ANÁLISIS BÁSICO DE RIESGO POR MOVIMIENTOS EN MASA...

Ingeniería Geológica Geotécnica Minería Ambiental

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TEMA: GESTIÓN DEL RIESGO GESTIÓN DEL RIESGO, ANÁLISIS BÁSICO DE RIESGO POR MOVIMIENTOS EN MASA, SECTOR PEAJE, QUEBRADA OVEJERAS, MUNICIPIO DE SACHICA DEPARTAMENTO DE BOYACÁ

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DANILO HERNANDO GONZALEZ Ingeniero Geólogo, Especialista en Gestión Ambiental, Especialista en Geotécnica 2018

[email protected] CELULAR

DANILO HERNANDO GONZALEZ SERRANO 3204943461

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ANÁLISIS BÁSICO DE RIESGO POR MOVIMIENTOS EN MASA SECTOR PEAJE QUEBRADA OVEJERAS MUNICIPIO DE SACHICA-BOYACA OBJETIVO Evaluar los riesgos por fenómenos de remoción en masa y evaluación de alternativas de mitigación para la disminución de estos. METODOLOGÍA En primer término se hizo la caracterización regional analizando la información secundaria. La geología general presentada en el estudio 1:25000 anterior sirvió de base para enmarcar el área de trabajo. En segundo término se realizó la verificación de las unidades, definidas con ayuda de FOTOGEOLOGIA Y en condiciones de campo. La exploración geológica consistió en recolectar la información primaria y ubicarla en la cartografía básica para caracterizar el subsuelo y elaborar su modelo gráfico. La exploración geológica comprendió el reconocimiento del lugar haciendo el levantamiento de la litología, fracturamiento, rasgos estructurales, grado de alteración de la roca y de consolidación de los depósitos, junto con otros detalles de utilidad para crear el modelo geológico local. El trabajo se realizó mediante uso de métodos comunes de inspección visual y mediciones con instrumental geológico (brújula). Además de los anteriores, se utilizaron perforaciones con barreno manual. Para la descripción de los fenómenos de inestabilidad presentes se levantó toda la

información concerniente a procesos geodinámicos. Los procesos identificados y levantados se ubicaron en el mapa geológico. Logrados los objetivos anteriores y teniendo en cuenta los levantamientos hechos en campo, junto con los diferentes registros de exploración, se elaboró el mapa geológico detallado una seccione perpendicular a las curvas de nivel, ubicadas estratégicamente, de tal forma que tipifican el perfil del subsuelo, chequeando los perfiles más críticos la litología y rasgos estructurales para el análisis de estabilidad Dichos perfiles se correrán en Software como SLIDE, PCSTABL5 o PLAXIS con cargas estáticas y seudo estáticas; Se utilizaron parámetros de corte hallado en laboratorio correspondiente a los materiales que se consideren causantes del problema o pueda ocurrir una falla. Teniendo caracterizada el área (mapa geomecánico) se evaluara el rango de amenaza de sus diferentes unidades mediante los chequeos realizados por métodos determinísticos (análisis de estabilidad) anteriores

En base al resultado de dichas zonificaciones (estudios geomorfológicos y métodos determinísticos con retro cálculo a escala ajustada al área de cada estudio (1:2000 - 1:5000) Se definirán recomendaciones afines a zonas establecidas que soporten una mitigación y como resultado final se dará un uso recomendado del suelo para proyecciónes urbanísticas. LOCALIZACION Y VIAS DE ACCESO

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Su cabecera está localizada a los 05° 35´07" de latitud norte y 73° 32¨42" de longitud oeste. El territorio es montañoso y corresponde a la Cordillera Oriental. Lo riegan los ríos Sáchica, La Candelaria y varias quebradas. Sus tierras se distribuyen en el piso térmico frío y piso bioclimático páramo. Limita por el norte con Sutamarchán y Villa de Leyva, al Este con Chíquiza, al Sur con Samacá y Ráquira y al Oeste con Ráquira y Sutamarchán ” (Ver figura 1). Localización y vías de acceso

ANÁLISIS FOTOGEOLÓGICO Se hizo revisión y fotointerpretación de fotografías aéreas del área de estudio para determinar las Unidades Geológicas Superficiales (unidades de roca, suelos residuales y transportados) y geoformas

asociadas a éstas así como los procesos morfo dinámicos y rasgos estructurales, entre otros. En el análisis se define el área de influencia del proceso dada por las divisorias de aguas, se identifican los materiales duros y blandos, las zonas de infiltración y acumulación de aguas. Como conclusión se puede afirmar que las condiciones naturales o iníciales del terreno muestran dinámicas de acumulación de material y estancamiento de aguas en dichas áreas. Los problemas de inestabilidad que se presentan en base a esta dinámica se disparan por las lluvias intensas y la intervención antrópica en el área, al ser interrumpido el direccionamiento de los drenajes naturales la naturaleza de estos hoy en día hace que se manifieste como flujos sub superficiales, los cuales se infiltran directamente sobre la ladera. Fotografías pertenecientes al vuelo C-2471 (098- 099) 255 tomadas por el IGAC, durante los años 2000, identificación geología.






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Fotografías pertenecientes al vuelo C-2471 (098- 099) 255 tomadas por el IGAC, durante los años 2000, identificación Geomorfológica.






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Fotografías pertenecientes al vuelo C-2471 (098- 099) 255 tomadas por el IGAC, durante los años 2000, identificación morfodinámica

INCLINACIÓN DE LAS PENDIENTES, SECTOR PEAJE, QUEBRADA OVEJERAS, MUNICIPIO DE SACHICA DEPARTAMENTO DE BOYACÁ

A partir de un modelo digital de terreno generado tras la digitalización de curvas de nivel a una escala 1:5.000, se generó el mapa de pendientes con cinco clases para el área de estudio. Los valores de susceptibilidad de este parámetro o variable son presentados en la Figura 5. PLANO DE PENDIENTES, SECTOR PEAJE, QUEBRADA OVEJERAS, MUNICIPIO DE SACHICA DEPARTAMENTO DE BOYACÁ

ASPECTOS CLIMATICOS E HIDROLOGICOS

El clima constituye el conjunto de condiciones de la atmósfera que caracterizan el estado o situación del tiempo atmosférico y su evolución en un lugar dado, la compleja topografía asociada a la pendiente, altitud, formas del relieve, inciden en el clima y este a su vez interviene en la evolución de los suelos y el paisaje. Se comporta de forma Bimodal con una

concentración de caída de agua para meses

Abril, Mayo, Junio, con máximo promedio de

lluvias mes de abril 302 mm, luego decae las

lluvias a un segundo ciclo con valores medios

de septiembre, octubre, noviembre y octubre

con valores máximo de 377,8 mms

decayendo drásticamente las lluvias, aun

ciclo seco de diciembre a enero, febrero a

marzo, pero el hecho de una geomorfología

colinada y montañosa cubierta de escaso

bosques y coberturas naturales donde

incluye humedales en zona de páramo se

mantiene escasos causes y escurrimiento






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superficial del recurso solo en época de

lluvias el agua valiosa esta en partes bajas

de valle y quebradas.

DELIMITACIÓN DEL ÁREA DADA POR EL

CONTROL HIDROGEOLÓGICO, SECTOR

PEAJE, QUEBRADA OVEJERAS,

MUNICIPIO DE SACHICA

DEPARTAMENTO DE BOYACÁ

COBERTURA Y USO ACTUAL DE SUELO El tema de uso y cobertura de suelo para el tema de remoción en masa es de interés para la obtención del mapa de erosión (c = factor de vegetación), teniendo en cuenta que toda cobertura vegetal ejerce algún grado de protección sobre el territorio que ocupa, se incluye el mapa de Cobertura y uso del suelo en el análisis para la identificación de amenazas por remoción en masa y se asigna una valuación para cada tipo de cobertura. Cobertura y uso actual del suelo.

PROCESAMIENTO DIGITAL DE

IMÁGENES

Extracción de la sub-imagen correspondiente al área de interés, realce espacial y espectral de las imágenes. INFORMACIÓN DE BASE Teniendo en cuenta que la escala de trabajo era 1:2000, se optó por procesar las fotografías aéreas del sitio, así, de la interpretación y procesamiento digital de las imágenes se obtuvieron los mapas de cobertura del suelo y una diferenciación del comportamiento erosivo de esta. CLASIFICACIÓN NO SUPERVISADA Se Aplicaron los conceptos de clasificación no supervisada a una composición de imágenes con el propósito de establecer los tipos de uso de la tierra para una región determinada. En la clasificación no supervisada los modelos de respuesta espectral dominante que ocurren dentro de una imagen son






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extraídos, la clasificación supervisada se efectúa utilizando el módulo CLUSTER, técnica para seleccionar el pico del histograma es decir se trata de investigar los picos en un histograma unidimensional donde el pico se define como el valor que tiene la mayor frecuencia que sus vecindades. Establecidos los picos todos los valores posibles de niveles digitales son asignados al pico más cercano. En razón de que esta técnica para definir un pico, no es necesario realizar una estimación a priori del número de agrupamientos que una imagen contiene. Este procedimiento se aplicará sobre las fotografías aéreas

EROSION DEL SUELO Para conocer la degradación de los suelos es necesario estimar las pérdidas de sedimentos en cada perfil, para tal fin se ha utilizado la Ecuación Universal De Pérdida de Suelo (EUPS). Los datos obtenidos se usan para definir las prácticas y obras de conservación de suelos que permitan que la erosión actual sea menor o igual que la tasa máxima permisible de erosión. La Ecuación Universal de Pérdida de Suelo (EUPS) es: E = R * K * L S C * P Dónde: E = Erosión del suelo promedio anual t/ha año. R = Factor Erosividad de la lluvia. Mj/ha mm/hr. La erosión por gotas de lluvia

incrementa con la intensidad de la lluvia. Una suave y prolongada lluvia puede tener la misma energía total que una lluvia de corta duración y más intensa. K = Factor Erodabilidad del suelo. Con datos de la textura de los suelos y contenido de materia orgánica, se estima el valor de Erodabilidad (K). Los valores de K más altos se presentan en suelos de texturas limosas y arenosas finas (suelos muy erosionables) y los valores más bajos son para los suelos arenosos (de arena gruesa). LS = Longitud y Grado de pendiente. C = Factor de vegetación. Varía de 0 a 1 y su valor disminuye a medida que aumenta la cobertura vegetal. Un suelo con vegetación natural bien desarrollada apenas presentará erosión por muy abrupto que sea el paisaje. P = Factor de prácticas de conservación. Varía de 0 a 1 y su valor disminuye a medida que la práctica u obra de conservación es más eficiente para reducir la erosión. MAPA DE EROSIÓN, SECTOR PEAJE, QUEBRADA OVEJERAS, MUNICIPIO DE SACHICA DEPARTAMENTO DE BOYACÁ






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GEOMORFOLOGIA LOCAL Según la sociedad Colombiana de Geotecnia, La geomorfología busca determinar el nivel general de las formas del relieve que modelan el área de estudio. Se identificaron las formas de control estructural, las denudaciones causadas por los agentes estructurales del relieve y las formas de acumulación representadas en los depósitos cuaternarios antiguos y resientes. A nivel morfodinámico se realizó un inventario de procesos denudativos actuales, dando como resultado de la cartografía de procesos y una base de datos de los principales problemas de inestabilidad levantados en campo. Morfométricamente se evaluó un mapa de pendientes cuyos intervalos se definieron teniendo en cuenta la pendiente promedio de la laderas que conforman el área de estudio. Igual se caracterizó el área en función de su red de drenaje. Se establecieron las cuencas y microcuencas en función de su importancia y la pendiente de las vertientes para

determinar la densidad de drenaje y la pendiente promedio de los causes. Se realiza un análisis de las fotografías aéreas y se describen los procesos morfodinámicos cartografiados en la zona de estudio y las unidades geomorfológicas establecidas de acuerdo a las necesidades de los análisis de estabilidad y amenaza por fenómenos de remoción en masa. PROCESOS MORFODINÁMICOS EROSION: En el municipio de Sachica los procesos morfodinámicos más comunes son: la erosión la cual se puede presentar de forma laminar (surcos, cárcavas y por socavación lateral de orillas), la erosión hídrica (socavación, cárcavas y surcos) que puede ser de origen natural o antrópico A continuación se hace una descripción detallada de los diferentes procesos erosivos presentes Ubicación de los procesos

morfodinámico, Ladera con escurrimiento

de suelos






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Ladera con escurrimiento de suelos, presenta inclinaciones mayores al 15%, lo que hace que su gravedad tienden a movilizase, dicha zona se encuentra en torno de los drenajes antiguos Figura de ubicación de los procesos morfodinámico, Ladera con acumulación de material

Acumulación de material en sitios con morfología ideal para su acumulación, drenajes antiguos en los cuales por gravedad han recepcionado materiales transportados de partes altas de las laderas.

Las aguas de escorrentía al no tener un direccionamiento efectivo de dichas aguas tratan de regresar a su direccionamiento por los drenajes antiguos

Figura de ubicación de los procesos morfodinámico, Ladera con acumulación de material






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Acumulación de material en sitios con morfología ideal para su acumulación drenajes antiguos en los cuales por gravedad han recepcionado materiales transportados de partes altas de las laderas. MAPA GEOMORFOLÓGICO SECTOR PEAJE, QUEBRADA OVEJERAS, MUNICIPIO DE SACHICA DEPARTAMENTO DE BOYACÁ

El Área objeto del presente estudio se ubica dentro de una ladera con depósitos cuya dirección no coincide con el rumbo de la estratificación, dicha geoforma favorece diversos procesos gravitacionales, como el caso que nos ocupa. TABLA UNIDADES GEOMORFOLÓGICAS SECTOR PEAJE, QUEBRADA OVEJERAS, MUNICIPIO DE SACHICA DEPARTAMENTO DE BOYACÁ

ASPECTOS ESTRUCTURALES DISCONTINUIDADES Se registraron 20 datos de discontinuidades, la información analizada se encuentra en la figura 6. ANÁLISIS DE DISCONTINUIDADES. Análisis de discontinuidades (punto control 01).

UNIDAD GEOMORFOLOGICA

SÍMBOLO DESCRIPCIÓN

CRESTAS ROCOSO Se Zonas de baja acumulación de material, sin drenaje, material competente, generalmente perteneciente a zonas rocosas ubicadas en zonas de cresta.

LADERA CON ESCURRIMIENTOS DE SUELOS

Des1 Zonas de moderada acumulación de material en pendientes moderada

LADERAS CON DEPÓSITOS REPTANTES

Des2 Zonas de alta acumulación de material en pendientes bajas con alta inestabilidad por movimientos en masa por flujos y reptaciones

LADERAS CON DEPÓSITOS

Des3

Zonas de moderada acumulación de material con moderado a alto porcentaje de drenaje, baja competencia en ladera estructurales con pendientes moderada a altas, zonas con moderada susceptibilidad a movimientos en masa

ESCARPE CON ESCURRIMIENTOS DE SUELOS

ed Zonas de moderada acumulación de material con moderado porcentaje de drenaje, Material de baja competente en ladera en contrapendiente con pendientes altas a escarpadas

ESCARPE ROCOSO es Zonas de baja acumulación de material con bajo porcentaje de drenaje, Material competente en ladera estructural con pendientes altas a escarpadas

EXPLANACIÓN ANTRÓPICA

ad

Zonas intervenidas por el hombre, (corte y explanación) de moderada acumulación de material con moderado a alto porcentaje de drenaje, baja competencia en ladera estructurales con pendientes moderada a altas, zonas con moderada susceptibilidad a movimientos en masa






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Análisis de discontinuidades (punto control 01).

CLASIFICACION DE MACIZOS CLASIFICACIONES GEOMECÁNICA DE LOS MACIZOS ROCOSOS Con el objetivo de evaluar el comportamiento geomecánico de la parte rocosa del área se llevó acabo el análisis de los macizos rocosos del área SISTEMA GSI (GEOLOGICAL STRENGTH INDEX) Hoek (2006) El GSI estima la reducción de la resistencia del macizo para diferentes condiciones geológicas. La caracterización del macizo rocoso es simple y está basada en la impresión visual de la estructura rocosa en términos de bloques y de la condición superficial de las discontinuidades indicadas por la rugosidad y alteración de las juntas. La combinación de estos dos parámetros

proporciona una base práctica para describir un rango amplio de tipos de macizos rocosos. La determinación del GSI se hace a partir de la Tabla 3 y la Tabla 4 a las que se ingresa desde 2 puntos diferentes, uno horizontal: referente al tamaño y entrabamiento de bloques, composición y estructura; el ingreso vertical es referente a las condiciones de las discontinuidades, se converge posteriormente en el valor del GSI dispuesto en las líneas diagonales. Caracterización del macizo rocoso en función de los bloques basado en el en trabamiento y las condiciones de las juntas. Adaptada de Hoek (2006)

Resultados de la caracterización del macizo rocoso en función de los bloques basado en el en trabamiento y las






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condiciones de las juntas. Adaptada de Hoek (2006)

Resistencia a la compresión simple Los índices de campo para la determinación la resistencia a la compresión simple, de suelos cohesivos y rocas. Tomados de ISRM (1991) Tabla 1. Valores de resistencia de matriz rocas sana

Tabla 2. Los índices de campo para la determinación la resistencia a la compresión simple, de suelos cohesivos y rocas. tomados de ISRM (1991)

Tabla 3. Tabla de resultados de Los índices de campo para la determinación la resistencia a la compresión simple, de

suelos cohesivos y rocas. Tomados de ISRM (1991)

Índice de Calidad de la Roca, RQD El RQD se ha estimado midiendo la cantidad de discontinuidades en 1 m2 del talud. Su Valor fue determinado usando la fórmula empírica propuesta por Bieniawsky (1989): RQD = 115 – 3,3(Jv) En donde: Jv = número de discontinuidades en 1 m2 RQD = 115 – 3,3 (28) RQD = 22,6. De acuerdo con la clasificación de Deere (1964), la calidad de la roca se considera muy mala (<25%) y su valoración es de 5. Índice de Calidad de la Roca, RQD

Tabla de cálculo de La Suma de Juntas por metro cuadrado para cálculo del RQD, datos tomados en campo

Sistemas Tabla 3. Resultados de la caracterización del macizo rocoso en función de los bloques basado en el en trabamiento y las condiciones de las juntas. Adaptada de Hoek (2006)

Punto control 01 50

Punto control 02 50

Punto control 03 50

Roca intacta

Resistencia a compresión simple (MPa) Resistencia a la tracción

(MPa) Valores medios Rango de valores

Caliza 80-140 60-200 4 - 20

Arenisca 55-140 30-235 5 - 20

Lutita 30-70 10-100 1.5 - 10

CLASE DESCRIPCIÓN IDENTIFICACIÓN EN CAMPO ± resistencia a la compresión

simple (MPA)

S1 suelo muy blando el puño penetra fácilmente varios cm. < 0.0025

S2 Suelo blando el dedo penetra fácilmente varios cm. 0.0025 – 0.05

S3 Suelo firme Se necesita una pequeña presión para hincar el dedo

0.05 – 0.10

S4 Suelo rígido Se necesita una fuerte presión para hincar el dedo 0.10 – 0.25

S5 Suelo muy rígido Con cierta presión puede marcarse con la uña. 0.25 – 0.50

S6 Suelo duro Se marca con dificultad al presionar la uña. >0.50

R0 Roca extremadamente

blanda Al golpear con la punta del martillo la roca se desmenuza. Con navaja se talla fácilmente.

0.25 – 1.0

R1 Roca muy blanda Al golpear con la punta del martillo la roca se desmenuza. Con navaja se talla fácilmente.

1.0-5.0

R2 Roca blanda Al golpear con la punta del martillo se produce ligeras marcas. Con navaja se talla con dificultad.

5.0 - 2.5

R3 Roca moderadamente

dura Con un golpe fuerte del martillo puede fracturarse. Con navaja no puede tallarse.

25 - 50

R4 Roca dura Se requiera mas de un golpe del martillo para fracturar

50 - 100

R5 Roca muy dura Se requiera muchos golpes del martillo para fracturar 100 - 250

R6 Roca extremadamente

dura Al golpear con el martillo solo salen esquirlas >250

Sistemas CLASE DESCRIPCIÓN IDENTIFICACIÓN EN CAMPO ± resistencia a la compresión

simple (MPA)

Punto control 01

R0 Roca

extremadamente blanda

Al golpear con la punta del martillo la roca se desmenuza. Con navaja se talla fácilmente.

0.25 – 1.0

Punto control 02

R0 Roca

extremadamente blanda

Al golpear con la punta del martillo la roca se desmenuza. Con navaja se talla fácilmente.

0.25 – 1.0

Punto control 03

R1 Roca muy blanda Al golpear con la punta del martillo la roca se desmenuza. Con navaja se talla fácilmente.

1.0-5.0

RQD CALIDAD Jv ( n°/m³)

< 25 Muy Mala > 27.3

25 - 50 Mala 19.7 - 27.3

50 - 75 Media 12.1 - 19.7

75 - 90 Buena 7.6 - 12.1

90 - 100 Muy Buena 4.5 - 7.6

Sistema n° Discontinuidades m Jv RQD

Punto control 01

1 8 1 10

39.1 2 5 1 6

3 4 1 7


Punto control 01

1 9 1 6

39.1 2 9 1 12

3 15 1 5


Punto control 01

1 7 1 12

35.8 2 5 1 6

3 6 1 6






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Tabla de resultados del tamaño de bloque en función del número de discontinuidades tomado de ISRM (1981)

Tamaño de bloque en función del número de discontinuidades Descripción del tamaño de bloque en función del número de discontinuidades tomado de ISRM (1981)

Resultado que corresponden con la clasificación de ISRM (1981) el tamaño de bloque en función del número de discontinuidades

Espaciamiento de las discontinuidades Se midieron tres sistemas de discontinuidades (denominados 1, 2 y 3) que corresponden únicamente con diaclasas. El rumbo y espaciamiento de las discontinuidades se resumen en la tabla 8. La valoración del espaciamiento entre las discontinuidades es de 9, considerando el sistema 3 como el más desfavorable para la estabilidad del talud (ya que se presenta cada 30 cm en el macizo). El rumbo y espaciamiento de las discontinuidades se resumen en el tabla 11.

Sistemas de discontinuidades en el macizo rocoso

Condición de las discontinuidades La Tabla 12 sistema de calificación del RMS contiene los parámetros de valoración de las discontinuidades; la tabla 13, contiene las características de los sistemas de diaclasas observados. Características de las discontinuidades del macizo rocoso

Resultado de las características de las discontinuidades del macizo rocoso, punto control 01

Resultado de las características de las discontinuidades del macizo rocoso, punto control 02

Sistemas RQD CALIDAD Jv ( n°/m³)

Punto control 01 25 - 50 Mala 19.7 - 27.3



CLASE DESCRICION Jv ( discontinuidades/m³)

I Bloques Muy Grande <1

II Bloques Grande 1 - 3

III Bloques medianos 3 - 10

IV Bloques pequeños 10 - 30

V Bloques muy pequeños > 30

VI Macizo brechificado > 60

Sistemas CLASE DESCRICION Jv ( discontinuidades/m³)

Punto control 01 IV Bloques pequeños 10 - 30



Sistema rumbo Dirección de buzamiento

Angulo de buzamiento

Espaciamiento de discont (m)

Punto control 01

1 N85°W 305° 25° 0.10

2 N20°E 5° 85° 0.17

3 N35°E 110° 75° 0.14




Punto control 02

1 N82°W 304° 27° 0.17

2 N22°E 8° 78° 0.08

3 N34°E 112° 78° 0.20




Punto control 03

1 N87°W 300° 23° 0.08

2 N21°E 3° 75° 0.17

3 N30°E 120° 70° 0.17

Long de discontinuidades (persistencias)

<1m 1 - 3 m 3 - 10 m 10 - 20 m >20 m

6 4 2 1 0

Abertura (mm) Nada <0.1 mm 0.1-1.0mm 1-5 mm > 5 mm

6 5 4 1 0

Rugosidad Muy rugosa rugosa Levemente rugosa lisa pulida

6 5 3 1 0

Tipo de relleno nada resistente > 5mm resistente < 5mm Blando > 5mm Blando < 5mm

6 4 2 2 0

Intemperización (alteración)

inalterada Levemente alt. Moderadamente alt. Muy alterada descompuesta

6 5 3 1 0

Parámetro Sistema 1 Sistema 2 Sistema 3 valoración

Long. Discont (m)

<1m <1m 1 - 3 m 5

Apertura (mm) Nada Nada Nada 2

Rugosidad Levemente rugosa Levemente rugosa Levemente rugosa 1

Relleno Blando < 5mm Blando < 5mm Blando < 5mm 0

Meteorización Moderadamente alt. Moderadamente alt. Moderadamente alt. 3

TOTAL 11






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Tabla 4. Resultado de las características de las discontinuidades del macizo rocoso, punto control 03

Condiciones del agua subterránea La Tabla 16 sistema de calificación del RMS contiene los parámetros de valoración de las aguas subterránea en sus discontinuidades; El macizo rocoso se presenta totalmente seco, por lo tanto su valoración es de 10, según la clasificación propuesta por Bienaswski (1976) Sistema de calificación del RMS para determinar la calidad del macizo rocoso de Bienaswski (1976)

Resultados sistema de calificación del RMS para determinar la calidad del macizo

sistema de clasificación UGS Ingeominas

Resultados, sistema de clasificación UGS Ingeominas

ZONAS GEOTÉCNICAMENTE HOMOGÉNEAS SECTOR PEAJE, QUEBRADA OVEJERAS, MUNICIPIO DE SACHICA DEPARTAMENTO DE BOYACÁ Es necesario obtener comportamientos homogéneos de amenaza; con base a trabajos tanto geomorfológicos y geológicos a detalle se determinan zonas de comportamiento geotécnico similar en cuanto a deslizamientos (zonas homogéneas) que delimitan las áreas de estudio, para estos aspectos de zonificación existen diversas metodologías que están enmarcadas dentro del ámbito regional las cuales se pueden adaptar para aspectos locales, unas vez establecidas se proceden a seleccionar el


Long. Discont (m)

<1m <1m 1 - 3 m 5


Rugosidad Levemente rugosa Levemente rugosa Levemente

rugosa 1


Meteorización Moderadamente alt. Moderadamente alt. Moderadamente

alt. 3

TOTAL 11


Long. Discont (m)

<1m <1m 1 - 3 m 5


Rugosidad Levemente rugosa Levemente rugosa Levemente

rugosa 1


Meteorización Moderadamente alt. Moderadamente alt. Moderadamente

alt. 3

TOTAL 11

RESISTENCIA DE LA ROCA

INTACTA (MPA)

RQD (CALIDAD)

ESPACIAMIENTO DE LAS

DISCONTINUIDADES (mm-m)

CONDICIÓN DE LAS DISCONTINUIDADES

AGUA SUBTERRÁNEA

(Lit/min)

CLASES RMS

COHESIÓN MACIZO

(KPA)

ANGULO FRICCIÓN MACIZO

1-25 (0-2)

<25 muy mala (3)

<60 mm (5)

Relleno blando>5 mm(10)

Flujo (0)

ROCA MUY

POBRE <20

<100 <15

25-50 (4)

25-50 MALA (8)

60-200 mm (10)

Superficies pulidas, gouge <5 mm (10)

Goteo (4) ROCA

POBRE (21-40)

100-200 15-25

50-100 (7) 50 75 Media

(13) 200-600 mm (10)

Superficie Lig rugosa altamente meteorizada, separación <1mm(25)

Mojado (7) REGULAR

(41-60) 200-300 25-35

100-250 (12) 75 – 90

Buena (12) 0.6m – 5m (15)

Superficie Lig meteorizada, separación

<1mm (30) Húmedo (10)

BUENA (61-80)

300-400 35-45

>250 (15)

90 – 100 Muy Buena

(20)

>2m (20)

Superficie muy rugosa, no continua, cerrada, no

meteorizadas (30)

Seco (5) MUY

BUENA (81-100)

>400 >45

Sistemas

RESISTENCIA DE LA

ROCA INTACTA

(MPA)

RQD (CALIDA

D)

ESPACIAMIENTO DE LAS

DISCONTINUIDADES (mm-m)

CONDICIÓN DE LAS

DISCONTINUIDADES

AGUA SUBTERRÁNEA (Lit/min)

CLASES RMS

COHESIÓN

MACIZO (KPA)

ANGULO

FRICCIÓN

MACIZO

Punto control

01

1-25 (0-2)

25-50 MALA (8)

<60 mm (5)

Superficie Lig meteorizada,

separación <1mm

(30)

Húmedo (10) REGULAR (41-

60) 200-300 25-35

Punto control

02

1-25 (0-2)

25-50 MALA (8)

(3)

<60 mm (5)


separación <1mm (30)


60) 200-300 25-35

Punto control

03

1-25 (0-2)

25-50 MALA (8)

<60 mm (5)


separación <1mm (30)


60) 200-300 25-35

TIPO DE MACIZO

Número de familias de

discontinuidades

Descripción del tamaño de

bloque GSI (%)

Jv numero de discont/m³

RQD RMS CLASIFICACIÓN

UGS INGEOMINAS

VIII-IX

Cuatro o más familias d

discontinuidades o brechificados

BLOQUES MUY PEQUEÑOS

0 - 30 >30 <25 <20 ROCA BLANDA

VI-VII

Tres familias de discontinuidades

más otras ocasionales

BLOQUES PEQUEÑOS

30 - 60

10- 30 25-50 21-40

ROCA INTERMEDIA

IV-V

Dos familias de discontinuidades

mas otras ocasionales

BLOQUES MEDIANOS

3 - 10 50-75 41 - 60

II-III

Una familia de discontinuidades


BLOQUES GRANDES

60 - 80 1 - 3 75-90 61 - 80 ROCA DURA

I

Masivo, discontinuidades


BLOQUES MUY GRANDES

90 - 90 <1 90-100 81 - 100 ROCA MUY DURA

Sistemas TIPO DE MACIZO

Número de familias de

discontinuidades

Descripción del tamaño de bloque

GSI (%)

Jv numero

de discont/m³

RQD RMS CLASIFICACIÓN

UGS INGEOMINAS

Punto control 01

VI-VII



BLOQUES PEQUEÑOS

50 10- 30 25-50 REGULAR

(41-60) ROCA

INTERMEDIA

Punto control 02

VI-VII



BLOQUES PEQUEÑOS

50 10- 30 25-50 REGULAR

(41-60) ROCA

INTERMEDIA

Punto control 03

VI-VII



BLOQUES PEQUEÑOS

50 10- 30 25-50 REGULAR

(41-60) ROCA

INTERMEDIA






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talud característico para determinar la estabilidad bidimensional. MAPA ZONAS GEOTÉCNICAMENTE HOMOGÉNEAS SECTOR PEAJE, QUEBRADA OVEJERAS, MUNICIPIO DE SACHICA DEPARTAMENTO DE BOYACÁ

DESCRIPCIÓN DE ZONAS HOMOGÉNEAS

SECTOR PEAJE, QUEBRADA OVEJERAS,

MUNICIPIO DE SACHICA

DEPARTAMENTO DE BOYACÁ

ELABORACIÓN DEL MODELO GEOLÓGICO SECTOR PEAJE, QUEBRADA OVEJERAS, MUNICIPIO DE SACHICA DEPARTAMENTO DE BOYACÁ En general las actividades llevadas a cabo se encaminaron hacia la delimitación de contactos entre las diferentes unidades

litoestratigráficas, definición de sus espesores y particularidades en cada sector con el fin de conformar el modelo geológico del área (ver figuras 11y 12). El modelo presentado permite apreciar la conformación de una secuencia estratigráfica, compuestas por paquetes de arcillolitas intercaladas con capas de arenisca las cuales subyacen al depósito coluvial. UNIDADES LITOLÓGICAS SECTOR PEAJE, QUEBRADA OVEJERAS, MUNICIPIO DE SACHICA DEPARTAMENTO DE BOYACÁ Unidades litológicas

MAPA GEOLÓGICO SECTOR PEAJE, QUEBRADA OVEJERAS, MUNICIPIO DE SACHICA DEPARTAMENTO DE BOYACÁ

UNIDAD GEOMECANICA

SÍMBOLO DESCRIPCIÓN

Macizos compuestos por roca intermedia

IV

Macizos compuestos por roca intermedia, Húmedo bloques pequeños con Tres familias de discontinuidades más otras ocasionales su parte estructural no favorecen la estabilidad en pendientes moderadas a alta, fracturación moderada, el área donde se encuentra, contiene bajos a moderado porcentajes de drenajes

Macizos compuestos por roca intermedia, presenta acumulación de material blando

IV b

Macizos compuestos por roca intermedia, Húmedo bloques pequeños con Tres familias de discontinuidades más otras ocasionales su parte estructural no favorecen la estabilidad en pendientes moderadas a alta, fracturación moderada, el área donde se encuentra presenta moderada acumulación de material con moderado a alto porcentaje de drenaje, baja competencia , zonas con moderada susceptibilidad a movimientos en masa

Suelos firmes a blandos

S3 Suelos firmes a blandos

FORMACIÓN SÍMBOLO DESCRIPCIÓN LITOLÓGICA

Calificación según Resistencia

Calificación según Fábrica y Textura

Depósitos aluviales recientes. Q2al Arenas y gravas en procesos activo de trasporte. 1.5

Formación Arenisca Chiquinquirá Kichi

Tres conjuntos de areniscas cuarzosas, de grano fino a medio, separados por dos niveles de lutitas negras.

2.8 3

churuvita Ksch

Lutitas negras y limolitas con intercalaciones de areniscas de poco espesor. Ocasionales capas de caliza y carbón.

4 4

Formación San Gil inferior (tablazo) Kmsgi Alternancia de areniscas, calizas y lutitas. 3 4

Formación San Gil superior (simiti) Kmsgs

Lutitas y limolitas negras, con intercalaciones de areniscas y calizas de pocos metros de espesor.

2.5 4

Formación Paja Kimp

Lutitas y limolitas negras, en la parte inferior a media concreciones calcárea y películas de yeso.

3.7 4






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RFIL GEOLÓGICO SECTOR PEAJE, QUEBRADA OVEJERAS, MUNICIPIO DE SACHICA DEPARTAMENTO DE BOYACÁ

MODELACIÓN HIDROGEOLOGÍA CONCEPTUAL SECTOR PEAJE, QUEBRADA OVEJERAS, MUNICIPIO DE SACHICA DEPARTAMENTO DE BOYACÁ

Las aguas subterráneas tienen origen en aguas lluvia que llegan a la superficie de la Tierra y encuentran condiciones de permeabilidad en el suelo y subsuelo que permiten su infiltración; de la misma forma ésta puede presentarse a través de los planos de estratificación, fisuras y diaclasas presentes generalmente en las rocas sedimentarias, adicionalmente los materiales

deben permitir el almacenamiento y paso del fluido a través de ellos para poder generar verdaderos reservorios de agua en el subsuelo. Existen diferentes tipos de cuerpos rocosos en hidrogeología los cuales son clasificados según la capacidad de almacenamiento y transmisión de agua. Estos se definen de la siguiente manera: Acuíferos: Son rocas permeables que

permiten la entrada de agua y su movimiento con relativa facilidad.

Acuitardos: Son rocas que pueden contener agua, pero su baja permeabilidad no permite el flujo del agua subterránea.

Tabla 5. Calificación Hidrogeológica Según Conexión Hidráulica Entre Sus Espacios Intergranulares Y Disposición De Almacenamiento Figura 1.

Para el análisis, el agua superficial como subterránea son detonantes en los procesos de remoción en masa, inundación y torrencialidad de los ríos y quebradas, por lo tanto, se tomó la decisión de generar un mapa de potencialidad del acuífero,

FORMACIÓN SÍMBOLO DESCRIPCIÓN LITOLÓGICA ACUIFERO

Depósitos aluviales recientes. Q2al Arenas y gravas en procesos activo de trasporte. 4.2

Formación Arenisca Chiquinquirá Kichi Tres conjuntos de areniscas cuarzosas, de grano fino a medio, separados por dos niveles de lutitas negras.

3.8

churuvita Ksch Lutitas negras y limolitas con intercalaciones de areniscas de poco espesor. Ocasionales capas de caliza y carbón.

1.5

Formación San Gil inferior (tablazo) Kmsgi Alternancia de areniscas, calizas y lutitas. 2.5

Formación San Gil superior (simiti) Kmsgs Lutitas y limolitas negras, con intercalaciones de areniscas y calizas de pocos metros de espesor. 2.1

Formación Paja Kimp Lutitas y limolitas negr as, en la parte inferior a media concreciones calcárea y películas de yeso.

1






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utilizando diferentes variables las cuales nos potencializa o minimice la situación hidrogeológica del área PROCESO ESQUEMA DEL MODELO

CONCEPTUAL

Geología, de ella se extrae al mapa hidrogeológico ajustado en el análisis, se da gran importancia a los depósitos coluviones los cuales se están comportando como zonas acumuladoras de agua, que a su vez se están comportando como zonas de recarga, además se califica las formaciones de acuerdo a su cantidad de capas en función de la permeabilidad y porosidad. Teniendo claro el objetivo del modelo conceptual “Generación del mapa Hidrogeológico” se desarrolló el proceso de la siguiente forma: Se da un valor numérico a cada unidad de los temáticos involucrados, sin pasar de cinco categorías. El número más alto corresponde, siempre, a la respuesta más favorable del elemento analizado frente al aspecto calificado. A continuación, describimos las variables involucradas para la modelación: Variable Hidrogeológico

De la geología tenemos en cuenta su comportamiento estructural, modelando flujos subterráneos direccionados por sus estructuras en las capas litológicas con permeabilidad y porosidad, creando la variable de isopiezas, basado en método de perfilajes. Variable Isopiezas

La dirección general del agua en el acuífero cuaternario, se dirige hacia el sur-este siguiendo la dirección general de las corrientes superficiales (ver figura de concentración de agua subterránea y de Isopiezas).






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Variable Dirección De Flujo Sub Superficial

Variable Infiltración

Figura 2. Variable Fluctuación

EXPLORACIÓN GEOTÉCNICA

Para exploración del área para la identificación de las propiedades físicas de los suelos se extrajo una muestra de suelo






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con el fin de tener un conocimiento básico de los suelos del sitio. Figura 3. Apliqué 01 para exploración básica del área, para la identificación de las propiedades físicas de los suelos

Figura 4. Apliqué 02 para exploración básica del área, para la identificación de las propiedades físicas de los suelos.

ANÁLISIS GEOTÉCNICO OBJETIVO El objetivo del análisis geotécnico es evaluar el estado de inestabilidad que se presenta en el terreno. Para cumplir con tal objetivo es necesario analizar las propiedades geotécnicas de los materiales involucrados y las condiciones naturales que enmarcan la inestabilidad. ANÁLISIS DE RESULTADOS

Como se puede observar en la Tablas 2,3 y4, Los materiales ensayados son en su mayoría arenosa CL-ML Corresponden a limos y arcillas, y plástico desmenuzable, su expansión se correlaciona con una caolinita representativa de la estratigrafía del lugar. El peso unitario en todas las unidades estratigráficas es similar con variaciones que van cercanas a 17.5 Ton/m3. La gravedad específica “Gs” tiene muy pocas variaciones cercanas al 2.8. Los ensayos de compresión encofinada muestran parámetros que oscilan entre 48 y 81.5 KN/m2 para la cohesión, mientras el ángulo de fricción interna relación SPT están cércanos a 40 º. Los resultados informan sobre una moderada resistencia de esos materiales al corte. En lo que tiene que ver con aporte de agua del área: No se encontraron Sus niveles freáticos, las humedades más altas de20.14 % a 7.5 metros De acuerdo con lo anterior, el principal problema del talud es el aporte permanente de agua. Determinación de propiedades Como consecuencia de lo anterior se definieron las propiedades de los materiales de relleno para los siguientes cálculos, así:

Peso unitario 20. kN/m3. Promedio de todos los datos

Cohesión 20 kPa.

Ángulo de fricción interna 25º.






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Se utilizaron los dos pares de parámetros de corte para hacer los cálculos. Resumen Ensayos de Laboratorio (Propiedades de los materiales dependiendo de la profundidad). Fuente resultado del estudio.

En cuanto a las humedades, se observa que son bajas, con un promedio de 20%. La gravedad específica “Gs” tiene muy pocas variaciones cercanas al 2.6. Los Límites de Atterberg nos describen materiales no expansivos Los ensayos de compresión encofinada muestran parámetros que oscilan entre 12 y 8 Ton/m2 para la cohesión, mientras el ángulo de fricción interna relación SPT para arenas finas y arenas limosas están cércanos a 28 º. Los resultados informan sobre una moderada resistencia de esos materiales al corte. Si se tienen en cuenta las pruebas de penetración estándar “SPT”, se nota que en la parte más superficial los materiales tienen una menor magnitud de golpes/pie (7-9), mientras a medida que se profundiza el material aumenta su resistencia a la penetración (38-45). En lo que tiene que ver con aporte de agua del área, el no haber direccionamiento de las

aguas de escorrentía, permite infiltraciones causando procesos de erosión que contribuyen a la inestabilidad de la zona. los niveles freáticos no fueron hallados, por ello los análisis se realizaron variando valores de la relación de presión de poros, ru DETERMINACIÓN DE PROPIEDADES Como consecuencia de lo anterior, se definieron las propiedades de los materiales de relleno para los siguientes cálculos, así:

Peso unitario 17 - 19 kN/m3. Promedio de todos los datos

Cohesión 8 kPa.

Ángulo de fricción interna 5º. Se utilizaron los dos pares de parámetros de corte para hacer los cálculos. ANÁLISIS DE ESTABILIDAD Dados los planos geomorfológicos y unidades geotécnicas homogéneas y con el fin de determinar la amenaza se trazaron perfiles por las unidades más desfavorables para analizar su estabilidad. Con los parámetros determinados se hicieron los cálculos de las secciones A-A’ Y B-B´, en condiciones actuales seudo estáticas y saturadas condiciones considerando cargas estáticas, tal como puede verse en las figuras 18 y 19. La metodología consistió en evaluar las deformaciones arrojadas por el programa Praxis, y en base a elles trazar la superficie de falla la cual se lleva al programa Slide y calcular su estabilidad Con el fin de tener idea sobre los probables grados de estabilidad del área se corrieron los programas Slide Y Plaxis en las

profundidad

LUGAR

DESCRIPCIÓN EN CAMPO

ENSAYOS COMPRESION INCONFINADA

ENSAYOS LIMITES DE ATTERBERG

de a C KN/m2 LL% LP %

IL ESTADO ARCILLAS

EXPANSIVAS (Ll)

Peso Unit.Humed

o (ϒs) gr/cm3

Peso Unit. seco (ϒd)

gr/cm3

w %

Gs S

0 0.2

SITIO 01

Capa de relleno NO

PLASTICO

SUELO DESMENUZ

ABLE 0

14.1

0.2 0.5

Arcilla de color café con vetas grises con presencia de gravas de consistencia media a firme y de baja plasticidad

48 45.96 26.02

NO PLASTICO

SUELO DESMENUZ

ABLE

CAOLINITA

CAOLINITA

2.04 1.64 15.1

2.7

Loess

Limo Yeso Arcill

a

100.4

0.5 1.2

Material compuesto por gravas de arenisca con presencia de óxidos anaranjados con presencia de finos de baja plasticidad

60 NO

PLASTICO

SUELO DESMENUZ

ABLE 0 2 1.75

16.1

2.7

Loess

Limo Yeso Arcill

a

70.33






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secciones más críticas que presentan algún signo de inestabilidad con cargas estáticas y terreno saturado (ver fig 15). Se utilizaron los parámetros correspondientes al macizo rocoso, toda vez que es el material que está representando el área. El macizo presenta deformación e inestabilidad con presencia de infiltraciones Con manejo de agua manteniendo niveles del agua por debajo de 45 metros se aprecia estabilización con factores de seguridad superiores a 1.2 en cálculos dinámicos. Con estos parámetros se realizaron los cálculos de estabilidad del cortes A-A y B-B’ (ver Tabla 24) Parámetros de estabilidad

Las secciones presentaron deformaciones altas, al hallar la inestabilidad la sección FF presenta inestabilidad en condiciones actúales, luego con sismo, en condición saturada y sismo será aún mayor su inestabilidad. De acuerdo con estos resultados, es necesario implementar medidas de estabilización. Análisis de estabilidad actual, seudo estáticas y saturadas. Perfil 01.

Análisis de estabilidad actual, seudo estáticas y saturadas. Perfil 02.

ZONIFICACIÓN DE LA AMENAZA POR DESLIZAMIENTO, RESULTADO DE LOS ANÁLISIS DE ESTABILIDAD SECTOR PEAJE, QUEBRADA OVEJERAS, MUNICIPIO DE SACHICA DEPARTAMENTO DE BOYACÁ

SECCION ACTUALES SEUDO

ESTÁTICAS SATURADAS

SEUDO ESTÁTICAS Y SATURADAS

OBRAS DE ESTABILIZACIÓN EN SEUDO ESTÁTICAS

A - A' 0.18 FALLA FALLA FALLA 1.5

B –B 0.35 FALLA FALLA FALLA 1.5






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El objetivo del Informe Geotécnico es la caracterización del subsuelo en donde se proyectan las principales obras. El producto de los análisis es la elaboración de un modelo gráfico - analítico, que permitirá conocer las características y parámetros geotécnicos del terreno, necesarios para el diseño preliminar de las obras. En la figura 34 se muestra las 3 zonificaciones dándole una coloración indicativa de su inestabilidad; Roja para la zona más crítica y verde oscuro para la más estable.

Zona de amenaza baja: Zona que presentan bajas deformaciones y con factores de seguridad inferiores a 1.5 en análisis seudo-estático y saturado

Zona de amenaza moderada :Zona que presentan altas deformaciones y con factores de seguridad inferiores a 1.5 en análisis seudo-estático y saturado

Zona de amenaza muy alta: Zona que presentan altas deformaciones y con factores de seguridad inferiores a uno en análisis seudo estático

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES



ANÁLISIS BÁSICO DE RIESGO POR MOVIMIENTOS EN MASA...

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