Estabilización deslizamiento. Carretera N 340

CARRETERA NACIONAL

N-340

ESTUDIO DE LAS INESTABILIDADES PRODUCIDAS QUE AFECTAN A LA

CALZADA ENTRE EL P.K. 369+500 Y EL P.K. 369+650

Y

PROPUESTA DE MEDIDAS DE ACTUACIÓN AL RESPECTO

15 Enero 2010

ÍNDICE 1. INTRODUCCIÓN 2. TRABAJOS REALIZADOS 3. PLANTEAMIENTO BÁSICO: ACTUACIONES PROPUESTAS 4. METODOLOGÍA Y MODELO PARA EL DISEÑO Y DIMENSIONAMIENTO DE LA PANTALLA DE CONTENCIÓN DEL TERRENO 5. PERFIL GEOTÉCNICO Y CÁLCULOS JUSTIFICATIVOS EFECTUADOS 5.1. Perfil geotécnico tipo y cálculos preliminares de estabilidad 5.2. Cálculos tensodeformacionales: diseño de la pantalla 5.3. Simulación del efecto de un hipotético descenso del coluvial junto a la pantalla 5.4. Evaluación del efecto de la pantalla sobre la seguridad frente al deslizamiento 6. PANTALLA DE CONTENCIÓN PROPUESTA: DEFINICIÓN Y COMPROBACIÓN ESTRUCTURAL 7. RESUMEN Y CONCLUSIONES: PROPUESTA DE ACTUACIONES APÉNDICES Apéndice nº1: Cálculos justificativos y dimensionamientos Apéndice nº2: Estudio geológico-geotécnico

1. INTRODUCCIÓN El presente trabajo tiene por objeto el estudio de las inestabilidades producidas en la ladera sobre la que se emplaza la Carretera Nacional N-340, entre los puntos kilométricos 369+500 y 369+650, y el diseño de las medidas correctoras que se estiman más oportunas. En los apartados que a continuación siguen, se describen los trabajos llevados a cabo, que han comprendido la realización de sondeos mecánicos, así como un reconocimiento geológico-geotécnico de detalle, y los correspondientes levantamientos de campo, que han permitido la elaboración de la cartografía geológica y del perfil geotécnico básico de la ladera en que se emplaza el problema (en el Apéndice nº2 se recogen los resultados de todo este conjunto de trabajos geológico-geotécnicos desarrollados). Tras ello, se ha procedido a efectuar los cálculos de estabilidad oportunos, así como a determinar el tipo de solución que se estima más adecuada con vistas a los objetivos planteados. Finalmente, y tras el planteamiento de un modelo conceptual y metodológico adaptado al problema específico aquí abordado, se ha procedido a diseñar y dimensionar las medidas correctoras que se han considerado más oportunas al respecto (los resultados de los cálculos y dimensionamientos efectuados se recogen con detalle en el Apéndice nº1). En relación con este problema aquí analizado, cabe señalar que la carretera N-340 se emplaza en una ladera, que como otras muchas a lo largo de este litoral sur mediterráneo (Málaga, Granada, Almería), presenta procesos generales de inestabilidad, que con distinta intensidad afectan a diversas zonas (según su situación en planta, cota, etc), abarcando grandes extensiones, que a veces se prolongan laderas arriba desde el pie (a nivel del mar). Por ello, no se trata de resolver el problema general de inestabilidad de la ladera en conjunto, que requeriría medios excepcionales, sino de estudiar medidas de carácter “paliativo”, referidas en concreto a la carretera actual N-340, con el objetivo específico de preservarla en la medida suficiente para que la continuación del proceso inestable actual, o futuras reactivaciones del mismo, no lleguen a inducir el corte de su servicio o afecten gravemente al tráfico. Así pues, por esos motivos, se ha planteado y diseñado una actuación local de “refuerzo” sobre la ladera, que se asocia en concreto a la defensa y protección de la carretera en esta zona, con el objetivo específico antes señalado, y que se materializa por la ejecución de una “barrera” de contención del terreno constituida por micropilotes. Pero además de esa medida básica, en la que reside esencialmente el soporte de la calzada, se considera que deben adoptarse otras medidas complementarias, ligadas con la geometría actual de la ladera comprendida entre la carretera y el mar, el drenaje superficial en el entorno y la evacuación final de las aguas canalizadas por las obras de drenaje.

2. TRABAJOS REALIZADOS Y METODOLOGÍA Los objetivos básicos principales de los trabajos geológicos desarrollados, han sido los siguientes:

Análisis de las incidencias observadas en la infraestructura del tramo estudiado. Relación con los procesos de inestabilidad.

Caracterización geológica de los materiales presentes en la zona de estudio y su entorno próximo.

Estudio del comportamiento hidrogeológico de los materiales que constituyen la ladera estudiada, y su incidencia en los procesos de inestabilidad observados.

Delimitación de los procesos de inestabilidad y representación de los mismos sobre planos y fotografía aérea. Grado de actividad de los procesos observados.

Determinación de las características de los procesos causantes de los fenómenos de inestabilidad reconocidos, sus causas y el diseño y dimensionamiento de los posibles tratamientos a realizar.

Los trabajos concretos realizados para cumplir los objetivos perseguidos, han sido los que a continuación se describen sucintamente: RECOPILACIÓN DE LA INFORMACIÓN Y TRABAJOS PREVIOS Se ha consultado la documentación cartográfica, geológica e informes previos del área de estudio, destacando: - I.G.M.E. (Instituto Geológico y Minero de España). Mapa geológico de España.

Escala 1:50.000”. Hoja Nº 1.056 (Albuñol). - Testificación de los sondeos mecánicos realizados por la empresa Geotécnica y

Control 2004, S.L. en la zona de estudio. - Informes previos realizados para los deslizamientos detectados entre los

P.K. 367+500-367+700 de la N-340 y entre los P.K. 356+100-356+500 de la N-340. - Visores de Imágenes SIGPAC y Google Earth, donde se dispone de ortofotos a

escala 1/5.000. TOPOGRAFÍA DE LA ZONA Se ha contado con el levantamiento topográfico a escala 1:1.000 de la zona objeto de estudio realizado por la empresa CAUCHIL, sobre el cual se han realizado 53 perfiles topográficos siguiendo la línea de máxima pendiente del terreno desde las cotas 75-100 m.s.n.m. hasta la costa. También se dispone de la base topográfica del visor de imágenes SIGPAC del SIGA del Ministerio de Medio Ambiente y Medio Rural y Marino.

CARTOGRAFÍA DE LAS ZONAS INESTABLES A partir de la información existente y de los reconocimientos de campo e investigaciones “in situ” llevados a cabo, se ha elaborado una cartografía de los deslizamientos observados a escala 1:1.000 de la zona de estudio, representada sobre la base topográfica disponible y sobre la fotografía aérea. De forma complementaria, se han realizado dos perfiles geológico-geotécnicos en los P.K. 369+545 y 369+600 representativos de la ladera en estudio, coincidiendo además con los puntos en los que se han llevado a cabo los sondeos mecánicos. En el reconocimiento de campo se han evaluado las unidades litológicas, considerando los siguientes aspectos: ▪ Litología, naturaleza, relaciones morfológicas entre unidades, resistencia,

disposición de la estructura de la roca, etc. ▪ Posibles zonas de aporte de agua superficial y subterránea, condiciones

hidrológicas de los materiales, disposición de la red de flujo. ▪ Puntos singulares en el área de estudio: terrenos blandos, inestables, zonas de

encharcamiento, socavaciones, rellenos antrópicos, elementos de contención, etc.

HIDROLOGÍA E HIDROGEOLOGÍA Se ha analizado el comportamiento hidrológico e hidrogeológico de los materiales que constituyen la ladera, con el fin de conocer su incidencia en los procesos de inestabilidad existentes. SONDEOS MECÁNICOS Con anterioridad, y de modo inmediato al deslizamiento producido, se llevaron a cabo dos sondeos mecánicos con recuperación de testigo continuo por parte de la empresa Geotécnica y Control 2004, S.L., de 21,60 y 24,60 m de longitud respectivamente, con el fin de estudiar la secuencia litológica de los materiales y caracterizarlos desde el punto de vista geotécnico. Se han realizado ensayos de penetración estándar cada 3 m en ambos sondeos, para completar un total de 15 ensayos (7 + 8). El registro de los mismos se puede consultar en el Apéndice nº2, así como las fotos de las cajas de testigos. Por otra parte, a partir de la información y datos recabados en el estudio geológico-geotécnico antes descrito, se ha procedido a efectuar el diseño y dimensionamiento de las actuaciones que se han estimado oportunas, según se expone con todo detalle en el Apéndice nº1, y que resumidamente han consistido en:

• A partir del perfil geológico-geotécnico de la ladera, obtenido en función de los reconocimientos geotécnicos y geológicos efectuados, se han estimado los parámetros resistentes de los materiales mediante un análisis retrospectivo, que reproduce adecuadamente la cinemática de la rotura observada.

• Una vez que se han obtenido los parámetros resistentes de los materiales, y con la geometría de la rotura, se describe la metodología empleada para estimar el incremento de seguridad que aportarán los elementos de contención a disponer.

• Finalmente, la metodología de cálculo seguida permite obtener los esfuerzos en

los elementos estructurales que constituyen la contención propuesta, comprobándose por último su capacidad resistente desde el punto de vista estructural.

3. PLANTEAMIENTO BÁSICO: ACTUACIONES PROPUESTAS Las actuaciones sobre un deslizamiento cuyo objetivo reside en incrementar la estabilidad de la masa potencialmente inestable, presentan numerosos problemas, comenzando por los eventuales condicionantes geométricos y de implantación de los tratamientos que puedan existir. En este caso concreto que aquí nos ocupa, las dificultades se derivan, por un lado, de la existencia de instalaciones de tipo invernadero, que afectan a una parte de ladera situada entre el mar y la calzada. Por otro lado, la ladera tiene una pendiente abrupta entre el mar y la carretera, con abundante vegetación y arbolado, y hay muy poco espacio disponible en planta para tratar de ejecutar un muro de pie, en una zona estable (próxima ya al mar), desde donde restituir un relleno estable adosado a la ladera, hasta la cota de la calzada. Así, en esa tesitura, cabe señalar que los coluviones y materiales inestables que recubren la ladera implicarían tener que excavar bastante para alcanzar un sustrato estable donde apoyar (cimentar) ese eventual elemento de contención al pie (excavaciones que podrían a su vez descalzar la ladera aguas arriba). Además, la acción erosiva del mar induce procesos de inestabilidad local, para cuya prevención sería también necesario colocar una escollera de protección al pie de la ladera, junto al mar. En consecuencia, ante ese conjunto de circunstancias existentes, se considera que para la resolución del problema básico (mantener la carretera en servicio en condiciones geotécnicas admisibles) se deben descartar de entrada los procedimientos basados en modificar la geometría global del talud. Y en consecuencia, a la vista de la tipología intrínseca del problema (masa de recubrimientos insuficientemente estables, de espesores globales decamétricos, sobre un sustrato estable), parece que la solución apropiada reside, en esencia, en intentar “coser” dicha masa potencialmente inestable al sustrato, más estable, adoptando sistemas similares a los que se suelen denominar como “pasadores”. Además, el pequeño espacio disponible en planta implica, teniendo en cuenta que es necesario que la carretera mantenga el servicio en la medida de lo posible (en este tramo, la actual N-340 no tiene alternativa), que el porte de la maquinaria a emplear se encuentre también limitado (máxime considerando también la potencial afección de las maniobras a la seguridad del tránsito de vehículos, así como el peso propio de las máquinas, que sobrecargan el talud). Por todo ello, se estima que el tipo de actuación que resulta factible, y más operativa dentro de sus limitaciones propias, es la de recurrir al empleo de elementos de tipo “micropilote”, con el objetivo de crear una efecto “barrera”, del lado mar de la calzada, que propicie el mantenimiento en servicio de la calzada en condiciones adecuadas de seguridad geotécnica. La maquinaria para la ejecución de dichos micropilotes se implantaría básicamente en el carril derecho, sentido Almería, y desde ahí se ejecutaría un apantallamiento constituido a base de micropilotes.

Además, los micropilotes tienen la ventaja de ser muy versátiles desde el punto de vista de la perforabilidad de los materiales a atravesar (y en esta ladera, no es descartable la existencia en el sustrato esquistoso de niveles cuarcíticos, que dificultarían enormemente la perforación de pilotes normales, con los diámetros que se requeriría emplear si la solución fuera crear una pantalla a base de ellos). Por otra parte, a la vista de cómo se generan (o mejor dicho, se reactivan) los procesos de inestabilidad en esta ladera (como se ha dicho, muy similar a otras, tan numerosas y frecuentes, presentes a lo largo de este litoral recorrido por la N340), cuyas causas se centran en los efectos de las lluvias (anuales y plurianuales), que inducen tanto infiltraciones como una intensa acción erosiva superficial, se considera que la barrera de micropilotes debe ir acompañada con otras medidas complementarias, tales como las que a continuación se indican:

- Disposición de una cuneta amplia al pie del talud interior de la calzada (lado montaña), que permita recoger las aguas de escorrentía procedentes de la ladera arriba, y canalizarlas adecuadamente, evitando que discurran sobre la calzada y finalmente sobre la superficie de la ladera objeto de tratamiento.

- Para evitar, en la medida de lo posible, que arrastres y caídas de piedras de las

zonas de la ladera próximas a la cabeza del desmonte del lado montaña puedan contribuir a aterrar esa cuneta, parece recomendable disponer algunos paños de malla metálica de alambre de triple torsión, en las áreas donde se observen condiciones más propicias a esos efectos.

- Comoquiera que se han producido en la actualidad importantes arrastres y

profundos acarcavamientos en la superficie del talud que va de la calzada al mar (de hecho, en la actualidad parte del carril derecho sentido Almería se encuentra descalzado, con el firme en voladizo), se considera que se debe restituir en cierta medida la geometría de ese talud, colocando un tacón de escollera en la parte inferior (hacia el camino de acceso al invernadero, a la altura del muro existente) desde el que arrancar un relleno que permita disponer de un cierto resguardo en planta de la calzada a nivel del firme (con toda probabilidad, a la vista de la topografía actual de la ladera, deberá colocarse otro tacón o berma intermedia de escollera a media altura).

- Como parte de esa regeneración de la superficie de la ladera comprendida entre

la calzada y el mar, debe contemplarse la restitución de las bajantes de las obras de drenaje transversal, revistiéndolas con escollera, y disponiendo pequeños “diques” (u otras obras relativamente análogas, con finalidad de disipación energética) intermedios de escollera para frenar la velocidad de las corrientes descendentes de agua.

Finalmente, como también la erosión que el mar induce en el pie de la ladera (junto a la playa), origina descalces locales, sobre todo en época de temporales fuertes, sería recomendable, si resultase factible, el disponer una protección del citado pie mediante una escollera.

4. METODOLOGÍA Y MODELO PARA EL DISEÑO Y DIMENSIONAMIENTO DE LA PANTALLA DE CONTENCIÓN DEL TERRENO Si bien este procedimiento de actuación en la resolución del déficit de estabilidad de taludes y laderas, basado en la disposición de barreras o apnatallamientos constituidos mediante elementos de tipo “pasador”, puede considerarse como algo clásico, en este caso se presenta cierta singularidad, que se deriva de que el área donde deben implantarse está predeterminada, como se acaba de ver, y además se localiza en la zona superior de la masa potencialmente inestable, junto a la calzada a proteger (en su borde lado mar). Por ello, aunque es una situación deseable desde el punto de vista de la protección que se pretende ejercer sobre la carretera, que es en esencia el objetivo final de las actuaciones para que se mantenga en servicio en condiciones adecuadas de estabilidad local (es decir, aceptablemente “defendida” frente a los procesos de inestabilidad que se vienen manifestando), también supone al mismo tiempo una dificultad añadida, pues no resultan aplicables los procedimientos de cálculo que se utilizan habitualmente en problemas de esta índole, en los que en general se emplean modelos de análisis de la estabilidad de tipo equilibrio límite de la masa deslizante. Si se procediese de la forma habitual, simulando el efecto estabilizador de los pasadores (pantalla) introduciendo unas fuerzas horizontales donde se sitúan estos, y aplicando un método de equilibrio límite (clásico de fajas o rebanadas), en la etapa de cálculo en la que se deben determinar las fuerzas horizontales estabilizadoras (y por ende, la contribución necesaria de la pantalla) se observa que con dicho modelo se generan tracciones (entre rebanadas) en el terreno anejo a los pasadores (recuérdese que en este caso particular dichos pasadores se colocan en la zona de cabeza de la masa deslizante). Efecto que, por otra parte, parece lógico, pues la zona inferior del relleno-coluvión-suelo residual es la que tendería a descolgarse hacia abajo. Por ello, en definitiva, se estima que ese tipo de método presenta incertidumbres básicas, debido en este caso concreto a la geometría del problema. Y en consecuencia, teniendo en cuenta la forma de trabajo de la pantalla aquí diseñada, prevista para soportar la cuña de terreno por encima, que a su vez sostiene la calzada de la carretera, se ha pensado que la mejor opción era recurrir a un método tensodeformacional (resuelto numéricamente) en el que se introdujese de forma directa la interacción del terreno con la pantalla (micropilotes), y que de dicha interacción se puedan deducir tanto los esfuerzos sobre éstos, como las reacciones del terreno. Desde esa última perspectiva, cabe destacar el detalle de que se han introducido unos elementos interfase entre la pantalla y el terreno, para que se puedan separar entre ellos, evitando así que se generen tracciones irreales. Así, en primer lugar, y aunque conceptualmente son diferentes los coeficientes de seguridad que se manejan en un método de equilibrio límite y en un método tensodeformacional, numérico, se ha constatado que en este caso, por la propia cinemática del proceso, la geometría de la rotura y el coeficiente de seguridad deducidos de ambos procedimientos son efectivamente muy semejantes.

A partir de ahí, empleando unos valores de los parámetros del terreno ligeramente superiores a los deducidos de los análisis retrospectivos clásicos (para que el modelo numérico sea estable al comienzo), se efectúan nuevos cálculos numéricos con la pantalla de micropilotes ya instalada, y minorándose progresivamente los valores de aquellos. Cuando se alcanza una situación “inestable” en el modelo numérico de cálculo, se considera, como es práctica habitual, que se ha alcanzado la rotura (deslizamiento). Y se comprueba que es la masa de coluvial y sustrato alterado inferior (por debajo de la pantalla) la que se mueve (su coeficiente de seguridad, así como la cinemática, son similares a los obtenidos en los cálculos numéricos sin pantalla). En esa etapa, el cálculo numérico permite determinar tanto los esfuerzos que soportan los micropilotes (momento flector, cortante y axiles), como la fuerzas que se desarrollan en la interacción con el terreno. Si el efecto de la pantalla y del terreno que hay por delante de ella (lado mar), lo sustituimos por las fuerzas/empujes horizontales que se generan en la citada interacción (suma de la contribución de la propia pantalla y de las tierras inferiores), es posible volver a analizar la estabilidad de las tierras que soportan la calzada de la carretera por un método clásico de equilibrio límite. Y así se ha determinado en nuevo coeficiente de seguridad afecto a la carretera, que se compara con el inicial, antes de colocar la pantalla, comprobándose el grado de mejora. Una vez que el aumento de dicho coeficiente sea razonable, cabe dar por válido el efecto de la pantalla, y queda comprobar su capacidad desde el punto de vista estructural. Cuestión que en el procedimiento aquí seguido se hace fácilmente, y con menos simplificaciones e hipótesis que en el modo habitual, pues los esfuerzos, como se dijo, se deducen de la propia interacción modelizada numéricamente. Por último, solo resta comprobar que los micropilotes adoptados son capaces de resistir esos esfuerzos (flectores, cortantes y axiles) con los coeficientes de mayoración y minoración oportunos, así como que las longitudes de los mismos embebidas en el sustrato menos alterado de esquistos es suficiente desde el punto de vista geomecánico (en función de la adherencia por el fuste adoptada para el cálculo). Finalmente, se ha estimado de interés en este caso en estudio efectuar otra comprobación especial, que complementa el dimensionamiento seguido para la “situación de servicio de la pantalla”, y cuyo objetivo es evaluar si hay un margen razonable para que la pantalla pueda hacer frente a un hipotético descuelgue del terreno delantero, lado mar (cuya probabilidad es pequeña, pero no nula). Lo que en definitiva equivale a una “situación excepcional de proyecto”, en la que se pretende determinar cuando se alcanza el estado límite último de la pantalla. Con ese fin específico, se han efectuado unos cálculos complementarios, determinando a qué hipotético descenso le corresponde el agotamiento mecánico de los micropilotes (condición de rotura o estado límite último). Para ello, como procedimiento aproximado, y partiendo de la situación de pantalla ejecutada, se ha modificado la geometría del material

relleno-coluvial en su parte delantera (lado mar), más cercana a la pantalla, rebajándola 2, 4 y 6 metros, sucesivamente, para simular ese movimiento de descenso de la masa de terreno (coluvial y sustrato alterado) inferior. En cada uno de esos cálculos, se deduce la correspondiente distribución de momentos flectores obtenidos en los micropilotes verticales de la pantalla (que el es esfuerzo que produce el agotamiento estructural de la misma), y así se estima la magnitud del descenso que induciría el colapso, evaluando si el margen residual de seguridad existente al respecto es razonablemente conservador.

5. PERFIL GEOTÉCNICO Y CÁLCULOS JUSTIFICATIVOS EFECTUADOS 5.1. Perfil geotécnico tipo y cálculos preliminares de estabilidad El perfil más representativo de la ladera estudiada, correspondiente a la zona central del deslizamiento, es el recogido en la Figura 1, donde se observa que se ha detectado la disposición de un material tipo coluvial, suprayacente sobre un sustrato rocoso, que a su vez se encuentra alterado (grado de meteorización IV-V) bajo el contacto con el coluvial, en un espesor variable entre 5 m arriba, y 2 m en la parte inferior. También hay presentes, aunque en escasa medida, rellenos antrópicos, tanto de la carretera como del invernadero existente en el pie del talud.

Figura 1. Perfil global de la ladera en el P.K. 369+550

En la Figura 1 también se han reflejado los golpeos SPT del sondeo realizado en ese perfil. Aparte de los rellenos correspondientes al terraplén de la carretera propiamente dicho, se ha detectado una capa de coluvión, que añadida a los rellenos supone espesores de unos 6 metros. Bajo los coluviones, se presenta el sustrato rocoso, en una primera franja muy alterado (IV-V), con un espesor de unos 6 metros (y a continuación, el sustrato ya más sano, II-II). A partir de la geometría de la ladera, se han realizado diferentes cálculos de estabilidad mediante el método tensodeformacional, para poder estimar los parámetros resistentes de los materiales (se ha empleado para este modelo el código

Plaxis, que utiliza la técnica de los elementos finitos, y está especialmente diseñado para la resolución de problemas geotécnicos y estructurales). Partiendo de la geometría de la ladera, se ha elaborado el modelo de la Figura 2, donde se puede la discretización de las distintas unidades geotécnicas consideradas: relleno, coluvial, sustrato alterado (IV-V) y sustrato rocoso (II-III).

Figura 2. Modelo tensodeformacional empleado en el estudio del deslizamiento

Para poder aplicar en problemas de inestabilidades reales el método tensodeformacional se deben considerar inicialmente unos parámetros resistentes ligeramente superiores a los que realmente tiene el suelo, ya que si esto no fuese así, el modelo sería inestable de partida. Así, considerando un coeficiente de mayoración “virtual” de las propiedades resistentes de 1,2, se han introducido en el modelo los siguientes valores:

Relleno Coluvial Sustrato alterado (IV-V)

Peso específico 20 20,5 21 Cohesión (kN/m2) 6 14,4 17 Ángulo rozamiento (º) 35 33,6 33,6 Módulo de deformación (kN/m2)

30.000 30.000 75.000

El coeficiente de seguridad obtenido para la superficie crítica ha sido 1,21. Y por tanto, el coeficiente de seguridad real del talud se deduce dividiendo el obtenido mediante el algoritmo de cálculo por el coeficiente de mayoración. Es decir, que el coeficiente de seguridad sería FS = 1,21/1,2 = 1,01 (que por tanto reproduce bien la condición de rotura).

En consecuencia, los parámetros resistentes reales de los materiales serían los incluidos en la siguiente tabla:

Relleno Coluvial Sustrato alterado (IV-V) Peso específico 20 20,5 21 Cohesión (kN/m2) 6/1,2 = 5 14,4/1,2 = 12 14/1,2 = 14,2 Ángulo rozamiento (º)

arctg(tan35/1,2)=30 arctg(tan33,6/1,2)=29 arctg(tan33,6/1,2)=29

La cinemática de la rotura obtenida con estos parámetros es la que se indica en la Figura 3, que como se aprecia reproduce adecuadamente las observaciones efectuadas en la realidad.

Figura 3. Cinemática de la superficie crítica (método tensodeformacional)

Si se efectúa un cálculo mediante el método de equilibrio límite, el coeficiente de seguridad obtenido es 1,03 (Figura 4) y la cinemática de la misma es muy similar a la obtenida con el método tensodeformacional.

Figura 4. Cinemática de la superficie crítica (método de equilibrio límite)

5.2. Cálculos tensodeformacionales: diseño de la pantalla Una vez que se ha reproducido la geometría del deslizamiento producido, y se han estimado, mediante un análisis retrospectivo, los parámetros resistentes de los materiales afectados, se debe estimar el incremento de seguridad que aportan los elementos de contención que se pretenden disponer. Para ello, como se dijo, se realizan cálculos tensodeformacionales, que permiten la introducción directa de los elementos estructurales de contención, y reproducen adecuadamente el comportamiento de plastificación del terreno sin permitir la existencia de tracciones. Dicha pantalla de contención (una vez efectuados distintos tanteos preliminares) se ha determinado finalmente que estará constituida del siguiente modo:

• Dos alineaciones paralelas de micropilotes verticales, de tubería de acero TM80, con límite elástico superior a 5.600 kp/cm2. El diámetro exterior de la tubería es de 139,7 mm y el espesor es de 9 mm (se denomina tubería 139,7x9).

• La separación entre ejes de micropilotes verticales de cada alineación es de

1,1 m en dirección longitudinal a la viga de atado, y de 0,8 m perpendicularmente al movimiento del deslizamiento. El diámetro de perforación es de 225 mm.

• Una alineación de micropilotes inclinados 20º con la vertical, separados 2,2 m entre ejes y con tubería de acero TM80, de diámetro exterior de 88,9 mm y 8 mm de espesor (denominada 88,9x8). El diámetro de perforación es de 160 mm.

Una vez efectuados los cálculos correspondientes, se obtiene que el factor de seguridad, como es lógico, presenta un valor muy similar al anterior (FS = 1,22/1,2 = 1,02) ya que la presencia de la contención no consigue estabilizar el coluvial que existe a cotas inferiores, entre la pantalla y el mar. La cinemática de la rotura, teniendo en cuenta la presencia de la pantalla de contención, se muestra en la Figura 5 (y en la Figura 6 se muestran las zonas plastificadas).

Figura 5. Cinemática de la rotura (con la pantalla de contención)

Figura 6. Puntos de plastificación en la ladera (con elementos de contención)

A partir de los resultados obtenidos en los cálculos anteriores, se han deducido los esfuerzos que se generan en los elementos de contención, cuando teóricamente se produce el deslizamiento del terreno situado entre la pantalla y el mar. En las figuras 7, 8 y 9 se representan las leyes obtenidas de esfuerzos flectores, cortantes y axiles de los micropilotes verticales.

Figura 7. Distribución de momentos flectores. Mmax = 37,76 kNm/m

Figura 8. Distribución de esfuerzos cortantes. Qmax = 41,57 kN/m

Figura 9. Distribución de axiles en la pantalla. Nmax = 398,69 kN/m

El comportamiento de los micropilotes inclinados se ha supuesto análogo al de un anclaje, por lo que únicamente se le ha dotado de resistencia axial, obteniéndose un axil máximo de 180,2 kN/m. Es importante indicar expresamente que, como el cálculo se ha realizado para una sección de 1 m de espesor, los esfuerzos resultantes están expresados por metro de sección (en el apartado 6, donde se realizará la comprobación estructural de los elementos de la contención, se deberá tener presente la separación física real entre ejes de micropilotes). 5.3. Simulación del efecto de un hipotético descenso del coluvial junto a la pantalla Una vez obtenidos los esfuerzos que actúan en la pantalla tras la hipotética inestabilización del material coluvial existente entre ésta y el mar, se ha pretendido estudiar el efecto que produciría en la misma un supuesto descenso de la cota superior del material coluvial, derivado de un movimiento añadido asociado a su inestabilidad, implicando el despegue total de dicho material respecto al trasdós de la pantalla. Es decir que, en esencia, se originase un “descalce” de la pantalla de micropilotes, y en definitiva que aumentase la luz “libre” de trabajo de la misma. Como procedimiento aproximado, y partiendo como situación inicial de la existencia de la pantalla, se ha modificado la geometría del coluvial en su parte más cercana a la misma, rebajándole 2, 4 y 6 m respectivamente, para simular el movimiento de descenso y despegue de dicha masa de terreno inferior. Esta comprobación es una condición añadida al criterio de dimensionamiento antes seguido (condición de estado en servicio), y su objetivo es evaluar si hay un margen razonable (en condiciones límites de rotura) para que la pantalla pueda hacer frente a un hipotético descuelgue del terreno delantero (suceso poco probable, pero no descartable).

En las Figuras 10 a 12 se incluyen las deformadas obtenidas tras la disminución de los parámetros resistentes del terreno (procedimiento iterativo de obtención del factor de seguridad FS) y en las Figuras 13 a 15 se incluyen la distribución de momentos flectores obtenidos en los micropilotes verticales de la pantalla (que el es esfuerzo que produce el agotamiento estructural de la misma).

Figura 10. Deformada de la ladera al rebajar 2 m el coluvial

Figura 11. Deformada de la ladera al rebajar 4 m el coluvial

Figura 12. Deformada de la ladera al rebajar6 m el coluvial

Figura 13. Ley de momentos flectores al rebajar 2 m el coluvial. Mmax = 39,41 kN/m

Figura 14. Ley de momentos flectores al rebajar 4 m el coluvial. Mmax = 44,27 kN/m

Figura 15. Ley de momentos flectores al rebajar 6m el coluvial. Mmax = 48,81 kN/m

A partir de los momentos flectores obtenidos en las diferentes hipótesis de rebajamiento de la cota de la masa coluvial delantera, se puede obtener el coeficiente de seguridad estructural que posee el micropilote. Como se justifica en el Apéndice nº1, considerando un rebajamiento del nivel del coluvial de 2 metros, se obtiene un coeficiente de seguridad estructural del micropilote de FS = 1,32. Y análogamente, para rebajamientos de 4 y 6 metros se obtienen unos factores de seguridad de 1,19 y 1,07 respectivamente. Así pues, en función de estos resultados se puede concluir que una reducción de la cota de la masa del coluvial delantero de unos 6 metros sería la que introduciría ya unos esfuerzos flectores en la pantalla muy próximos a su plastificación (estado límite de rotura). Y por tanto, sería ese el margen de maniobra que existiría, ligado a un evento de ese tipo, respecto al colapso de la pantalla (margen que cabe estimar razonable, máxime teniendo en cuenta que se trataría de una situación excepcional). 5.4. Evaluación del efecto de la pantalla sobre la seguridad frente al deslizamiento Tal y como se ha indicado anteriormente, para poder obtener el coeficiente de seguridad al deslizamiento de la masa de coluvial y sustrato alterado contenidos por la pantalla, se realiza un cálculo en equilibrio límite, teniendo presente únicamente esa masa, e introduciendo el efecto de la pantalla de micropilotes y del resto infrayacente de la masa coluvial mediante una fuerza horizontal. Así, de las leyes de esfuerzos cortantes obtenidos en la hipótesis de contención sin rebajamiento de la cota de la masa coluvial (situación de proyecto de la contención diseñada) se deduce una fuerza teórica de estabilización aportada por la pantalla de 98 kN/m. En esta misma hipótesis, el empuje que ejerce el volumen de suelo coluvial movilizadofo en la zona inferior (inestable) sobre la parte superior (estable), es aproximadamente 67 kN/m.

Aplicando, por tanto, una fuerza conjunta de 98 + 67 = 165 kN/m en la cuña de material coluvional superior, retenido por la pantalla, se obtiene un coeficiente de seguridad FS = 1,206 (Figura 16). Que comparado con el inicial (en el estado actual de la carretera, sin pantalla, FS = 1,029), supondría un incremento de seguridad de ΔFS=0,177 (en relación, en definitiva, al mantenimiento de la carretera en servicio).

Figura 16. Cálculo de estabilidad del P.K. 369+800. FS = 1,206

A este respecto, cabe indicar que, como es bien sabido, cuando se trata de efectuar medidas de reparación (estabilización) de taludes, una vez que se ha producido el problema, y se han realizado los análisis retrospectivos correspondientes, los incrementos del coeficiente de seguridad que se adoptan suelen ser del orden de décimas (0,1 a 0,2 es un rango habitual). Y por tanto, en este caso aquí estudiado, cabe dar por suficiente el nuevo grado de seguridad alcanzado, teniendo en cuenta los objetivos específicos perseguidos y el conjunto de condicionantes globales presentes.

6. PANTALLA DE CONTENCIÓN PROPUESTA: DEFINICIÓN Y COMPROBACIÓN ESTRUCTURAL La pantalla de contención propuesta, tal y como se ha indicado en el apartado anterior, consta de unas parejas de micropilotes verticales de 19 m de longitud aproximada. La separación entre los ejes de micropilotes es de 0,8 m en dirección paralela al deslizamiento, y de 1,1 m longitudinalmente a la viga de atado superior (Figuras 17 y 18).

Apro

x. 1

1 m

Contacto con sustrato rocoso

7 m

8 m

Tubería 88,9x8 (TM80)Sep. 2,2 mD. perforación = 160 mm

20°

0,8


Figura 17. Alzado de la pantalla de contención propuesta


2,2 m

1,1 m

80 c

m


Figura 18. Planta de la pantalla de contención propuesta

La tubería de los micropilotes verticales es la denominada 139,7x9 mm, de acero TM80, de límite elástico superior a 5.600 kp/cm2. El diámetro de perforación de los micropilotes verticales es de 225 mm. En el caso de los micropilotes inclinados, la separación entre ejes es de 2,2 m (1 micropilote inclinado cada 2 parejas de micropilotes verticales). La tubería es de dimensiones 88,9x8 mm, de acero TM80, y se deberá empotrar 7 m en el sustrato rocoso sano. El diámetro de perforación será de 160 mm. Para la comprobación estructural de los micropilotes verticales, los esfuerzos máximos se han tomado del modelo de cálculo que supone el deslizamiento de volumen situado entre la contención y el mar (sin ningún rebajamiento de la cota del coluvial delantero; es decir, en la situación actual de proyecto). El esfuerzo flector máximo es de 37,76 kNm/m que corresponde a 37,76 x 1,1 = 41,5 kNm/micropilote. Y como el momento flector que agota el micropilote (considerando únicamente la armadura del mismo y despreciando la colaboración de la lechada) es Múltimo = 57,6 kNm/micropilote, se obtiene un coeficiente de seguridad estructural del micropilote de FS = 57,6/41,5 = 1,38 (que se considera suficiente, al tratarse de la corrección de una inestabilidad del terreno ya producida). Por lo que respecta a la comprobación estructural de los micropilotes inclinados, cabe señalar que únicamente se les ha considerado un comportamiento tipo anclaje, ya que la gran separación que existe entre ellos (2,2 m) impediría un trabajo tipo “pantalla”. El axil máximo al que se ven sometidos es 180 kN/m = 180 x 2,2 = 396 kN/micropilote. Como el área de la tubería es 20,32 cm2, la tensión de trabajo máxima del micropilote es 396x10-3/20,32x10-4 = 194 MPa (notablemente inferior a 5600 kp/cm2). Para la comprobación de las longitudes de anclaje de los micropilotes verticales (empotramiento en el sustrato firme), se parte de que el esfuerzo máximo de compresión es 437,8 kN/micropilote. Considerando una adherencia límite por fuste de 3 kp/cm2 en las pizarras y esquistos que forman el sustrato rocoso (III-II), y al ser una contención de tipo permanente, el valor admisible sería 3/1,65=1,81 kp/cm2. La longitud de anclaje necesaria, con un diámetro de perforación de 225 mm y un coeficiente de mayoración de acciones de 1,5 sería de 5,2 metros (la longitud adoptada es de 8 m, para asegurar que se alcanza ese empotramiento eficaz, teniendo en cuenta la pendiente del techo rocoso). En el caso de micropilotes inclinados, que trabajan como anclajes propiamente dichos, el esfuerzo máximo de tracción es 396 kN/micropilote. Considerando la misma adherencia lateral admisible (1,81 kp/cm2), con un diámetro de perforación de 160 mm, la longitud de anclaje necesaria sería de 6,53 m (la longitud adoptada es de 7 m). Por último, cabe hacer referencia a la propuesta de longitud de la calzada en la que se considera debe disponerse esta medida de estabilización constituida a base de micropilotes.

Ante lo cual, se estima oportuno indicar que en la actualidad la zona más afectada por grietas en la calzada abarcaría del p.k. 369+500 al p.k. 369+600, aproximadamente. No obstante, parece recomendable ampliarla por ambos extremos, en sentido longitudinal a la traza, con objeto de evitar que la inestabilidad pueda progresar lateralmente. Y por ello, estimamos que del lado Granada la pantalla debe llegar hasta el entorno del p.k. 369+490 (con un ligero sobremargen de unos 10 metros), y del lado Almería, debe extenderse hasta aproximadamente el p.k. 369+620, con objeto de que quede también protegida la franja entorno al mayor acarcavamiento producido. De esa forma, con esa pantalla de unos 130 metros de longitud, quedaría comprendida, prácticamente, la traza completa de la calzada que el deslizamiento general producido ha afectado.

7. RESUMEN Y CONCLUSIONES: PROPUESTA DE ACTUACIONES A la vista del conjunto de información y datos analizados, con los resultados expuestos en los apartados anteriores correspondientes, cabe efectuar las siguientes consideraciones finales, a modo de resumen y conclusiones:

• La tipología intrínseca del problema producido consiste en una masa de recubrimientos, de espesores globales decamétricos, constituidos por los rellenos propios de la carretera, un coluvión, y la franja más alterada del sustrato pizarreño (IV-V), que yace de forma insuficientemente estable sobre el sustrato más sano (III-II).

• Esa situación potencial, es afectada de modo fundamental por las lluvias, sobre

todo en procesos intensos y continuados, desencadenándose inestabilidades típicas, como la aquí producida. Además, los procesos se agravan como resultado de las fuertes erosiones provocadas por las escorrentías superficiales incontroladas.

• Ante el conjunto de circunstancias y condicionantes existentes (falta de espacio,

etc), se ha considerado que para la resolución del problema básico (mantener el servicio de la carretera en condiciones geotécnicas admisibles) se deben descartar de entrada los procedimientos basados en modificar la geometría global del talud. Y en consecuencia, la solución apropiada reside, en esencia, en “coser” la masa potencialmente inestable al sustrato, más estable, adoptando sistemas del tipo que se suele denominar como “pasadores”.

• La escasa disponibilidad de superficie de trabajo implica, teniendo en cuenta que

es necesario que la carretera mantenga el servicio en la medida de lo posible, el recurrir al empleo de elementos de tipo “micropilote”, con el objetivo de crear una efecto “barrera”, del lado mar de la calzada.

• Con ese objetivo específico, por tanto, se ha diseñado una pantalla de

micropilotes, cuya definición se ha recogido con detalle en apartados anteriores, implantada en la franja de la línea blanca del carril sentido Almería, en la que reside básicamente la contención del terreno que soporta de modo más directo la carretera, y la garantía para el servicio de la calzada en condiciones adecuadas de seguridad geotécnica

• Por otra parte, a la vista de cómo se generan estos típicos procesos de

inestabilidad, cuyas causas se centran en los efectos de las lluvias (anuales y plurianuales), se considera que la pantalla de micropilotes debe ir acompañada con otras medidas complementarias para garantizar que se mantiene las condiciones de trabajo supuestas como hipótesis de cálculo, que son las que a continuación se citan:

- Ejecución de una cuneta amplia al pie del talud interior de la calzada

(lado montaña), que permita recoger las aguas de escorrentía procedentes de la ladera arriba, y canalizarlas adecuadamente.

- Disponer algunos paños de malla metálica de alambre de triple torsión, en las áreas rocosas de la ladera del lado izquierdo de la calzada (sobre el muro de hormigón actual) donde se observen condiciones más propicias de generar desprendimientos y caídas de piedras.

- Regeneración de la superficie de la ladera comprendida entre la calzada y

el mar, colocando un tacón de escollera en la parte inferior, desde donde arrancar un relleno que permita disponer de un cierto resguardo en planta de la calzada a nivel del firme (con toda probabilidad, también deberá colocarse otro tacón o berma intermedia de escollera a media altura).

- Restitución de las bajantes de las obras de drenaje transversal,

revistiéndolas con escollera, y disponiendo pequeñas obras de escollera intermedias de frenado y recepción de arrastres.

- Finalmente, también sería recomendable, si resulta factible, disponer una

protección del pie de la ladera junto a mar, mediante una escollera.

15 Enero 2010

Luis M Sopeña Mañas

Prof. Dr. Ingeniero de Caminos

APÉNDICE Nº1

CÁLCULOS JUSTIFICATIVOS PANTALLA DE ESTABILIZACIÓN DEL DESLIZAMIENTO

N-340a P.KK. 369+500 a 369+700

ÍNDICE

1. INTRODUCCIÓN .................................................................................................................. 4 2. DESCRIPCIÓN DEL DESLIZAMIENTO ............................................................................... 5

2.1. Perfil geológico ............................................................................................................. 5 2.2. Obtención de los parámetros resistentes del terreno (Back-análisis) ........................... 5

3. ESTUDIO DE ESTABILIDAD CON ELEMENTOS DE CONTENCIÓN .............................. 10

3.1. Introducción................................................................................................................ 10 3.2. Reproducción de la cinemática de rotura CON elementos de contención.................. 10 3.3. Leyes de esfuerzos obtenidas en los elementos de contención................................. 13 3.4. Simulación aproximada del efecto del descenso del coluvial en la pantalla ............... 15 3.5. Incremento de seguridad debido a la existencia de la pantalla .................................. 19

4. DISEÑO DEL ELEMENTO DE CONTENCIÓN................................................................... 21

4.1. Descripción geométrica del elemento de contención ................................................. 21 4.2. Comprobación estructural de los micropilotes verticales ............................................ 22 4.3. Comprobación estructural de los micropilotes inclinados ........................................... 23 4.4. Obtención de las longitudes de anclaje de los micropilotes........................................ 23

3

1. INTRODUCCIÓN En el presente Apéndice se incluyen los cálculos relativos al análisis de la inestabilidad producida en el P.K. 369+800 de la carretera N-340a, así como el planteamiento y dimensionamiento de las medidas de estabilización consideradas oportunas. En el apartado 2 se describe el perfil de la ladera considerado, obtenido en función de los reconocimientos geotécnicos y geológicos efectuados (Apéndice nº2), con los distintos materiales involucrados en el deslizamiento. La estimación de los parámetros resistentes de estos materiales se realiza mediante un análisis retrospectivo, que reproduce adecuadamente la cinemática de la rotura observada. Una vez que se han obtenido los parámetros resistentes de los materiales, y con la geometría de la rotura, se plantea en el apartado 3 la metodología que se emplea para estimar el incremento de seguridad que aportarán los elementos de contención a disponer. La aplicación de esta metodología de cálculo permite, así, obtener los esfuerzos en los elementos estructurales que constituyen la contención propuesta, comprobándose por último su capacidad resistente en el apartado 4.

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2. DESCRIPCIÓN DEL DESLIZAMIENTO

2.1. Perfil geológico El perfil de la ladera existente en el P.K. 369+800 de la N-340a se incluye en la Figura 1, donde se observa como se ha considerado un material tipo coluvial suprayacente sobre un sustrato rocoso que se encuentra alterado (grado de meteorización IV-V) bajo el contacto con el coluvial, en un espesor variable entre 5 m arriba, y 2 m en la parte inferior. También se encuentran presentes, aunque en menor medida, rellenos antrópicos, tanto de la carretera como del invernadero existente en el pie del talud.

Figura 1. Perfil global de la ladera en el P.K. 369+800 de la N-340a En la Figura 1 también se han reflejado los golpeos SPT del sondeo realizado en el perfil.

2.2. Obtención de los parámetros resistentes del terreno (Back-análisis) A partir de la geometría de la ladera, se han realizado diferentes cálculos de estabilidad mediante el método tensodeformacional, para poder estimar los parámetros resistentes de los materiales.

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El programa de cálculo numérico empleado para este modelo ha sido el Plaxis v.8.6 (Delft, Países Bajos) que utiliza la técnica de los elementos finitos, y está especialmente diseñado para la resolución de problemas geotécnicos y estructurales. Partiendo de la geometría de la ladera (ver Figura 1) se ha realizado el modelo de la Figura 2, donde se pueden ver los suelos considerados: relleno, coluvial, sustrato alterado (IV-V) y sustrato rocoso (II-III).

Figura 2. Modelo tensodeformacional empleado en el estudio del deslizamiento A diferencia de los programas de cálculo de estabilidad mediante equilibrio límite, que tantean numerosas superficies de rotura y muestran la que presenta el coeficiente de estabilidad menor, los programas de cálculo tensodeformacional aplican un algoritmo iterativo de reducción de propiedades resistentes únicamente a los materiales tipo suelo. La idea básica del método de cálculo es que, partiendo de una fase anterior del mismo, en la que se ha obtenido el campo tensional del modelo, se procede a disminuir los parámetros resistentes del terreno de la forma:

ccálculo = cterreno/FS y tan φcálculo = tan φterreno/FS Adoptando inicialmente un valor de FS = 1 (es decir, de los valores introducidos como propiedad de la resistencia del terreno) se comprueba que el modelo es estable ya, que era la situación de partida. En un siguiente paso de cálculo se aumenta ligeramente el valor de FS (FS= 1,01 por ejemplo), por lo que se disminuyen los parámetros resistentes de los terrenos mediante las fórmulas anteriores, debiéndose comprobar que el modelo no es inestable.

6

Así, se aumenta progresivamente el valor de FS (es decir, se disminuye progresivamente el valor de los parámetros resistentes de los terrenos) hasta que el modelo es inestable (lo que se comprueba cuando los movimientos detectados en diferentes partes del modelo son muy elevados), momento en el cual se detiene el algoritmo iterativo, siendo el valor obtenido el coeficiente por el que hay minorar las propiedades resistentes de los materiales para que se produzca la rotura alcanzada en el modelo. Analizando el campo de desplazamientos obtenidos en esta última fase de cálculo, se puede ver la cinemática de rotura resultante. Una gran diferencia entre los dos métodos de cálculo (tensodeformacional y de equilibrio límite) es el que en el primero no hay que introducir una superficie de deslizamiento, sino que es el propio método el que la obtiene. Esta característica del método tensodeformacional resulta, en muchos casos, muy ventajosa ya que puede mostrar cinemáticas de rotura no tanteadas mediante un cálculo de equilibrio límite. Sin embargo, en otros casos obliga a realizar un proceso más laborioso para obtener el coeficiente de seguridad al deslizamiento en superficies que no sean la crítica, aspecto este trivial en los cálculos mediante el método de equilibrio límite. Para poder aplicar en problemas de inestabilidades reales el método tensodeformacional se deben considerar unos parámetros resistentes ligeramente superiores a los que realmente tiene el suelo, ya que si esto no fuese así, el modelo sería inestable de partida. Así, considerando un coeficiente de mayoración “virtual” de las propiedades resistentes de 1,2, se han introducido en el modelo los siguientes valores:


Peso específico 20 20,5 21 Cohesión (kN/m2) 6 14,4 17

Ángulo rozamiento (º) 35 33,6 33,6 Módulo de deformación (kN/m2) 30.000 30.000 75.000

Tras aplicar una fase inicial de generación de las tensiones iniciales en el terreno, se ha calculado el factor de seguridad existente en la ladera, aplicando el procedimiento anteriormente indicado. El coeficiente de seguridad obtenido para la superficie crítica ha sido 1,21, pero éste no es el factor de seguridad real de los materiales, ya que sus propiedades resistentes estaban mayoradas (coef. mayor. de 1,2). El coeficiente de seguridad real del talud se obtiene dividiendo el obtenido mediante el algoritmo de cálculo entre el coeficiente de mayoración, siendo éste FS = 1,21/1,2 = 1,01, que por ser próximo a la unidad se ha producido la rotura. Así pues, los parámetros resistentes reales de los materiales son los incluidos en la siguiente tabla:

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Peso específico 20 20,5 21 Cohesión (kN/m2) 6/1,2 = 5 14,4/1,2 = 12 14/1,2 = 14,2

Ángulo rozamiento (º) arctg(tan35/1,2)=30 arctg(tan33,6/1,2)=29 arctg(tan33,6/1,2)=29 La cinemática de la rotura obtenida con estos parámetros es la que se indica en la Figura 3, reproduciéndose adecuadamente la rotura observada en la realidad.

Figura 3. Cinemática de la superficie crítica de estabilidad obtenida mediante el método tensodeformacional

En la Figura 4 se muestra la deformada magnificada de la rotura, pudiéndose apreciar como la rotura afecta tanto al coluvial como al sustrato alterado (IV-V). En el caso de realizar un cálculo mediante el método de equilibrio límite, e introduciendo los parámetros resistentes reales (sin mayorar) de los diferentes terrenos, el factor de seguridad obtenido es 1,03 (ver Figura 5) y la cinemática de la rotura es muy similar a la obtenida con el método tensodeformacional (ver Figura 3).

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Figura 4. Deformada magnificada de la rotura

Figura 5. Cinemática de la superficie crítica de estabilidad obtenida mediante el método del equilibrio límite

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3. ESTUDIO DE ESTABILIDAD CON ELEMENTOS DE CONTENCIÓN

3.1. Introducción Una vez que se ha reproducido la geometría del deslizamiento producido, y se han estimado, mediante un análisis retrospectivo, los parámetros resistentes de los materiales afectados por el mismo, se debe estimar el incremento de seguridad que aportan los elementos de contención que se pretenden disponer. Habitualmente, el procedimiento para realizar esta estimación consiste en simular el efecto de los elementos de contención mediante una fuerza horizontal situada en la misma vertical en la que se sitúan dichos elementos estabilizadores (pantalla de pilotes, micropilotes, anclajes, etc). De esta manera, haciendo un nuevo análisis de estabilidad, se puede evaluar cual es el nuevo coeficiente de seguridad al deslizamiento y, por lo tanto, la mejora debida al elemento de estabilización insertado. Sin embargo, esta metodología de cálculo no es aplicable cuando lo que se pretende no es estabilizar la masa general de la ladera completa, inestabilizada desde un punto inferior, sino lo que se busca es mejorar la seguridad de la calzada, localizada a una determinada altura respecto al pie del talud (extremo mar), situando la contención en una zona del deslizamiento próxima a ella, tal y como es la contención a diseñar en este caso. Así pues, en esta hipótesis, si se situase una fuerza horizontal en la parte superior de la masa deslizada, y se realizase un cálculo mediante equilibrio límite, los resultados obtenidos serían irreales debido a que, como el método de cálculo considera que la masa deslizada es un sólido rígido, la masa inferior del deslizamiento se “colgaría” de la fuerza superior, introduciendo tracciones (que el modelo permitiría, pero que en la realidad no son admisibles, al no ser capaz el suelo de resistir tracción). En resumen, el método de equilibrio límite considera la fuerza horizontal, para una superficie de deslizamiento dada, de forma independiente, se sitúe aquella en la parte superior o inferior del deslizamiento. Por ello, para poder efectuar los cálculos relativos al objetivo particular aquí perseguido, y estimar el efecto de la contención situada en la cabecera del deslizamiento, se han realizado cálculos tensodeformacionales, que permiten la introducción directa de los elementos estructurales de contención, y reproduce adecuadamente el comportamiento de plastificación del terreno sin permitir la existencia de tracciones.

3.2. Reproducción de la cinemática de rotura CON elementos de contención Habiendo ya comprobado que el modelo tensodeformacional reproduce adecuadamente el deslizamiento producido, se simula ahora el comportamiento del terreno anejo a la calzada cuando se dispone de una pantalla de estabilización. La pantalla de contención (una vez efectuados distintos tanteos preliminares) se ha finalmente materializada del siguiente modo:

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o Dos alineaciones paralelas de micropilotes verticales, de tubería de acero TM80, con

límite elástico superior a 5.600 kp/cm2. El diámetro exterior de la tubería es de 139,7 mm y el espesor es de 9 mm, por lo que se denomina la tubería 139,7x9.

o La separación entre ejes de micropilotes verticales de cada alineación es de 1,1 m en

dirección longitudinal a la viga de atado, y de 0,8 m perpendicularmente al movimiento del deslizamiento. El diámetro de perforación es de 225 mm.

o Una alineación de micropilotes inclinados 20º con la vertical, separados 2,2 m entre ejes

y con tubería de acero TM80, de diámetro exterior de 88,9 mm y 8 mm de espesor (denominada 88,9x8). El diámetro de perforación es de 160 mm.

Para permitir que el terreno se pueda separar de la pantalla de contención, se han utilizado elementos interfase en el contacto entre los elementos tipo viga de la pantalla y los elementos continuos que modelizan el terreno. Las propiedades deformacionales de los elementos estructurales introducidos en el modelo son las siguientes:

Micropilotes verticales Micropilotes inclinados EA (kN/m) 6,91x105 1,9x105

EI (kNm2/m) 1,48x103 ---- En la Figura 6 se puede ver la geometría del modelo tensodeformacional donde se ha incluido la pantalla de contención.

Figura 6. Modelo tensodeformacional donde se ha incluido la pantalla de contención Partiendo de la distribución de tensiones inicial (aplicando las propiedades resistentes de los materiales que permite una fase de partida estable), se activan los elementos estructurales de la pantalla.

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Posteriormente, se aplica el procedimiento de minoración de las propiedades resistentes de los materiales para obtener el factor de seguridad del modelo que, como es lógico, presenta un valor muy similar al anterior (FS = 1,22/1,2 = 1,02) ya que la presencia de la contención no consigue estabilizar el coluvial que existe a cotas inferiores (entre la pantalla y el mar). La cinemática de la rotura, teniendo en cuenta la presencia de la pantalla de contención, se muestra en la Figura 7.

Figura 7. Cinemática de la rotura crítica debida a la presencia de la pantalla de contención

Figura 8. Situación de los puntos de plastificación en la ladera CON elementos de contención

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3.3. Leyes de esfuerzos obtenidas en los elementos de contención A partir de los resultados obtenidos en los cálculos anteriores, se han deducido los esfuerzos que se generan en los elementos de contención, cuando teóricamente se produce el deslizamiento del terreno situado entre la pantalla y el mar. En la Figura 9 se muestra la distribución de las tensiones normales que ejerce el terreno lado mar sobre la pantalla de contención, siendo reducidas en los 4-5 m superiores debido a que el terreno deslizado sólo ejerce un pequeño efecto estabilizador

Figura 9. Distribución de las tensiones normales en el trasdós de la pantalla Las leyes de esfuerzos flectores, cortantes y axiles de los micropilotes verticales que se deducen son las que recogen en las siguientes figuras. El comportamiento de los micropilotes inclinados se ha supuesto análogo al de un anclaje, por lo que únicamente se le ha dotado de resistencia axial, obteniéndose un axil máximo de 180,2 kN/m. Es importante indicar expresamente que, como el cálculo se ha realizado para una sección de 1 m de espesor, los esfuerzos resultantes están expresados por metro de sección. En el apartado 4, donde se realizará la comprobación estructural de los elementos de la contención, se deberá tener presente la separación física real entre ejes de micropilotes.

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Figura 10. Distribución de momentos flectores en la pantalla de contención. Mmax = 37,76 kNm/m

Figura 11. Distribución de esfuerzos cortantes en la pantalla de contención. Qmax = 41,57 kN/m

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Figura 12. Distribución de axiles en la pantalla de contención. Nmax = 398,69 kN/m

3.4. Simulación aproximada del efecto del descenso del coluvial en la pantalla Una vez obtenidos los esfuerzos que actúan en la pantalla tras el hipotético deslizamiento del material coluvial existente entre ésta y el mar, se ha pretendido estudiar el efecto que produciría en la pantalla un supuesto descenso de la cota superior del coluvial, derivado de un movimiento añadido asociado a su inestabilidad. Es decir que, en esencia, se produjese un “descalce” de la pantalla de micropilotes, y en definitiva que aumentase la luz “libre” de trabajo de la contención que ejercen. Como procedimiento aproximado, y partiendo de la situación de la existencia de la pantalla, se ha modificado la geometría del coluvial en su parte más cercana a la pantalla, rebajándole 2, 4 y 6 m respectivamente para simular el movimiento de descenso de la masa coluvial inferior. En las Figuras 13 a 15 se incluye la deformada obtenida tras la disminución de los parámetros resistentes del terreno (procedimiento iterativo de obtención del factor de seguridad FS) y en las Figuras 16 a 18 se incluyen la distribución de momentos flectores obtenidos en los micropilotes verticales de la pantalla (que el es esfuerzo que produce el agotamiento estructural de la misma).

15

Figura 13. Deformada de la ladera al rebajar el coluvial próximo a la pantalla 2 m


16


Figura 16. Ley de momentos flectores al rebajar el coluvial próximo a la pantalla 2 m. Mmax = 39,41 kN/m

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A partir de los momentos flectores obtenidos en las diferentes hipótesis de rebajamiento de la cota del coluvial, se puede obtener el coeficiente de seguridad estructural que posee el micropilote. El micropilote formado por tubería 139,7x9 de acero TM-80 tiene una inercia I=7,92x106 mm4 y un módulo resistente W = 113,3 cm3. Con estos valores, el esfuerzo de flexión que agota el micropilote tiene el valor:

18

Múltimo = 5600/1,1x113,3 = 57,6 kNm/micropilote

Considerando un rebajamiento del nivel del coluvial de 2 m, se obtiene un coeficiente de seguridad estructural del micropilote:

FS = 57,6/(39,4x1,1) = 1,32 Análogamente, para un rebajamiento de 4 y 6 m se obtienen unos factores de seguridad de 1,19 y 1,07 respectivamente.. En función de estos resultados se puede concluir que una reducción de la cota del coluvial superior a 5-6 m introduciría unos esfuerzos flectores en la pantalla muy próximos a su plastificación.

3.5. Incremento de seguridad debido a la existencia de la pantalla Tal y como se ha indicado anteriormente, el método de los elementos finitos no es capaz de indicar el incremento de seguridad frente al deslizamiento que aporta la existencia de la pantalla, evaluado de la forma habitual como rotura en “bloque” y superficie predeterminada. Esto es debido a que al emplear el algoritmo iterativo de reducción de parámetros resistentes, el procedimiento obtiene el coeficiente de seguridad mínimo del modelo como relación entre las cohesiones y las tangentes del ángulo de rozamiento asociadas a valores característicos y a valores críticos (la rotura se corresponde con el deslizamiento del coluvial no contenido por la pantalla). Para poder obtener el coeficiente de seguridad al deslizamiento de la masa de coluvial contenido por la pantalla, se ha realizado un cálculo en equilibrio límite, teniendo presente únicamente esa masa, e introduciendo el efecto de la pantalla de micropilotes y del resto infrayacente del coluvial mediante una fuerza horizontal. Así, tomando las leyes de esfuerzos cortantes obtenidos en la hipótesis de contención sin rebajamiento de la cota de coluvial (situación de proyecto de la contención aquí diseñada) se obtiene una fuerza teórica de estabilización aportada por la pantalla de 98 kN/m. En esta misma hipótesis, el empuje que ejerce el volumen de suelo deslizado (inferior) sobre la parte superior, que no desliza, es aproximadamente 67 kN/m. Aplicando, por tanto, una fuerza conjunta de 98+67 = 165 kN/m en la cuña de suelo coluvial superior, contenido (estabilizado) por la pantalla (ver Figura 19), se obtiene un coeficiente de seguridad FS = 1,206. Que comparado con el obtenido en la Figura 5 (FS = 1,029), aportaría un incremento de seguridad de ∆FS=0,177 (en relación, en definitiva, al mantenimiento de la carretera en servicio).

19

Figura 19. Cálculo de estabilidad del P.K. 369+800. FS = 1,206

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4. DISEÑO DEL ELEMENTO DE CONTENCIÓN

4.1. Descripción geométrica del elemento de contención La pantalla de contención planteada, tal y como se ha indicado en el apartado anterior, consta de unas parejas de micropilotes verticales de 19 m de longitud aproximada. La separación entre los ejes de micropilotes es de 0,8 m en dirección paralela al deslizamiento, y de 1,1 m longitudinalmente a la viga de atado superior (ver Figura 21).

Apr

ox. 1

1 m

Contacto con sustrato rocoso

7 m

8 m


20°

0,8


Figura 20. Alzado de la pantalla de contención dispuesta


2,2 m

1,1 m

80 c

m


Figura 21. Planta de la pantalla de contención dispuesta

21

La tubería de los micropilotes verticales es la denominada 139,7x9 de acero TM80, de límite elástico superior a 5.600 kp/cm2. El diámetro de perforación de los micropilotes verticales es de 225 mm. En el caso de los micropilotes inclinados 20º con la vertical, la separación entre ejes es de 2,2 m (1 micropilote inclinado cada 2 parejas de micropilotes verticales). La tubería es de dimensiones 88,9x8, de acero TM80, y se deberá empotrar 7 m en el sustrato rocoso sano. El diámetro de perforación será de 160 mm.

4.2. Comprobación estructural de los micropilotes verticales Los esfuerzos máximos a los que se ven sometidos los micropilotes verticales se han tomado del modelo de cálculo que supone el deslizamiento de volumen situado entre la contención y el mar (sin ningún rebajamiento del coluvial). El esfuerzo flector máximo es de 37,76 kNm/m que corresponde a 37,76x1,1 = 41,5 mKN/micropilote. Como el momento flector que agota el micropilote (considerando únicamente la armadura del mismo y despreciando la colaboración de la lechada) es:

Múltimo = 5600/1,1x113,3 = 57,6 kNm/micropilote

se obtiene un coeficiente de seguridad estructural del micropilote:

FS = 57,6/41,5 = 1,38 que se considera suficiente (al tratarse de una reparación de una inestabilidad del terreno). En el caso del esfuerzo axil, el valor máximo corresponde a una compresión de 398 kN/m, que equivale a 398x1,1 = 437,8 kN/micropilote. Como el área de la tubería es 36,93 cm2, la tensión de trabajo máxima del micropilote es 437,8x10-3/36,93x10-4 = 118,54 MPa = 1184 kp/cm2 < 5600 kp/cm2. Por último, el máximo esfuerzo cortante es Qmax = 41,57 kN/m = 41,57x1,1 = 45,72 kN/micropilote. El esfuerzo cortante de agotamiento del micropilote es:

kN73

5600

2π

36,93Qúltimo 60=⋅= , valor muy superior al cortante máximo.

22

4.3. Comprobación estructural de los micropilotes inclinados A los micropilotes inclinados únicamente se les ha considerado un comportamiento tipo anclaje, ya que la gran separación que existe entre ellos (2,2 m) impediría un trabajo tipo “apantallamiento”. El axil máximo al que se ven sometidos es 180 kN/m = 180x2,2 = 396 kN/micropilote. Como el área de la tubería es 20,32 cm2, la tensión de trabajo máxima del micropilote es 396x10-3/20,32x10-4 = 194 MPa = 1940 kp/cm2 < 5600 kp/cm2.

4.4. Obtención de las longitudes de anclaje de los micropilotes En el caso de los micropilotes verticales, el esfuerzo máximo de compresión es 437,8 kN/micropilote. Considerando una adherencia límite por fuste de 3 kp/cm2 en las pizarras y esquistos que forman el sustrato rocoso, y al ser una contención de tipo permanente, el valor admisible sería 3/1,65=1,81 kp/cm2. La longitud de anclaje necesaria, con un diámetro de perforación de 225 mm y un coeficiente de mayoración de acciones de 1,5 es 5,12 m (la longitud adoptada es de 8 m). Por último, en el caso de los micropilotes inclinados, el esfuerzo máximo de tracción es 396 kN/micropilote. Y considerando la misma adherencia lateral admisible (1,81 kp/cm2), con un diámetro de perforación de 160 mm, la longitud de anclaje necesaria sería de 6,53 m (la longitud adoptada es de 7 m).

23

APÉNDICE Nº 2

ESTUDIO GEOLÓGICO DE LA INESTABILIDADES PRODUCIDAS ENTRE LOS PP.KK. 369+450 Y 369+700 DE LA CARRETERA N-340

ENTRE MELICENA Y LA RÁBITA (GRANADA)

2

ÍNDICE Pág.

1.- INTRODUCCIÓN Y OBJETIVOS......................................................................1

1.1. Descripción y planteamiento general..........................................................1

1.2. Metodología y objetivos..............................................................................5 2.- TRABAJOS REALIZADOS................................................................................6 3.- CARACTERÍSTICAS GEOLÓGICAS Y GEOTÉCNICAS...............................10

3.1. Encuadre geológico general.....................................................................10

3.2. Unidades geológico-geotécnicas..............................................................13

3.2.1. Materiales de la Unidad Melicena…..............................................13

3.2.2. Depósitos cuaternarios..................................................................18 4.- CARACTERÍSTICAS HIDROGEOLÓGICAS..................................................19

4.1. Introducción..............................................................................................19

4.2. Caracterización hidrogeológica de los materiales....................................19

4.3. Modelo hidrogeológico..............................................................................20 5.- DESCRIPCIÓN DE LOS PROCESOS DE INESTABILIDAD..........................22

5.1. Características generales.........................................................................22

5.2. Deslizamientos estudiados…………….....................................................23

5.2.1. Deslizamiento principal ladera lado mar......…… ……..……………23

5.2.2. Deslizamientos menores al pie de la ladera…………………………26

5.2.3. Deslizamiento en talud izquierdo desmonte……………….………..26

5.3. Factores desencadenantes......................................................................29

ANEJOS ANEJO 1: Plano de situación de los deslizamientos

ANEJO 2: Registro de sondeos

ANEJO 3: Reportaje fotográfico

1

1.- INTRODUCCIÓN Y OBJETIVOS

1.1. DESCRIPCIÓN Y PLANTEAMIENTO GENERAL

En el presente documento se desarrolla el Estudio Geológico de la ladera situada

entre los PP.KK. 369+450 a 369+700 de la carretera N-340 de Cádiz a Barcelona

(figura 1). La carretera sufre en la actualidad problemas derivados de fenómenos de

inestabilidad. Se trata de una ladera cuyo pie se encuentra en el mar y por ella

discurre la carretera N-340. Entre la carretera y la costa hay un desnivel de 50 a 55

m y una distancia horizontal de unos 70-75 m.

La ladera presenta una inclinación de 35-45º aguas arriba de la carretera nacional N-

340 y una inclinación media de 37º-39º en el tramo comprendido entre la carretera y

el mar, salvo el pie de la ladera, donde generalmente la pendiente es mucho más

acusada, con una inclinación de 45º-50º o incluso superior, como consecuencia de la

acción marina.

El perfil de la ladera no se encuentra muy modificado por la acción antrópica,

observándose un camino de acceso a un invernadero que desciende seguidamente

hasta el mar, el cual discurre subparalelo a la carretera partiendo de la misma en el

P.K. 369+400. También se observa un antiguo muro de hormigón de escasa altura

que discurre próximo a la carretera por el lado de aguas abajo. Se observa

abancalamiento del terreno en el tramo inicial de la zona de estudio, al pie de la

ladera, para el emplazamiento de un invernadero y de una zona de cultivo anexa. En

este punto se ha modificado el perfil de la ladera, conteniendo el terreno con un

muro de hormigón.

En la ladera objeto de estudio se ha observado la existencia de frecuentes

deslizamientos superficiales en el terreno, propiciados por las condiciones

geotécnicas y estructurales de los materiales, la pendiente del terreno, el grado de

saturación que ha alcanzado la ladera en periodos lluviosos, la socavación que se

produce al pie como consecuencia de la acción litoral y en gran medida por la libre

2

circulación del agua de escorrentía, concentrada por las obras de drenaje

transversal de la carretera y por la propia calzada.

Los materiales presentes en la ladera están constituidos por esquistos y

cuarzoesquistos paleozoicos alterados con granates y vetas de cuarcita. Pertenecen

a la Unidad Melicena incluida en el conjunto Alpujárride superior. Los esquistos

presentan una elevada alteración en superficie, situación que se observa en los

sondeos y afloramientos rocosos hasta un espesor medio de 8-10 m. El buzamiento

de la esquistosidad es de unos 30º-45º hacia el S-SW.

Sobre los materiales de la Unidad Melicena se encuentran en superficie depósitos

cuaternarios que consisten en depósitos de ladera, de espesor métrico (1 a 4 m),

constituidos por arcillas arenosas con cantos de esquistos y cuarcitas de tamaño

centimétrico, de color marrón grisáceo. Los mayores espesores se han detectado en

la base de la ladera, junto al camino que discurre por la base de la misma y en las

cercanías de la playa, donde la ladera presenta unas formas convexas de mayor

acumulación de materiales desplazados. En la parte superior de la ladera, aguas

arriba de la N-340, el espesor de depósitos coluviales es también escaso y bajo el

suelo vegetal prácticamente afloran los esquistos.

En la calzada de la carretera nacional se desarrollan grietas que en ponen de

manifiesto la existencia de inestabilidades en la ladera. Se ha producido, así mismo,

el hundimiento del terreno anexo a la calzada derecha, con un descenso de 1 m

aproximadamente, encontrándose la carretera descalzada en este punto.

Se observa un proceso de inestabilidad que afecta claramente a un tramo de la

carretera entre los PP.KK. 369+527 a 369+567 (40 m) (fotos 1 a 8, apéndice 3). Pero

además las grietas existentes al inicio de la calzada y los procesos de inestabilidad

observados, ponen de manifiesto que la zona que puede verse afectada por la

inestabilidad en un futuro está comprendida entre los P.K. 369+500 y 369+600 (100

m).

3

Aguas arriba, en el talud anexo a la carretera, se observa un proceso de

inestabilidad superficial que afecta al tramo comprendido entre los P.K. 369+608 y

369+680, pero que no presenta problemas graves para la carretera, salvo de

aterramientos en periodos lluviosos y que no tiene conexión con los deslizamientos

de la ladera aguas abajo. En este caso se observa el contorno de la zona inestable

en la ladera y se pone de manifiesto que no se trata de un deslizamiento profundo

(fotos 27 a 30, apéndice 3).

En la actualidad, al pie de la ladera y junto al mar, se observa el efecto de la

dinámica litoral, siendo evidente la socavación del terreno por la incidencia del

oleaje, así como los procesos de inestabilidad asociados al descalce del terreno.

Durante los temporales de levante el efecto de la socavación es muy acusado (fotos

23 a 26, apéndice 3).

Las grietas de la calzada, el hundimiento del terreno junto a la carretera, los

deslizamientos que se observan en el terreno, daños en muros, etc., evidencian la

existencia de un proceso de inestabilidad, en el que se encuentra inmersa la

carretera nacional N-340.

En dicha ladera son muy frecuentes los problemas de inestabilidad por lo que se

observa también en zonas anexas a la zona de estudio. Estos procesos son

frecuentes, conocidos y están relacionados siempre con la geometría de las laderas,

orientación de la estructura de la roca, acción litoral al pie y condiciones geotécnicas

desfavorables.

4

ZONA DE ESTUDIO

Figura 1: Planos de localización geográfica del área de estudio.

5

En la carretera destaca la presencia de elementos de drenaje tales como una cuneta

en la margen izquierda y obras de drenaje transversal para la conducción y

evacuación de las aguas de escorrentía, situadas en los P.K. 369+577 y 369+616

(referidos a la margen izquierda). Estas últimas desaguan directamente sobre la

ladera, lo que es causa de erosiones y acarcavamientos que condicionan la

estabilidad del terreno. Recientemente se produjo, además, un aterramiento de la

calzada de materiales procedentes del talud de aguas arriba, coincidiendo con unas

fuertes lluvias. El agua de la cuneta y el que discurría por la calzada se encauzó

entonces hacia la zona en la que actualmente se observan los problemas de

estabilidad que afectan a la carretera.

1.2. METODOLOGIA Y OBJETIVOS

Con anterioridad a la realización del estudio geológico y con el objeto de permitir el

diseño de las actuaciones para la estabilización de la carretera N-340, se han

llevado a cabo dos sondeos mecánicos para la determinación de las condiciones

litológicas y geomecánicas del terreno natural en el entorno de la carretera.

Los objetivos principales del presente estudio han sido los siguientes:

Análisis de las incidencias observadas en la infraestructura del tramo

estudiado. Relación con los procesos de inestabilidad.

Caracterización geológica de los materiales presentes en la zona de

estudio y su entorno próximo.

Estudio del comportamiento hidrogeológico de los materiales que

constituyen la ladera estudiada, y su incidencia en los procesos de

inestabilidad observados.

Determinación de las características de los procesos causantes de los

fenómenos de inestabilidad reconocidos, sus causas y la extensión de los

posibles tratamientos a realizar.

6

Delimitación de los procesos de inestabilidad y representación de los

mismos sobre planos y fotografía aérea (anexo 1). Grado de actividad de

los procesos observados.

2.- TRABAJOS REALIZADOS

RECOPILACIÓN DE LA INFORMACIÓN Y TRABAJOS PREVIOS

Se ha consultado la documentación cartográfica, geológica e informes previos del

área de estudio, destacando:

- I.G.M.E. (Instituto Geológico y Minero de España). Mapa geológico de España.

Escala 1:50.000”. Hoja Nº 1.056 (Albuñol).

- Testificación de los sondeos mecánicos realizados por la empresa Geotécnica y

Control 2004, S.L. en la zona de estudio.

- Informes previos realizados para los deslizamientos detectados entre los P.K.

367+500-367+700 de la N-340 y entre los P.K. 356+100-356+500 de la N-340a.

- Visores de Imágenes SIGPAC y Google Earth, donde se dispone de ortofotos a

escala 1/5.000.

TOPOGRAFÍA DE LA ZONA

Se ha contado con el levantamiento topográfico a escala 1:1.000 de la zona objeto

de estudio realizado por la empresa CAUCHIL, sobre el cual se han realizado 53

perfiles topográficos siguiendo la línea de máxima pendiente del terreno desde las

cotas 75-100 m.s.n.m. hasta la costa. También se dispone de la base topográfica del

visor de imágenes SIGPAC del SIGA del Ministerio de Medio Ambiente y Medio

Rural y Marino.

7

CARTOGRAFÍA DE LAS ZONAS INESTABLES

A partir de la información existente y de los reconocimientos de campo e

investigaciones “in situ” llevados a cabo, se ha elaborado una cartografía de los

deslizamientos observados a escala 1:1.000 de la zona de estudio, representada

sobre la base topográfica disponible y sobre la fotografía aérea (anexo 1). De forma

complementaria, se han realizado dos perfiles geológico-geotécnicos en los P.K.

369+545 y 369+600 representativos de la ladera en estudio, coincidiendo además

con los puntos en los que se han llevado a cabo los sondeos mecánicos.

En el reconocimiento de campo se han evaluado las unidades litológicas,

considerando los siguientes aspectos:

▪ Litología, naturaleza, relaciones morfológicas entre unidades, resistencia,

disposición de la estructura de la roca, etc.

▪ Posibles zonas de aporte de agua superficial y subterránea, condiciones

hidrológicas de los materiales, disposición de la red de flujo.

▪ Puntos singulares en el área de estudio: terrenos blandos, inestables, zonas

de encharcamiento, socavaciones, rellenos antrópicos, elementos de

contención, etc.

HIDROLOGÍA E HIDROGEOLOGÍA

Se ha analizado el comportamiento hidrológico e hidrogeológico de los materiales

que constituyen la ladera, con el fin de conocer su incidencia en los procesos de

inestabilidad existentes.

8

SONDEOS MECÁNICOS

Con anterioridad a la realización del presente informe se han llevado a cabo dos

sondeos mecánicos con recuperación de testigo continuo por parte de la empresa

Geotécnica y Control 2004, S.L., de 21,60 y 24,60 m de longitud respectivamente,

con el fin de estudiar la secuencia litológica de los materiales y caracterizarlos desde

el punto de vista geotécnico.

Se han realizado ensayos de penetración estándar cada 3 m en ambos sondeos,

para completar un total de 15 ensayos (7 + 8).

La situación de los sondeos se muestra a continuación en el Cuadro 2.1. El registro

del mismo se puede consultar en el apéndice 2 del estudio, así como las fotos de las

cajas de testigos.

A continuación, en el Cuadro 2.1., se presentan los sondeos realizados, su longitud,

situación, resultados de los ensayos SPT realizados y las medidas del nivel freático

realizadas.

CUADRO 2.1. Resultados de los sondeos mecánicos

SONDEO SITUACIÓN LONG TESTIFICACIÓN Y ENSAYOS SPT MEDIDAS DE NIVEL

AGUA

S-1

P.K. 369+600 Lado derecho de

la calzada (exterior)

21,60 m

- 0,00-1,00 m: Firme de la carretera - 1,00-21,60 Micaesquistos grafitosos alterados de color gris oscuro con frecuentes fracturas oxidadas de color marrón. Grado de meteorización IV-V con niveles intercalados con GM=III-IV Los valores de NSPT que se obtienen son: 16 a 3m, 35 a 6 m, 27 a 9 m, 50 a 12 m, 69 a 15 m, 30 a 18 m y 55 a 21 m..

5-6 m de prof.

S-2

P.K. 369+545 Lado derecho de

la calzada (exterior)

24,60 m

- 0,00-1,00 m: Firme de la carretera - 1,00-21,60 Micaesquistos grafitosos alterados de color gris oscuro con frecuentes fracturas oxidadas de color marrón. Grado de meteorización IV-V con niveles intercalados con GM=III-IV Los valores de NSPT que se obtienen son: 8 a 3m, 19 a 6 m, 25 a 9 m, 26 a 12 m, 56 a 15 m, 62 a 18 m , 65 a 21 m y 56 a 24.

5-6 m de prof.

9

En este caso no se ha observado un claro contraste litológico o un punto a partir del

cual la calidad de la roca mejorara claramente. En los sondeos aparecen esquistos

alterados a partir de un 1 m de profundidad, si bien se observan mezclados con

depósitos coluviales hasta 3-6 m. De 3 a 6 m la roca se encuentra más alterada y a

partir de 6 m el aspecto de la roca es homogéneo, observándose únicamente una

mejora progresiva en los resultados de los ensayos SPT. Si la testificación de los

sondeos se complementa con la observación de los afloramientos de campo, se

puede deducir que trata de esquistos con grado de meteorización GM IV-V hasta 6

m, con GM IV mayoritariamente de 6 a 12 m y esquistos más sanos a partir de dicha

profundidad con GM III-IV.

Los esquistos han ocasionado muchas dificultades para la ejecución de los sondeos,

pues no era posible su perforación en seco por su elevada resistencia, pero con el

empleo de agua se fragmentaban y disgregaban, haciendo muy lento el avance de

los sondeos, sobre todo en el caso del sondeo S-2.

Durante la perforación de los sondeos mecánicos se ha medido el nivel de agua en

la perforación, a 5-6 m de profundidad. No obstante, la perforación de los mismos no

fue posible realizarla en seco dado que los esquistos requerían el empleo de agua

en toda la longitud del sondeo; por lo cual, ese nivel de agua medido resulta, al

menos en parte, atribuible al método de perforación empleado.

3.- CARACTERÍSTICAS GEOLÓGICAS Y GEOTÉCNICAS 3.1- ENCUADRE GEOLÓGICO GENERAL

El área de estudio se encuentra situada en el manto de Adra del complejo

Alpujárride de las Cordilleras Béticas (Figura 2).

10

ZONA DE ESTUDIO

Figura 2: Situación geológica regional del área de estudio.

El complejo Alpujárride es uno de los tres complejos que componen las Zonas

Internas béticas. Este complejo es el más extenso de las Zonas Internas, aflora a lo

largo de más de 400 Km y ha sufrido un moderado a intenso metamorfismo alpino.

El complejo Alpujárride fue deformado a gran profundidad y sometido a

transformaciones metamórficas, de intensidad y características variables según los

sectores y unidades. Existe un agrupamiento de las unidades del complejo de modo

que se distinguen tres conjuntos: Alpujárride inferior, intermedio y superior.

En este estudio nos concierne el conjunto de Alpujárride superior que aflora en el

sector occidental ampliamente y de forma reducida en el sector centro-oriental, salvo

en las Alpujarras y al E de los Montes de Málaga.

El área donde se encuentra la zona de estudio se caracteriza por la superposición

de varios mantos de corrimiento, siendo de abajo a arriba: manto de Lújar, manto de

Alcázar de Murtas, manto de Adra y la unidad de Melicena. La zona de esrudio se

sitúa sobre la Unidad de Melicena cuya edad es Paleozoico.

11

La sucesión litológica alpujárride típica es: un paquete inferior del Paleozoico de

metapelitas grafitosas oscuras y cuarcitas con niveles de gneises; un conjunto

intermedio de metapelitas con poco o sin grafito, de colores grises, verdosos,

azulados con niveles de cuarcitas y carbonatos de edad Permo-Trías; y finalmente

un paquete carbonatado del Triásico que puede llegar a estar parcial o totalmente

marmorizado.

Las zonas de estudio se encuentras ubicadas, regionalmente, en la unidad Melicena

dentro del Complejo Alpujárride superior y se pueden localizar en el plano de la

figura 3 a escala 1:50.000. Sus características geológicas particulares se describen

a continuación.

3.2.- UNIDADES GEOLÓGICO-GEOTÉCNICAS

La zona de estudio enmarcada en los PP.KK. 369+450-369+700 de la carretera N-

340 se sitúa sobre un sustrato constituido por esquistos y cuarzoesquistos con

granate de la unidad Melicena, de edad paleozoica.

La unidad Melicena cabalga sobre la unidad de Sorvilán que a su vez cabalga sobre

el manto de Murtas, siendo este contacto el límite occidental y septentrional del

manto de Adra.

Sobre estos materiales aparecen una serie de depósitos cuaternarios constituidos

principalmente por materiales derivados de la dinámica litoral (depósitos de playa).

Apenas se observan depósitos coluviales, siendo sus espesores muy escasos.

En la figura 3 se muestra un extracto del mapa geológico de la serie MAGNA

1/50.000 nº 1.056 (Albuñol).

12

Figura 3: Geología regional de

Zona de estudio N-340 PP.KK. 369+450-369+700

l área de estudio.

13

3.2.1.- MATERIALES DE LA UNIDAD MELICENA

Forman el sustrato geológico de la ladera estudiada y sobre ellos discurre la N-340.

Está constituida por dos formaciones: la primera son esquistos y cuarzoesquistos

con granate, y la segunda son gneises con granate.

La primera formación es predominantemente esquistosa de color gris oscura, con

intercalaciones de bancos de cuarzoesquistos y cuarcitas. Los minerales que

aparecen son: cuarzo, mica blanca, biotita, oligoclasa, clorita, cloritoide, almandino,

turmalina, apatito, grafito y óxidos de hierro.

La segunda formación (gneises con granate) en realidad se encuentra en la parte

baja de la primera formación, intercalada entre los niveles esquistosos.

En el registro de los sondeos perforados en estos materiales (P.K. 369+545 y

369+600) se han definido litológicamente como esquistos grafitosos alterados de

color gris oscuro, con frecuentes fracturas de oxidadas de color marrón.

De un modo generalizado aparecen dos esquistosidades principales, penetrativas y

con carácter de flujo, son las denominadas S1 y S2. La primera esquistosidad, S1,

está determinada por la disposición paralela de cristales de mica blanca y biotita. La

segunda fase deforma a S1, dando lugar a la aparición de S2. En este proceso se

reorientan las micas que marcaban S1, pero también aparecen micas de

neoformación. Está segunda fase es la visible en el terreno y en la mayoría de los

casos es la única que puede medirse.

En la zona de estudio, en la ladera afectada por los procesos de inestabilidad,

afloran los esquistos, que han sido observados en los afloramientos rocosos y en los

sondeos mecánicos. En superficie la roca aparece alterada, con un grado de

meteorización frecuente GM IV y en muchas zonas se encuentra totalmente

descompuesta con GM V. La roca no adquiere un grado de meteorización GM III-IV

hasta varios metros de profundidad (8-10 m de media).

14

Es frecuente observar afloramientos de roca in situ a pesar de los procesos de

inestabilidad existentes, ya que estos tienen un carácter superficial por efectos

erosivos en muchos casos, que dejan resaltes rocosos aislados entre sí, visibles

sobre todo al pie de la ladera, junto al camino existente, y en el lado izquierdo de la

carretera, en el lado de aguas arriba.

En las zonas inestables se observa material removido y bloques de roca sueltos y

descolocados respecto a su posición natural. También se observan depósitos

coluviales generados por la dinámica de laderas, de muy escaso espesor, aunque al

pie de la ladera, coincidiendo con que la pendiente disminuye por la acumulación del

propio material coluvial, el espesor es mayor. En el camino que discurre por el pie de

la ladera se observan abanicos de acumulación del material transportado por los

arrastres del agua procedente de las obras de drenaje transversal de la carretera.

En los afloramientos rocosos se puede observar con claridad la disposición

estructural del macizo rocoso. Presenta una esquistosidad algo ondulante pero con

una tendencia clara. Se ha medido un buzamiento de los planos de esquistosidad de

30º a 45º hacia S-SW (hacia los 170º-210º), mientras que los deslizamientos se

producen hacia el SE (hacia los 130-140º), coincidiendo con la máxima pendiente de

la ladera.

En este caso la esquistosidad no es claramente favorable al desarrollo de los

procesos de inestabilidad, dado que el buzamiento aparente de la esquistosidad en

la dirección de máxima pendiente del terreno es de unos 15-20º, pero no constituye

un obstáculo al desarrollo de procesos de inestabilidad a favor de la propia

estructura de la roca. No obstante los deslizamientos detectados tienen siempre un

carácter somero y se desarrollan a favor de la roca más alterada. En este caso el

control estructural de la roca no se pone de manifiesto, como en otros casos del

entorno próximo, por la orientación de la ladera en este tramo. La carretera tiene una

dirección ENE-WSW en este punto.

15

En los sondeos mecánicos realizados se han realizado ensayos de penetración SPT

en los esquistos. Cuando estos presentan un grado de meteorización GM V y IV-V,

el ensayo ofrece valores de golpeo de NSPT= 8 a 20 golpes. Cuando se trata de roca

con GM IV se obtiene NSPT= 25 a 35 golpes. Si la roca aparece con GM III-IV se

obtiene NSPT= 50-70 golpes. Nunca se obtiene rechazo en los ensayos, dada la baja

resistencia de la matriz rocosa y la esquistosidad penetrativa que presentan los

materiales.

A la vista de estos resultados se observa como la roca tiene poca resistencia cuando

aparece muy alterada por meteorización de los materiales en superficie.

En las Figuras 4 y 5 que se muestran a continuación pueden verse los perfiles

litológicos tipo de la ladera, donde se representan los resultados de las

observaciones de campo y de los sondeos mecánicos realizados.

16

Figura 4: Perfil geológico de la ladera estudiada en el P.K. 369+545. Escala 1/500

17

Figura 5: Perfil geológico de la ladera estudiada en el P.K. 369+600. Escala 1/500

18

3.2.2.- DEPÓSITOS CUATERNARIOS

En el área de estudio, sobre el sustrato anteriormente descrito, se sitúan dos tipos

de depósitos cuaternarios. Los sedimentos cuaternarios de más antiguo a más

moderno, se describen a continuación:

Depósitos coluviales

Se encuentran formados una matriz de arcillas arenosas con cantos subangulosos

de esquistos y cuarcita en menor medida, heterométricos, cuyo tamaño medio es

centimétrico y en menor medida decimétrico. Recubren la mayor parte de la ladera y

su espesor medio es de 1 a 4 m. Los mayores espesores se detectan al pie de la

ladera y en ocasiones están excavados por concentración de agua de escorrentía

procedente de las obras de drenaje transversal y presentan una gran socavación en

la base por el efecto de la acción litoral (fotos 4, 6, 9, 11, 13, 14, 18, 20, 21, 22, 25,

26, y 28, apéndice 3).

Junto al camino que discurre por la base de la ladera y sobre él se encuentran

depósitos de acumulación recientes generados por el arrastre de material coluvial y

esquistos alterados por la concentración de escorrentía procedente de las obras de

drenaje (fotos 20 y 21, apéndice 3).

Depósitos de playa

Se localizan junto a la línea de costa y consisten en una franja estrecha de arenas y

cantos de tamaño centimétrico y decimétrico, redondeados, de esquistos y cuarcitas

procedentes de la degradación de la ladera por la acción del oleaje.

19

4.- CARACTERÍSTICAS HIDROGEOLÓGICAS

4.1.- INTRODUCCIÓN

La metodología seguida para estimar el comportamiento hidrogeológico de la zona

de estudio es la siguiente:

1) Análisis de la estructura geológica del área y su litología.

2) Análisis de la presencia de agua en el terreno.

3) Estimación de los parámetros hidrogeológicos que se esperan en la zona

de estudio.

4.2.- CARACTERÍZACIÓN HIDROGEOLÓGICA DE LOS MATERIALES

Las características hidrogeológicas de los materiales de la zona de estudio son las

que a continuación se describen. Los depósitos coluviales presentes en la superficie

del terreno y los niveles de roca alterada presentan un permeabilidad elevada

respecto a los esquistos menos alterados (GM III-IV) que tienen una permeabilidad

comparativamente menor. El agua de lluvia y escorrentía se infiltra en el terreno,

proceso favorecido por concentración de escorrentía a favor de la cuneta del lado

izquierdo, de la propia calzada y de las obras de drenaje transversal, que desaguan

directamente sobre la superficie del terreno no disponiendo de cunetas bajantes.

Durante el reconocimiento de campo se ha podido comprobar el elevado grado de

saturación del terreno que obedece a las grandes precipitaciones registradas

recientemente en la zona. Así, durante una fuerte lluvia se pudo comprobar cómo el

terreno se desplazaba en superficie hacia los surcos de erosión de la escorrentía y

como la respuesta de la escorrentía superficial a la lluvia era instantánea por la

saturación del terreno.

20

La cuneta del lado izquierdo recibe además el aporte de agua de escorrentía

recogida por la zona de invernaderos de la margen izquierda, aguas arriba de la

carretera, que disponen de varios desagües hacia la carretera. Esta agua, junto con

el de escorrentía de la propia ladera, llega a la carretera tras provocar erosiones y

arrastres de tierras, que en alguna ocasión han provocado inestabilidades

superficiales en el talud izquierdo con aterramiento de la calzada (fotos 27 a 30,

apéndice 3).

En periodos lluviosos como el registrado recientemente, se puede producir la

saturación parcial o total del terreno en los metros superiores. El contacto con la

roca más sana constituye el nivel de base de la zona saturada y a través de ella se

produce únicamente circulación de agua de carácter local a través de la red de

diaclasas (permeabilidad secundaria).

4.3.- MODELO HIDROGEOLÓGICO

El modelo hidrogeológico del área de estudio se basa en las observaciones de

campo y en los resultados de los sondeos mecánicos realizados.

La proximidad al mar condiciona el nivel de base del terreno saturado al pie de la

ladera, manteniendo en la parte inferior de la misma un cierto grado de saturación,

pero siendo la influencia de este factor limitado y de carácter local.

El modelo hidrogeológico del área de estudio consiste en una zona de acumulación

de agua (acuífero) de aproximadamente 8-10 m de espesor formado por los

depósitos coluviales y los niveles alterados de los esquistos de la Unidad Melicena,

que pueden alcanzar un grado de saturación apreciable (por lo que podría existir

ocasionalmente algún flujo de agua subsuperficial en la, ladera a través de esta

formación). La formación acuífera está limitada por los esquistos más sanos de la

citada unidad, cuya permeabilidad es comparativamente muy inferior.

21

El funcionamiento hidrogeológico se caracteriza por la importante presencia de agua

en el terreno coincidiendo con periodos de lluvia y una ausencia casi total de agua

en gran parte del año. Consiste en una cuenca de pendiente apreciable, mayor en la

parte inferior de la ladera, e inclinación transversal a la carretera N-340, que

condiciona el sentido de la escorrentía superficial, discurriendo en dirección NW-SE.

El acuífero se recarga a partir de las precipitaciones que caen directamente sobre la

ladera y que se infiltra por las formaciones cuaternarias de superficie y la roca

alterada. La infiltración se ve favorecida por la concentración de escorrentía que

tiene lugar a favor de las obras de drenaje transversal de la carretera, del derrame

lateral del agua captada por la propia carretera y de los desagües de los

invernaderos situados aguas arriba de la ladera.

El sistema de flujo es el resultado de los siguientes factores:

a) Las características litológicas de los materiales del área: depósitos de

permeabilidad media-alta en superficie constituidos principalmente por los

depósitos cuaternarios (coluviales) y niveles alterados de la Unidad

Melicena, limitados en profundidad por la zona menos alterada de la

unidad de esquistos, considerada prácticamente impermeable.

b) La potencia saturada de la formación acuífera, con variaciones

estacionales muy notables.

c) Las condiciones morfológicas de la zona de estudio, constituida por una

ladera de pendiente apreciable, mayor aguas abajo de la carretera,

perpendicular a la misma.

El grado de saturación que presentan los materiales es muy significativo en los

procesos de inestabilidad que en ellos tienen lugar, así como la erosión producida en

la base de la ladera por la acción del mar y por la concentración de escorrentía

procedente de los desagües de las obras de drenaje transversal. Estos dos procesos

22

conjugados, junto con la escasa calidad geotécnica de los materiales y la estructura

del macizo rocoso, han debido ser los causantes de las inestabilidades que se

ponen de manifiesto en toda la zona de estudio.

5. DESCRIPCIÓN DE LOS PROCESOS DE INESTABILIDAD

5.1. CARACTERÍSTICAS GENERALES

En la ladera por la que discurre la carretera N-340, entre los PP.KK. 369+450 y

369+700, se han observado procesos de inestabilidad en el terreno. Destaca un

deslizamiento principal que afecta a la carretera entre los P.K. 369+527 y 369+567

(40 m) y que se extiende lateralmente entre los P.K. 369+500 y 369+600. Se pone

de manifiesto con claridad por la apertura de grietas en la calzada y el hundimiento

de la margen derecha de la misma, que ha descendido más de 1 m afectando a la

bionda y dejando la calzada en voladizo.

La zona afectada amenaza con extenderse lateralmente hacia el inicio de la zona,

como se demuestra por la grieta que se observa en el P.K. 369+503-369+508 en el

margen derecho de la calzada y con geometría semicircular, y hacia el final de la

zona, ya que se observan importantes erosiones e inestabilidades superficiales en la

ladera desde el P.K.369+567 al 369+600, que provocan el descalce de la calzada y

de los muros de contención de la carretera.

Por lo tanto se puede distinguir una zona de deslizamiento principal activo (P.K.

369+527 y 369+567) enmarcada en una zona también potencialmente inestable de

la ladera, comprendida entre los P.K. 369+500 y 369+600.

También se detectan deslizamientos menores en el pie de la ladera, originados por

la acción litoral, localizados entre los P.K. 369+550-369+580, 369+608-369+640(1)) y

entre los P.K. 369+653-369+735 (82 m). (nota(1): la longitud del tramo no coincide con los P.K. de la

calzada, al encontrarse en una zona de curva y a cierta distancia de la carretera).

23

Así mismo se ha detectado un deslizamiento aguas arriba de la carretera, en el talud

del lado izquierdo, entre los P.K. 369+608 y 369+680.

En la figura 6 y en el mapa del apéndice 1 se muestra una representación detallada

de las zonas potencialmente inestables.

5.2. DESLIZAMIENTOS ESTUDIADOS

5.2.1. DESLIZAMIENTO PRINCIPAL LADERA LADO MAR

En este sector la ladera presenta procesos de inestabilidad en la margen derecha de

la carretera o de aguas abajo. En el momento actual la inestabilidad ha afectado a la

calzada en el tramo comprendido entre los P.K. 369+527-369+567. En el resto del

sector, en la parte inicial (P.K. 369+503-369+527) y final (P.K.369+567-369+600),

los procesos de inestabilidad observados en la ladera aún no han afectado a la

carretera.

El deslizamiento detectado tiene su coronación en la misma margen derecha de la

calzada y alcanza en su pie el camino que discurre por la base de la ladera. La zona

fundamental afectada tiene una longitud del orden de los 100 m, y tiene un desnivel

creciente de 30 a 40 m según se avanza en los puntos kilométricos.

El deslizamiento se observa con claridad en la superficie de la ladera, pero además

tiene una serie de claras evidencias que ayudan a su delimitación exacta:

- grieta en la calzada entre los P.K. 369+503-369+508 (5 m), con geometría

semicircular y situada en la margen derecha de la calzada (foto 1, apéndice

3).

- grieta en la calzada entre los P.K. 369+538-369+555 (17 m), rectilínea,

situada en la margen derecha y paralela al escarpe que se ha desarrollado en

la margen de la calzada (foto 7, apéndice 3).

- hundimiento del terreno anexo a la calzada, incluida la bionda, en el tramo

comprendido entre los P.K. 369+527 y 369+567 (40 m). En la parte central de

24

este tramo se alcanza un desnivel de 1-1,2 m y la calzada se encuentra en

voladizo en este punto, lo que ha obligado a desviar el tráfico pesado

estableciendo un tráfico alternativo por el carril izquierdo (fotos 4 a 6,

apéndice 3).

- rotura y hundimiento parcial del muro de contención de hormigón que discurre

anexo a la carretera por su margen derecha entre los P.K. 369+507-369+538

(fotos 2 a 4 apéndice 3). El muro presenta una fractura en al P.K. 369+527

con una apertura de unos 5 cm, a los 20 m de su inicio (foto 3), y a partir de

ese punto el muro aparece girado y presenta un desplazamiento y

hundimiento progresivos.

- rotura de un antiguo muro de contención que discurre paralelo a la carretera

próximo a la misma, aguas abajo, a la altura del P.K. 369+530.

- acarcavamientos en el terreno en las zonas donde se produce flujo

concentrado de escorrentía, bien procedente de las obras de drenaje

transversal o por arroyada procedente de la calzada (fotos 9, 11, 13, 14, 15,

17, 18 y 22, apéndice 3).

- descalce incipiente de los elementos de contención de la carretera, como es

el muro de hormigón existente entre los P.K. 369+584-369+592 (foto 10) y el

muro de mampostería con dos pequeños tramos de hormigón entre los P.K.

369+605-369+625 (fotos 11 a 14, apéndice 3).

- presencia de eucaliptos arrancados y desplazados en toda la zona. Los de

mayores dimensiones consiguen sostener el terreno que les rodea, dando

lugar a unos tramos aislados no desplazados en su entorno, si bien en ellos

se observan grietas en el terreno e inclinación de los árboles (fotos 2 y 6).

- acumulación de materiales movilizados al pie de la zona inestable, junto al

camino que discurre por la base, asociados sobre todo en las vaguadas de

concentración de escorrentía. Aterramiento y ocupación del camino por los

abanicos de materiales arrastrados (fotos 20 a 22, apéndice 3).

- socavación del pie de la ladera por la acción de los temporales marinos y el

oleaje, así como en las zonas de concentración de escorrentía (fotos 23 a 26,

apéndice 3).

25

El deslizamiento principal solo afecta al entorno de la carretera nacional N-340 y a la

ladera en el lado derecho (aguas abajo), no extendiéndose aguas arriba de la

misma. La cabecera del deslizamiento se sitúa en el lado derecho de la carretera,

alineado con la calzada, mientras que la base del deslizamiento coincide con el

camino que discurre por el pie de la ladera.

Se trata de un proceso de inestabilidad caracterizado por un escaso espesor de

material afectado, generalmente menor de 5 m, que moviliza el terreno en superficie,

constituido por depósitos coluviales y sobre todo esquistos alterados. Por el contrario

la extensión de la zona afectada es comparativamente muy elevada. El efecto

erosivo de la escorrentía procedente de la calzada y de las obras de drenaje

transversal, junto con la saturación del terreno y la elevada pendiente de la ladera,

son las causas principales del proceso estudiado.

La actividad del proceso de inestabilidad es elevada, observándose sobre el terreno

el desplazamiento de este durante un episodio de fuertes lluvias en el entorno de los

acarcavamientos generados por la concentración de escorrentía.

Entre la coronación de la zona inestable situada en la carretera y el pie del

deslizamiento en el camino que discurre por la base de la ladera hay un desnivel

creciente de 20 a 50 m y una distancia horizontal, también creciente, de 30 a 60 m.

La ladera presenta en esta zona una inclinación media de 37º-39º en el tramo

comprendido entre la carretera y el mar, salvo en el pie de la ladera, donde

generalmente la pendiente es mucho más acusada, con una inclinación de 45º-50º o

incluso superior, como consecuencia de la acción marina. Se observa distinto grado

de actividad, siendo mayor la actividad en el entorno de los acarcavamientos que se

han originado por la concentración de escorrentía.

5.2.2. DESLIZAMIENTOS MENORES AL PIE DE LA LADERA

Se han detectado deslizamientos menores en el pie de la ladera, originados por la

acción litoral, localizados entre los P.K. 369+550-369+580, 369+608-369+640 m(1)) y

26

entre los P.K. 369+653-369+735) (nota(1): la longitud del tramo no coincide con los P.K. de la calzada,

al encontrarse en una zona de curva y a cierta distancia de la carretera) (fotos 23 a 26, apéndice 3).

El origen de estos deslizamientos se encuentra en la acción del oleaje durante los

temporales sobre el pie de la ladera. En toda esta zona la base de la ladera se

encuentra verticalizada por dicho proceso, que favorece el desarrollo de

deslizamientos de carácter local como los observados. Estos a su vez provocan una

pérdida de confinamiento del conjunto de la ladera favoreciendo su inestabilidad.

Este conjunto de deslizamientos tienen dimensiones reducidas y presenta una

geometría semicircular en la coronación. Tienen siempre un carácter local y se

encuentran todos al pie de la ladera (figura 6 y plano del apéndice 1), donde se

observa la erosión del material del pie y el consecuente descalce de los depósitos

coluviales y roca alterada. La parte inferior de la ladera que se ve afectada por los

deslizamientos está verticalizada respecto al resto de la misma por el dicho efecto,

favoreciendo el desarrollo de estos procesos.

5.2.3. DESLIZAMIENTO DEL TALUD IZQUIERDO DESMONTE

En este tramo se observa un deslizamiento que afecta al talud izquierdo de la

carretera, en la base de la ladera que continúa ascendiendo por el lado izquierdo

(fotos 27 a 30, apéndice 3). La ladera está constituida en este punto por esquistos

alterados y depósitos coluviales y delimitada lateralmente por afloramientos de

esquistos sanos junto a la carretera.

En estos materiales se ha producido un deslizamiento somero que más bien podría

definirse como una degradación superficial del talud por afluencia de agua de la

ladera en combinación con una zona de pendiente apreciable (40-45º) y con

presencia de un mayor espesor coluviales y roca alterada. El espesor de material

movilizado alcanza unos 5 m en su parte central.

27

El deslizamiento observado, de carácter superficial, no supone una afección para la

carretera, salvo que ocasiona aterramientos en periodos lluviosos, y no tiene

conexión con los deslizamientos de la ladera aguas abajo. En este caso se observa

el escarpe que delimita la zona inestable, pero no hay evidencias de un

deslizamiento profundo en la ladera.

Sin embargo, el deslizamiento lo que si propiciará es una acumulación de material

movido en el muro de contención existente en la margen izquierda de la carretera,

que en el entorno del P.K. 369+608 aparece agrietado y deformado (foto 27,

apéndice 3). Este muro requiere una limpieza periódica para eliminar el material

acumulado en su trasdós.

A la zona inestable, que constituye una zona de suave vaguada respecto al terreno

que la rodea, llega el agua de escorrentía superficial procedente de la ladera y de los

desagües de los invernaderos situados aguas arriba. Como ocurre con los

deslizamientos observados en el lado opuesto de la carretera, la concentración de

agua de escorrentía es un factor determinante en el proceso de inestabilidad.

P.K. 369+653 P.K. 369+608

Escala 50 m

P.K. 369+580 P.K. 369+550

DESLIZAMIENTOS INCIPIENTES

DESLIZAMIENTOS CON MAYOR ACTIVIDAD

P.K. 369+503

P.K 3

TRAMO CON AFECCIÓN POTENCIAL P.K. 369+503-369+527 (24 m) P.K. 369 7 P.K. 369+660

P.K. 369+567

TRAMO CON AFECCIÓN POTENCIALP.K. 369+567-369+660 (93 m) P.K. 369+680

P.K. 369+608 TRAMO DE CARRETERA AFECTADOP.K. 369+527-369+567 (40 m)

28

Figura 5: Representación de los deslizamientos observados sobre la fotografía aérea de la ladera.

+52

. 369+50

5.3. FACTORES DESENCADENANTES

Los factores cuya influencia representa la causa directa de los procesos de

inestabilidad que se observan en la ladera y que afectan a la carretera N-340 entre

los PP.KK. 369+450 y 369+700, y a otros puntos de la ladera, son los siguientes:

El agua: En el reconocimiento del terreno ha podido detectarse presencia de

agua en el terreno, en forma de escorrentía superficial y de saturación del terreno

en la parte inferior del deslizamiento principal, junto al camino que discurre por la

base de la ladera. En los sondeos mecánicos se observan evidencias de

presencia de agua en el terreno, como son las fracturas oxidadas entre los

fragmentos de esquistos, detectándose además un posible nivel colgado

actualmente a 5-6 m de profundidad bajo la calzada (que en parte es atribuible al

agua de perforación de los sondeos). En periodos lluviosos se produce una

importante infiltración en el terreno, hecho este favorecido por la concentración

de escorrentía en la carretera, y a favor de las obras de drenaje transversal de la

misma. La permeabilidad de los depósitos coluviales y los esquistos alterados es

muy superior a la del sustrato rocoso sano, por lo que la acumulación de agua se

produce en los 8-10 m superficiales, favoreciendo el movimiento del terreno

respecto a los esquistos poco alterados. La saturación del terreno conlleva un

aumento de su peso y una disminución de sus propiedades resistentes

(disminución de las tensiones efectivas), por lo que favorece la inestabilidad. Los

procesos de inestabilidad que han tenido lugar en el talud izquierdo de la

carretera provocaron la obstrucción de la cuneta y la circulación de agua sobre la

calzada, la cual se derramó hacia la ladera por la zona en la que se observan los

mayores daños en la carretera.

Condiciones geomorfológicas: La pendiente de la ladera en el tramo

comprendido entre la carretera y el mar (37º-39º), con un aumento de la

pendiente en la base de la misma por la acción litoral, favorece claramente el

desarrollo de movimientos gravitatorios. Esta geometría de la ladera favorece el

desarrollo de procesos de inestabilidad, sobre todo si el fenómeno se alimenta

con la erosión continua al pie.

30

Características geotécnicas: Los procesos de inestabilidad afectan a los

depósitos coluviales y a los esquistos alterados de la Unidad Melicena,

manteniéndose intacto el sustrato de esquistos menos alterados. La alteración de

la roca en superficie es evidente en toda la ladera, si bien el espesor de

materiales más alterados no supera los 5-7 m, no encontrándose en este caso un

contraste con una roca de buena calidad, sino que la mejora es progresiva. Esta

disminución del grado de alteración y aumento de la resistencia de la roca en

profundidad condiciona que el proceso de rotura se desarrolle únicamente en los

materiales cuya resistencia al corte es comparativamente mucho menor.

Condiciones estructurales: Los esquistos presentan unos planos de

anisotropía muy marcados (esquistosidad) cuya orientación y buzamiento no

favorece claramente la inestabilidad, al tener una orientación transversal a la

ladera, pero no representa un obstáculo al desplazamiento del terreno. En la

zona de estudio se han medido buzamientos de los planos de esquistosidad de

30º a 45º hacia S-SW (hacia los 170º-210º), mientras que los deslizamientos se

producen hacia el SE (hacia los 130-140º). El buzamiento aparente de la

esquistosidad en la dirección de máxima pendiente del terreno es de unos 15-

20º, lo cual no es favorecedor de los procesos de inestabilidad, pero tampoco

impide los movimientos. En este caso el control estructural de la roca no se pone

de manifiesto, como en otros casos del entorno próximo, por la orientación de la

ladera en este tramo. La carretera tiene una dirección ENE-WSW en este punto

Erosión litoral: El proceso de inestabilidad se encuentra acentuado, en este

caso, por los procesos de erosión que se producen en el pie de la ladera debido

a la dinámica litoral. En este caso este no es el principal fenómeno

desencadenante de la inestabilidad, pero es un agente más que, en este caso,

no permite la acumulación del material movilizado en el pie, que es el proceso

natural de estabilización.

Estabilización deslizamiento. Carretera N 340

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