ESTUDIOS Y DISEO PARA LA ESTABILIZACIN DE UN TALUD

ESTUDIOS Y DISEO PARA LA ESTABILIZACIN DE UN TALUDESTABILIDAD DE TALUDES BUCARAMANGA2014

UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER

ESCUELA DE INGENIERA CIVIL

INGENIERO MAYRA ALEJANDRA ZEA ACEVEDOLUIS FRANCISCO RINCON PRADAALBA JOHANA REYES BARAJASANGIE MARCELA CHAVES ROMO JOS ALBERTO RONDN INTEGRANTES

TABLA DE CONTENIDO PARTE 1. Generalidades del proyecto y Objetivos. PARTE 2. Localizacin del sitio y descripcin del proyecto PARTE 3. Caractersticas geolgicas y geotcnicas generales PARTE 4. Caractersticas ssmicas PARTE 5. Investigaciones geotcnicas realizadas PARTE 6. Calculo de factores de seguridad del talud PARTE 7. Descripcin de las obras de mitigacin PARTE 8. Cantidades de obra PARTE 9. Recomendaciones generales PARTE 10. Anexos PARTE 11.1 GENERALIDADES En este documento se presenta el estudio geotcnico enfocado a la realizacin de un mirador, que constara con un telefrico para su transporte en la zona alta de Barrio Morrorico (Cablelnea), en la ciudad de Bucaramanga, departamento de Santander Colombia y una alternativa de solucin para garantizar la estabilidad de este.

1.1.1 NIVEL DE LA INVESTIGACION Se analiz toda la informacin encontrada, acerca del talud seleccionado, especialmente los estudios geolgicos y la geomorfologa del sitio, con sondeos realizados que permitieron obtener una caracterizacin ms detallada de los materiales que conforman el talud analizado.

1.1.2 OBJETIVOS DEL ESTUDIO GEOTECNICO

OBJETIVO GENERAL Realizar a partir del software GeoStudio un anlisis de estabilidad del talud planteado con sus respectivas condiciones (estticas y dinmicas)

OBJETIVOS ESPECIFICOS Investigar la estratigrafa de las unidades geolgicas presentes en el sitio. Describir las caractersticas geolgicas, topogrficas e hidrolgicas en la zona donde se encuentra el talud a analizar. Proponer alternativas de estabilizacin que permitan alcanzar factores de seguridad que cumplan con la normaRealizar las respectivas cantidades de obra necesarias para la solucin de estabilizacin planteadas Analizar la estabilidad el talud en estudio y obtener los factores de seguridad al deslizamiento, mediante la utilizacin del programa SLOPE W (GeoStudio).

PARTE 2

El lote donde se proyecta la construccin de la estacin de Morrorico del sistema de transporte por cable areo - Cablelnea, en la cual existe una va de acceso a la estacin; cuyo talud debe ser estabilizado para prevenir los posibles atrasos en la construccin de la estacin. Se encuentra localizado en la parte alta y al sur del Cerro de Morrorico dentro del parque de la CDMB, en el sector oriental del rea urbana del municipio de Bucaramanga.

rea aproximada del lote estudiado: 2.500 metros cuadrados.

2. LOCALIZACION DEL SITIO Y DESCRIPCION DEL PROYECTO

2.1 LOCALIZACION DEL PROYECTO 2.2 DESCRIPCION DEL TALUD

2.2.1 CARACTERISTICAS TOPOGRAFICAS El lote est localizado sobre el sector sur del parque de Morrorrico, con una topografa del terreno circundante de pendiente alta, con pendientes mximas dentro del lote de aproximadamente 40% hacia el sur. La morfologa est controlada por las estructuras heredadas en el suelo residual o en la roca meteorizada que conforma el rea. En el lote no se observan escarpes ni gradas que indiquen movimientos recientes.

2.2.2 CLIMA El piso trmico sobre el cual se encuentra la ciudad de Bucaramanga, es templado con variaciones importantes de temperatura. Las principales caractersticas del clima de la zona son las siguientes: Temperatura: Bucaramanga presenta una temperatura media de 24 C con 23.7C en la parte norte de la terraza y 24.3 C en la parte sur ms cerca de Girn. Precipitacin: La precipitacin anual promedio es de 1.130 mm.

El perfil de suelo se considera regularmente drenado.No se debe esperar niveles freticos; sin embargo, en el momento de las lluvias prolongadas de gran intensidad se pueden formar corrientes subterrneas de agua NO PERMANENTES.

2.2.3 NIVEL FRATICO

PARTE 3

3. CARACTERSTICAS GEOLOGICAS Y GEOTCNICAS

3.1 Litologa generalDe acuerdo al estudio de Zonificacin Sismogeotcnica indicativa del Area Metropolitana de Bucaramanga realizado por Ingeominas, el lote est localizado sobre la Formacin Neis de Bucaramanga (PEb).

3.2 Formacin geolgica

Caractersticas geotcnicas generales del rea (Ingeominas, 2001) El lote estudiado no presenta amenazas geotcnicas importantes y se clasifica dentro de la zona geotcnica: ZONA 2B Rocas gneas y Metamrficas fracturadas, afectadas por fallas geolgicas.

3.3 NeotcnicaDe acuerdo con los resultados de las Fase I y II de la Microzonificacin Ssmica del rea Metropolitana de Bucaramanga, la sismicidad y el marco litoestructural del bloque Andino, en la regin nororiental de Colombia, se atribuye a una tectnica compresiva activa a partir del Mioceno Superior, generada por la convergencia Este-Oeste de las placas Litosfricas Suramricana y de Nazca, adems del choque en direccin Noreste-Sureste del bloque Panam y la influencia de la Placa Caribe.

Plano Geolgico General

CAPITULO 4

La sismicidad de Bucaramanga es muy frecuente con varios sismos al da, la mayora de los cuales proviene del nido ssmico de Bucaramanga. En el mapa de sismos del USGS se observa un cluster de sismos profundos (Mas de 150 Km) en la zona de Bucaramanga; Estos sismos por su profundidad no representan una amenaza ssmica real sobre la ciudad. De acuerdo a Ingeominas (2007), a pesar de que no es significativo el reporte de daos que se tiene en la ciudad de Bucaramanga, por causa de estos dos sismos (Ramrez, 1975 a; Ramrez, 1953; Ramrez, 1975 b), stos se incluyen ya que se informa que fueron sentidos y causaron pnico entre la ciudadana.

4.1 Sismicidad Histrica en la zona de Bucaramanga4.2 Aceleraciones para diseo

No existe informacin tcnica local en Bucaramanga para soportar la especificacin de una aceleracin para diseo; sin embargo, Ingeominas ha propuesto aceleraciones basadas principalmente en el anlisis conceptual de la tectnica regional sin soporte instrumental. La siguiente tabla propuesta por Ingeominas, presenta el valor de aceleracin mxima del terreno obtenida para los anlisis de amenaza para fuentes individuales, que se encuentren dentro de un radio de 200 kilmetros de la zona de estudio.

4.1 Sismicidad Histrica en la zona de Bucaramanga4.3 Marco tectnico general Las fallas activas Con longitud suficiente para generar sismos importantes en Bucaramanga son las fallas de Bucaramanga, del Surez, de Servit, de La Salina y del Piedemonte llanero.

CAPITULO 55.1 Investigaciones preliminares

Se realiz una visita de inspeccin preliminar al lote estudiado con el objeto de determinar las caractersticas fsicas, geolgicas y geotcnicas generales del lote y las limitantes geotcnicas principales; y en esta forma programar los trabajos de campo y de laboratorio. Se investigaron los textos y planos del estudio de Zonificacin Sismogeotcnica Indicativa del rea Metropolitana de Bucaramanga realizado por Ingeominas y los estudios geotcnicos realizados por Geotecnologa S.A.S., en las zonas cercanas al lote estudiado.

5.2 Sondeos y ensayos de campo

Se realizaron sondeos continuos a percusin en tramos de 50 centmetros de longitud realizando ensayos de penetracin estndar SPT. Para la realizacin de los sondeos a percusin se utiliz un equipo operado por un motor de 16 HP, polea y pesa sobre una gua tubular. Nmero total de sondeos: 4 Ensayos de campo: Penetracin estndar (SPT) Norma AS TM D 1586, I.N.V.E. 111. Tipo de muestras obtenidas: Muestras en tubo partido.

PerforacinEquipoLocalizacinProfundidad (m)1Percusin ContinuaSector Occidental Del Lote72Percusin ContinuaSector Noroccidental Del Lote73Percusin ContinuaSector Nororiental Del Lote44Percusin ContinuaSector Oriental Del Lote5 5.3 Caractersticas y localizacin de los sondeos

5.3.1 Plano de Localizacin de Sondeos

5.4 Ensayos de laboratorio Las muestras obtenidas fueron transportadas al laboratorio de suelos de Geotecnologa S.A.S., en la ciudad de Bucaramanga. Despus de descritas las muestras obtenidas en los sondeos se identificaron las muestras tpicas y se realizaron los siguientes ensayos de laboratorio:

EnsayoNormaN de EnsayosAnlisis de granulometra por tamizadoASTM D422-63 AASHTO T88 I.N.V.E. 1234Determinacin en laboratorio del contenido de agua en suelo, roca y mezcla de suelo agregadoASTM D 2216 I.N.V.E. 1224Determinacin del lmite lquido, limite plstico e ndice de plasticidad de los suelosASTM D 4318 AASHTO T 89-90 I.N.V.E. 1262Clasificacin de suelosASTM D 24874Descripcin de acuerdo a los siguientes criterios:

Litologa Textura Tamao de los granos Minerales presentes Estructura Color Presencia de materiales orgnicos y races Porosidad Consistencia o resistencia

5.5 Resultados de los sondeos5.6 Perfil geotcnico tpicoPROFUNDIDAD [m]SUELOLIMITACIONES GEOTCNICASDesdeHasta0Variable de 1.2 a 1.7Suelos orgnicos y sueltos compuestos por arcillas arenosas y arenas arcillosas, poco permeables blandos, hmedos, poco resistentes, color rojo y marrn rojizo.Suelos Orgnicos y sueltos. No competentes para la cimentacin de estructuras. Variable de 1.2 a 1.7Profundidades no determinadas mayores de 7.0 Suelos residuales compuestos por arenas limosas y arcillas arenosas, densos, hmedos, algo permeables, resistentes, color marrn, amarillo y gris con verde. Suelos Residuales. Competente para la cimentacin de estructuras.5.7 Resumen de ensayos 5.7.1 Ensayos de penetracin estndar SPT

Profundidad [m]SONDEO1234N golpes/pie0.0 a 0.5105780.5 a 1.01157181.0 a 1.5 14815471.5 a 2.0162834422.0 a 2.5265059702.5 a 3.0285777653.0 a 3.54066101503.5 a 4.04843R684.0 a 4.53717644.5 a 5.04539745.0 a 5.5 38445.5 a 6.0 32526.0 a 6.5 58676.5 a 7.065785.7.2 Resumen de ensayos de laboratorio

SondeoProf. (m)W%%Finos%L.L.%L.P.%I.PClasificacin S.U.C.S13.0011.8129.28SM16.0014.0143.70SM23.0029.3919.629.77CL25.004.9925.58SM34.0037.2721.6010.67CL43.006.7438.84SMCAPITULO 66.1 CALCULO DE FACTORES DE SEGURIDAD

6.1.1 MODELO Y SOFTWARE UTLIZADO: Para el anlisis del modelo geotcnico se utiliz el software para computador SLOPE/W, Versin 5 de GEO-SLOPE International Ltd, Calgary Alberta, Canad. SLOPE/W es un producto de Software que utiliza la teora de equilibrio lmite para obtener los factores de seguridad al deslizamiento de los taludes.

6.1.2 METODOS DE ANALISIS Aunque el programa permite trabajar con doce diferentes mtodos de anlisis, para objeto del presente estudio se trabaj conjuntamente con los siguientes cuatro mtodos: 1. Mtodo ordinario o de Fellenius 2. Mtodo Bishop simplificado 3. Mtodo de Janb simplificado 4. Mtodo de Spencer

Los resultados de los factores de seguridad se presentan para cada uno de los mtodos indicados. 6.2 Procedimiento

6.2.1 Definicin de tipo y parmetros de anlisisPara el presente estudio se trabaj con el mtodo de Spencer. El perfil de suelo se considera regularmente drenado, se encuentra generalmente en estado hmedo y el nivel fretico no apareci en los sondeos realizados. No presenta nivel fretico.

Se presenta un talud de izquierda a derecha y sin grietas de tensin. Utilizando para la localizacin de la falla, la condicin de entrada y salida.

6.2.2 Definicin del TaludSe importa la regin de un archivo AutoCAD que contiene la geometra del talud.

ALTERNATIVA 1ANALISIS ESTTICO

ALTERNATIVA 1ANALISIS DINMICO

ALTERNATIVA 2ANALISIS ESTTICO

ALTERNATIVA 2ANALISIS DINMICO

ALTERNATIVA ELEGIDA: ALTERNATIVA 1

CAPITULO 7 7.1 OBRAS DE MITIGACINEspaciamiento de los anclajes: 2 metros Longitud : longitud 20 metros y 15 metros Inclinacin: 15Otras consideraciones pertinentes: se hace una zona de revegetalizacin en la cima del talud y una canaleta de drenaje en la parte inferior.

CAPITULO 8 8.1 Cantidades de ObraPRELIMINARUNIDADCANTIDADLocalizacin y replanteomes2conformacin y perfilada del taludm3240,5ANCLAJESAnclajes (20 L=20m y 10 L=10 m)m550Tensionamientoun30lechada (concreto pobre)m33,0Dados en concreto 0,2x0,2x0,1un30CANALETA TRAPEZOIDAL EN CONCRETOconcreto de 3000 psim34,375EQUIPO PARA PERFORACINMquina para perforacin HD D 200/65Un1CAPITULO 99.1 Recomendaciones

Es importante en el momento de la construccin tener en cuenta las especificaciones tcnicas contempladas en este documento.

Se debe realizar un seguimiento de las obras por parte de un geotecnista en el tiempo de ejecucin de las mismas, con el fin de verificar durante el proceso constructivo si las hiptesis del presente estudio corresponden a la realidad encontrada.

Para el manejo de los niveles freticos se recomienda la canaleta ya que le dar un manejo adecuado a este.

La revegetalizacin es muy importante pues nos ayudara a que el agua lluvia no llegue al talud directamente, y a frenar los deslizamientos del suelo en esta zona.

Como ya se haba planteado en los estudios previos, el agua no representa un problema significativo para nuestro talud, sin embargo se realiza obras de canalizacin.