para las muestras de suelo se ilustran en la Tabla 4.3. En general se observa que el peso unitario del material fluctúa entre 1.20 ton/m3 y 1.89 ton/m3. En general el rango de valores es muy amplio, pero este rango se acotará en la medida en que los anteriores valores se asignarán a las diferentes Unidades Geológicas Superficiales.

Tabla 4.3. Resultados de pesos unitario en suelo. SONDEO

MUESTRA

PROF. mts.

γt gr/cm3

AP 1 0,20-0,50 1.36AP 2 0,20-0,40 1.46 AP 3 0,60-0,80 1.01 AP 4 0,20-0,40 1.73 AP 5 1,00-1,20 1.57 AP 6 1,30-1,60 1.97AP 7 1,80-2,00 1.63AP 8 0,20-0,40 1.73 AP 10 1,30-1,50 1.69 AP 11 1,70-1,90 1.78 AP 12 1,80-2,00 1.45 AP 13 0,50-0,80 1.46AP 14 1,90-2,10 1.63AP 15 0,20-0,40 1.87 AP 16 0,50-0,70 1.77 AP 16A 0,20-0,50 1.46 AP 17 0,30-0,50 2.25

Apique 18 0,20-0,40 1.77AP 18 0,60-0,90 1.70AP 19 1,40-1,60 1.68 AP 20 12,0-12,30 1.89 AP 21 0,80-1,00 1.55 FU 01A 0,80-1,00 1.58 FU 01B 0,60-0,80 1.21FU 2 0,80-1,00 1.39FU 3 0,60-0,80 1.41 FU 4 1,00-1,20 1.31 FU 4A 0,80-1,00 1.01 FU 5 1,20-1,40 1.49 FU 6 0,00-0,20 1.72FU 6A 0,80-1,00 1.86



SONDEO

MUESTRA

PROF. mts.

γt gr/cm3

FU 7 1,50-1,70 1.56 FU 9 1,20-1,40 1.49FU 10 2,10-2,30 1.36FU 11 2,10-2,30 1.93 FU 11A 1,80-2,00 1.68 FU 12 2,20-2,40 1.95 FU 13 0,40-0,60 1.56 FU 14 0,80-1,00 1.69FU 15 0,60-0,80 2.19FU 16 1,20-1,60 1.82 FU 17 0,40-0,60 1.92 FU 18 1,20-1,40 1.66 FU 19 1,00-1,20 1.84 FU 20 0,10-0,30 2.18FU 21 0,50-0,70 1.96

Para el caso de las rocas, el peso unitario presenta unos valores más homogéneos, fluctuando el peso unitario entre 2.01 y 2.74 g/cm3, pero al igual que el caso anterior, la dispersión se disminuirá en la medida en que los anteriores valores se asignen a las diferentes UGS. Los valores típicos se ilustran en la Tabla 4.4.

Tabla 4.4. Resultados ensayos de peso unitario en roca.

SONDEO MUESTRA Coordenadas mts.

γt gr/cm3

MR 1 999,257-860,906 2.31MR 1A 999,257-860,906 2.21MR 1B 999,257-860,906 2.25MR 2 999,264-860,890 2.49 MR 2A 999,264-860,890 2.43 MR 2B 999,264-860,890 2.47 MR 3 999,745-861,444 2.46MR 3A 999,745-861,444 2.53MR 3B 999,745-861,444 2.50MR 4 999,676-861,361 2.16 MR 4A 999,676-861,361 1.99 MR 5 999,960-861,320 2.27 MR 6 998,611-861,457 2.19MR 6A 998,611-861,457 2.29MR 6B 998,611-861,457 2.33MR 6C 998,611-861,457 2.37 MR 7 996,547-861,940 1.95




γt gr/cm3

MR 7A 996,547-861,940 2.01 MR 7B 996,547-861,940 1.97 MR 8 996,341-861,994 2.99 MR 8A 996,341-861,994 2.98 MR 8B 996,341-861,994 2.93 MR 9 995,265-861,843 2.10 MR 9A 995,265-861,843 2.95 MR 10 988,075-870,417 2.52 MR 10A 988,075-870,417 2.45 MR 11 994,942-862,400 2.74 MR 11A 994,942-862,400 2.68 MR 12 988,075-870,417 2.56 MR 12A 988,075-870,417 2.49 MR 13 975,543-869,872 2.76 MR 14 982,667-865,818 2.46 MR 14A 982,667-865,818 2.45 MR 14B 982,667-865,818 2.39 MR 15 983,938-866,824 2.12 MR 15B 983,938-866,824 2.08 MR 15A 983,938-866,824 2.12 MR 16 983,857-867,031 2.65 MR 16A 983,857-867,031 2.12 MR 16B 983,857-867,031 2.52 MR 17 989,969-863,756 2.11 MR 17A 989,969-863,756 2.22 MR 18 995,753-861,597 2.33 MR 18A 995,753-861,597 2.08 MR 19 986,379-869,081 2.57 MR 20 979,749-875,699 2.75 MR 21 979,659-876,866 2.34 MR 21A 979,659-876,866 2.61 MR 21B 979,659-876,866 2.62 MR 21C 979,659-876,866 2.70 MR 21D 979,659-876,866 2.35 MR 21E 979,659-876,866 2.23 MR 22 979,596-876,873 2.34 MR 23 980,742-872,196 2.21 MR 23A 980,742-872,196 2.51 MR 24 997,593-877,365 2.58 MR 24A 997,593-877,365 2.67




γt gr/cm3

MR 23A 980,742-872,196 2.51 MR 24B 980,742-872,196 2.56

4.2.5 Ensayos de consolidación Con el fin de determinar las características de compresibilidad del material se realizaron tres pruebas edométricas. Un ejemplo de tales resultados se ilustra en la Figura 4.8, donde se observa que el material es sobreconsolidado, con una RSC de 17 y un esfuerzo de preconsolidación de 0.9 kg/cm2. En general se observa que el material de la cuenca se encuentra altamente sobreconsolidado, con RSC superiores a 5.0 tal como se ilustra en la Tabla 4.5.

Figura 4.8. Ensayo de consolidación unidimensional. Muestra In5-14.



Tabla 4.5. Evaluación de los parámetros de compresibilidad.

4.2.6 Ensayos de resistencia Un parámetro fundamental en la evaluación de estabilidad de una ladera, corresponden a los parámetros de resistencia (cohesión y ángulo de fricción), ya que estos parámetros representan las fuerzas resistentes de la ladera. Con el fin de tener órdenes de magnitud de los parámetros de resistencia de las diferentes UGS, se realizaron pruebas de corte directo en condición drenada, la velocidad de aplicación del esfuerzo cortante fue muy lento, con el fin de garantizar la disipación de los excesos de las presiones de poros. En este orden de ideas, se realizaron 14 ensayos de corte directos cuyos resultados en cuanto a parámetros de resistencia pico y residual se ilustran en la Tabla 4.6.

Tabla 4.6. Parámetros de resistencia de las diferentes muestras recolectadas.

ID EXPLORA ID Muestra Prof media

(m) Cohesión

Pico c'(Kg/cm²)

Fi pico (°)

Cohesión Residual

c' r(Kg/cm²)

Fi residual f'r (°)

In5‐1 In5-1A-1 0,4 0,10 52,50 0,00 50,00

In5‐3 In5-3A-1 0,7 0,31 39,70 0,13 21,10

In5‐14 In5-14A-1 1,9 0,18 45,60 0,08 42,50

In5‐15 In5-15A-1 0,7 0,15 33,60 0,00 26,60

In5‐16 In5-16A-1 2,0 0,20 68,80 0,00 64,40

In5‐17 In5-17A-1 0,3 0,60 62,50 0,20 32,00

In5‐18 In5-18A-1 0,6 0,19 48,50 0,01 46,10

In5‐23 In5-23A-1 0,8 0,31 38,40 0,03 36,50

In5‐25 In5-25A-1 12,5 0,13 47,20 0,00 38,60

In5‐26 In5-26A-1 0,9 0,20 41,00 0,05 33,20

In5‐38 In5-38A-1 0,9 0,60 44,20 0,00 33,00

In5‐50 In5-50A-1 0,9 0,10 47,60 0,00 45,70

In5‐57 In5-57A-1 0,5 0,10 38,60 0,00 35,50

In5‐66 In5-66A-1 0,6 0,38 28,80 0,25 21,50

ID EXPLORA

ID Muestra

Prof media (m)

σ'vo (Kg/cm²) eo σ'p

(Kg/cm²) Cons. RSC Cons. Cc Cons. Cr Cv

(cm²/min)

In5‐14 In5-14A-1 1,9 0,260 1,050 3,000 11,54 0,260 0,02 1,790

In5‐19 In5-19A-1 0,4 0,05 1,280 0,85 17,00 0,22 0,030 1,020

In5‐39 In5-39A-1 0,7 0,06 1,43 0,31 5,17 0,38 0,010 1,460

In5‐46 In5-46A-1 0,9 0,02 3,39 2,20 110,00 0,71 0,080 1,420

In5‐60 In5-60A-1 1,4 0,15 0,55 2,00 13,33 0,17 0,010 2,110

In5‐66 In5-66A-1 0,6 0,11 0,60 1,60 14,55 0,12 0,010 2,550



En las Figuras 4.9, 4.10 y 4.11 se presentan las envolventes de resistencia, curva esfuerzo deformación y dilatancia respectivamente. En dichas figuras se observa que el material en general presenta un comportamiento dúctil.

Figura 4.9. Envolvente de resistencia de Mohr – Coulomb.

Figura 4.10. Curva esfuerzo – deformación para la condición pico.



Figura 4.11. Evaluación de la dilatancia. 4.3 CARACTERIZACIÓN GEOTÉCNICA DE LAS UNIDADES GEOLÓGICAS

SUPERFICIALES A partir de los anteriores resultados, se procedió a asignar los parámetros geotécnicos a cada una de las unidades geológicas superficiales. Para tal fin se implementó una base de datos geotécnica, cuya estructura se ilustra en la Figura 4.12. En la Figura 4.13 se presenta un ejemplo para la ubicación de la muestra In5–1A-1, es importante mencionar, que como en este caso no todos los campos de la base de datos contienen información. La ubicación de los apiques en cada UGS, se ilustra en la Figura 4.14. Esta información es de suma importancia y será utilizada posteriormente en la evaluación del mapa de susceptibilidad de la cuenca del río Combeima.



Figura 4.12. Estructura de la base de datos geotécnica.



Figura 4.13. Ejemplo de la entrada de datos en la base de datos geotécnica.



Figura 4.14. Ubicación de los apiques en las UGS.

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