ESTUDIO GEOTÉCNICO Y SOLUCIÓN A NIVEL DE INGENIERÍA …

Mayo 2007

ESTUDIO GEOTÉCNICO Y SOLUCIÓN

A NIVEL DE INGENIERÍA BÁSICA EN

EL KM. 484 OLEODUCTO NOR-

PERUANO

Hernán Ernesto Aguirre Castro

Piura, 16 de Mayo de 2007

FACULTAD DE INGENIERÍA

Departamento de Ingeniería Civil

ESTUDIO GEOTÉCNICO Y SOLUCIÓN A NIVEL DE INGENIERÍA BÁSICA EN EL KM. 484 OLEODUCTO NOR-PERUANO

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U N I V E R S I D A D D E P I U R A FACULTAD DE INGENIERÍA

“ESTUDIO GEOTÉCNICO Y SOLUCIÓN A NIVEL DE INGENIERÍA BÁSICA EN EL KM. 484 OLEODUCTO NOR-PERUANO”

Tesis para optar el Título de:

Ingeniero Civil

HERNÁN ERNESTO AGUIRRE CASTRO

Piura, mayo 2007

Prólogo

Los deslizamientos son los tipos más comunes de remociones de masa y también

los que más problemas traen consigo, debido a los grandes volúmenes de material que arrastran cuando se producen. En el sector del Oleoducto Norperuano identificado como Km. 484 han ocurrido deslizamientos en diferentes épocas, siendo el del año 1999 el más importante por haber afectado directamente el derecho de vía y dejado sin cobertura 30m de tubería.

Es importante mencionar que dada la importancia del Oleoducto Norperuano

como infraestructura vital en el desarrollo socio-económico del país, no se deben escatimar esfuerzos en llevar a cabo los trabajos necesarios para mantener su integridad.

Esta tesis permitirá completar la evaluación geotécnica disponible, definiendo con

mayor precisión las condiciones de estabilidad actuales y potenciales de esta ladera y el riesgo que representa para la integridad del ONP, así como conceptuar dentro de niveles técnicos confiables alternativas de solución a nivel de ingeniería básica, determinar los estudios e investigaciones complementarias para el diseño de la alternativa más viable técnica y económicamente, estimando el costo de los mismos, en caso de ser estos últimos necesarios.

Para finalizar, quiero expresar mi gratitud al departamento y a todo el personal de

la Unidad Mantenimiento de Línea de Estación Nº 7, Operaciones Oleoducto, Petróleos del Perú; en especial a la supervisión del grupo Derecho de Vía (Ing. Felix Hurtado S. e Ing. Carlos Centeno S.), a mi asesor y co-asesor de tesis del Programa Académico de Ingeniería Civil de la Universidad de Piura y a mi familia, por su invalorable apoyo en la realización de la tesis.

Resumen

El presente trabajo tuvo como objetivo analizar toda la información disponible a la fecha -estudios, controles y monitoreos, etc- sobre la problemática geodinámica de la ladera del Km. 484 del ONP, su alcance y realizar investigaciones teóricas complementarias (modelamientos geomecánicos con el software XStabl), que permitan definir dentro de un rango razonable el riesgo activo y/o potencial que representa esta problemática para la estabilidad física de este tramo del oleoducto y plantear alternativas preventivas y/o correctivas de mitigación o solución de la misma.

Complementariamente y considerando que la carretera Bagua-Mesones Muro se ubica adyacente al ONP, así como también que el centro poblado La Libertad se ubica dentro de su área de influencia, recomendamos se coordinen acciones conjuntas con el MTC, Defensa Civil o la entidad competente para la mitigación de daños futuros.

La alternativa propuesta consiste en una red de drenaje superficial, que permitirá

captar el agua de escorrentía y desaguar las zonas saturadas, mientras las zanjas de coronación interceptarán y conducirán adecuadamente las aguas superficiales minimizando su infiltración y acción erosiva.

i

Índice General

Introducción .………………..……………………………...………….………..1

Capítulo I : Exploración de campo / Estudios específicos.

1.1 Exploración de campo ……………………………………………………………...…3

1.1.1 Economía en investigación y ensayos …………………………………...…...4

1.1.1.1 Geotecnia en el Perú ………………………………………………..5

1.1.2 Muestreo de suelos ……………………………………………………….…..5

1.1.3 Ensayos de laboratorio …………………………………………………….…6

1.1.4 Análisis de datos de laboratorio ……………………………………………...6

1.1.5 Problemas de interpretación ………………………………………….………7

1.2 Estudios específicos …………………………………………………………………..8

1.2.1 Geodinámica externa ……………………………………………………..…..8

1.2.1.1 Agentes geodinámicos principales ………………………….……...8

1.2.1.2 Factores geodinámicos principales ………………………….……...9

1.2.2 Deslizamientos de tierra ………………………………………………….…10

1.2.3 Suelos coluviales …………………………………………………………....11

1.2.3.1 Inestabilidad de suelos coluviales ………………………………...12

1.2.3.2 Características que afectan la estabilidad …………………………12

1.2.4 Estabilidad de taludes ……………………………………………….………14

1.2.4.1 Equilibrio límite y factor de seguridad ……………………...…….15

1.2.5 Riesgo hidrológico ………………………………………………………….18

ii

1.2.5.1 Régimen de lluvias ………………………………………………..19

1.2.5.2 Nivel freático …………………………………………………..….19

1.2.5.3 Presión de poros …………………………………………………..20

1.2.5.4 Deslizamientos relacionados con las aguas subterráneas ……..…..21

1.2.6 Riesgo sísmico ………………………………………………………………21

1.2.6.1 Sismicidad ………………………………………………………...22

a. Magnitud ………………………………………………………………..22

b. Intensidad ……………………………………………………………….22

1.2.6.2 Análisis de amenaza sísmica …………………………………..….24

1.2.6.3 Análisis sísmico de taludes …………………………………..……24

a. Análisis seudoestático …………………………………………………..25

b. Método de las deformaciones ……………………………………….…..25

1.2.7 Técnicas de protección y estabilización de taludes ………………………....26

1.2.7.1 Medidas generales ………………………………………………...27

1.2.7.2 Técnicas para lograr la estabilización de taludes …………………27

a. Conformación del talud o ladera ………………………………………..28

b. Recubrimiento de la superficie ………………………………………….28

c. Control de agua superficial y subterránea ………………………………28

d. Estructuras de contención ……………………………………………….29

e. Mejoramiento del suelo …………………………………………………30

Capítulo II : Descripción del problema.

2.1 Antecedentes ………………………………………………………….……………..31

2.2 Geología y geomorfología de la zona ……………………………………………..…33

2.2.1 Historial geodinámico del área en estudio ……………………………….…33

2.2.2 Geomorfología local ………………………………………………………...35

2.2.3 Marco geológico regional ………………………………………………...…35

2.2.4 Geología local ……………………………………………………………….35

2.3 Análisis preliminar y evaluación de la información disponible en el km. 484 del

Oleoducto Nor-Peruano ……………………………………………………………...36

2.3.1 Investigaciones geotécnicas ………………………………………………...36

2.3.1.1 Respecto a los estudios realizados por las compañías S&Z

Consultores Asociados S.A (1995) y Geotécnica S.A (1999) …….36

iii

2.3.1.2 Respecto a la geofísica. Elaboración de perfiles ……………….…39

2.3.2 Monitoreo inclinométrico (1995) …………………………………………...43

2.3.3 Monitoreo piezométrico (2000) ……………………………………………..47

2.3.4 Monitoreo topográfico (2002) ……………………………………………....49

2.4 Descripción general del área a estudiar ……………………………………………...54

Capítulo III : Análisis de estabilidad.

3.1 Cálculo de F.S y determinación de las superficies probables de falla

…………………………………………………………………………………..……55

3.1.1 Generalidades ……………………………………………………………….55

3.1.2 Aspectos geotécnicos ……………………………………………………….55

3.1.2.1 Criterios de selección de parámetros ccu, c’, φcu y φ’ …..…………56

3.1.3 Modelos geomecánicos …………………………………………………..…57

3.1.4 Análisis de estabilidad ………………………………………………………60

3.1.5 Confiabilidad de los resultados ……………………………………………..62

3.1.5.1 Respecto al análisis pseudo-estático ……………………………....62

3.1.5.2 Respecto al ángulo de fricción interna …………………………....63

3.1.5.3 Respecto a la profundidad del nivel freático ……………………...63

3.2 Cálculo del volumen del material deslizado ………………………………………....64

3.3 Acciones de mitigación generales …………………………………………………...65

3.3.1 Aumentar la resistencia del suelo …………………………………………...65

3.3.2 Disminución de los esfuerzos actuantes en la ladera (descarga de masa)

……………………………………………………………………………….65

Capítulo IV : Obras de mitigación recomendadas.

4.1 Descripción general de las obras ………………………………………………….....68

4.1.1 Trabajos preliminares ……………………………………………………….68

4.1.2 Excavación de cunetas tipo “a” (desagüe de cuencas ciegas)

………………………………………………………………………….……68

4.1.3 Excavación de cunetas tipo “b” (drenaje superficial y zanjas de coronación)

……………………………………………………………………………….68

4.1.4 Limpieza del cauce de quebradas …………………………………………...69

iv

4.1.5 Obras complementarias ……………………………………………………..69

4.2 Presupuesto estimado ……………………………………………………………..…69

Capítulo V : Conclusiones y recomendaciones.

5.1 Conclusiones ………………………………………………………………………...71

5.2 Recomendaciones …………………………………………………………………....71

5.2.1 Recomendación general …………………………………………………….73

Referencias ……………………………………………………………………...75

Anexos

ANEXO I …........................................................................................................................83

ANEXO II ...........................................................................................................................91

ANEXO III ……………………………………………………………………………....131

ANEXO IV ……………………………………………………………………………....153

1

Introducción

Los deslizamientos constituyen un riesgo geológico de origen natural o inducido que debe tenerse en cuenta en la planificación del territorio y en áreas de montaña. Sin embargo la percepción de este tipo de procesos naturales es baja en comparación a las inundaciones, los volcanes y terremotos. Ello se debe al menor número de víctimas mortales producidas por los deslizamientos aunque no ocurre así con las pérdidas materiales originadas por éstos.

En la actualidad existen métodos de cálculo variados para hacer análisis de

estabilidad de taludes, así como también numerosos programas por computadora que fueron desarrollados en los años ochenta para simplificar el cálculo. Pero hay que tener en cuenta que los softwares muchas veces no incluyen propiedades y factores fundamentales que intervienen en la realidad y que hacen el problema mucho más complejo.

Los flujos de remoción de masas son comunes a lo largo de la ruta del Oleoducto Norperuano, específicamente dentro del área del Pongo de Rentema. Esta tesis sirve para estudiarlos y proponer obras de mitigación en una zona específica como es el Km. 484.

Se estimó conveniente complementar mediante investigaciones cualitativas y semi cuantitativas los alcances y potencial de riesgo que representa el proceso geológico activo sobre este tramo del oleoducto, es por ello que el mes de noviembre del 2004 Petroperú S.A – Operaciones Oleoducto aprobó el tema de tesis titulado “Estudio geotécnico y solución a nivel de ingeniería básica en el Km. 484 Oleoducto Norperuano” para disponer de un elemento de juicio adicional de evaluación y diagnóstico del problema y el planteamiento de alternativas de solución a nivel de ingeniería básica dentro de rangos confiables de aplicabilidad.

El orden seguido en este estudio obedece a un mejor entendimiento de la

información presentada, interpretada y analizada. Así, este estudio se ha dividido en cuatro partes.

En el primer capítulo se hace un reconocimiento e identificación de las áreas problema en campo y gabinete. Mediante los aspectos teóricos se muestran las causas más comunes que originan la remoción de masas, así como también se hace un análisis del riesgo sísmico e hidrológico y finalmente se exponen algunas técnicas de protección y estabilización de taludes.

El segundo capítulo se centra en la evaluación y análisis preliminar de la información recopilada en el Anexo II, relacionada con los informes de las diferentes consultorías hechas en este tramo del ONP.

2

Seguidamente, en el tercer capítulo se correlaciona la información de las etapas anteriores. Se llevó a cabo la modelación matemática de la ladera donde se emplaza el ONP, teniendo como base la geofísica. El análisis de estabilidad de taludes se hizo con el software XStabl v.5.202. Es importante tener en cuenta que en esta etapa los factores de seguridad obtenidos son sólo referenciales y en ningún caso determinantes por las razones expuestas dentro de este capítulo.

En el cuarto capítulo se determina la alternativa más adecuada. Dado que el factor desencadenante de los deslizamientos son las fuertes lluvias sobre el área, se justifica y desarrolla de manera general las obras de drenaje a ejecutar. Finalmente se estimaron costos referenciales.

Capítulo I

Exploración de campo / Estudios específicos 1.1 Exploración de campo. Las diferentes modalidades y tipo de deslizamientos conllevan organizar métodos y procedimientos de estudio para definir dentro de rangos confiables los factores que intervienen en estos procesos y causas que los originan para desarrollar un diagnóstico eficiente así como las acciones preventivas y/o correctivas viables, técnica y económicamente. De forma general la exploración de campo en este tipo de investigaciones consta de las siguientes etapas. Recopilación y análisis de información existente. En esta etapa se obtiene la información disponible sobre el área de estudio relacionada con cartografía (planos, mapas), fotografías aéreas, meteorología, hidrología, etc. Es importante recopilar la información histórica así como los testimonios de los residentes. Toda esta información debe ser evaluada, definir su confiabilidad, y llevar a plantearse hipótesis para planificar las investigaciones posteriores. Investigación de campo, gabinete y laboratorio. En el caso de no existir información cartográfica detallada se debe ejecutar ésta o complementarla a la escala más conveniente para el nivel de investigación (factibilidad o ingeniería de detalle). Generalmente la etapa de campo se inicia con la evaluación geológica y geomorfológica del área, la definición de los alineamientos de las prospecciones geofísicas consideradas y, dependiendo de las características geológicas determinadas directamente, presencia de afloramientos, litología y posición espacial “rumbo y buzamiento”, se ubican las perforaciones o sondajes diamantinos, calicatas o trincheras, las cuales pueden ser reajustadas con los resultados de las investigaciones geofísicas. Los ensayos de mecánicas de suelos o rocas pueden ejecutarse directamente en el campo (calicatas o sondajes), densidad de campo, SPT, RQO, etc y otros necesariamente deben ejecutarse en laboratorios para lo cual deben extraerse las correspondientes muestras de los materiales identificados. Toda la información recopilada en campo, junto a los resultados de los ensayos es interrelacionada para interpretarla y llegar al diagnóstico del problema, así como la evaluación y selección de las alternativas de solución, las cuales pueden ser de carácter preventivo y/o correctivo.

4

1.1.1 Economía en investigación y ensayos. En ingeniería la etapa de investigación del sitio y ensayos de suelo es la mayor fuente de incertidumbres. No importa qué tan extensos sean, siempre hay alguna duda que si los sondajes retratan con precisión las condiciones del subsuelo, si las muestras son representativas, y si las pruebas están midiendo las propiedades del suelo correctamente. Los ingenieros intentan compensar estas incertidumbres aplicando factores de seguridad en sus análisis. Desgraciadamente, esta solución aumenta los costos de la construcción. En un esfuerzo por reducir el nivel conservador en el diseño de obras de ingeniería, el ingeniero puede escoger un programa de ensayos e investigación más extenso para definir mejor el suelo. La inversión que demandan estas investigaciones permitirá una disminución de los costos de construcción, como se muestra en la figura 1.1. Sin embargo, después de cierto punto el costo de investigaciones y ensayos adicionales no es significativo en la reducción de los costos de construcción. El mínimo en esta curva representa el nivel óptimo de las investigaciones y ensayos(1).

Figura 1.1 Eficacia de los costos de programas amplios de investigación y ensayo.

Es importante hacer notar que dada la importancia del Oleoducto Norperuano como infraestructura vital en el desarrollo socio-económico del país, incluyendo la seguridad nacional, no se debe escatimar en ejecutar las investigaciones geotécnicas que el caso requiera. El ingeniero de acuerdo a su experiencia definirá la cantidad de ensayos menos precisos (SPT) u otro tipo de ensayos de mayor precisión pero también más costosos (PMT). Se dice que la prueba más rentable es la que tiene una variabilidad consistente con la variabilidad del perfil del suelo. Así, unas pocas pruebas precisas podrían ser apropiadas en

PROGRAMA DE INVESTIGACION Y ENSAYO MAS AMPLIO

INC

REM

ENTO

DE

CO

STO

S (n

o es

tá a

esc

ala)

costos del programa de investigación y ensayo

costo de la construcción

costo total del proyecto

Mínino Costo Total

Opt

imo

nive

l de

Inve

stig

ació

n y

Ensa

yo

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un depósito de suelo uniforme; pero más puntos de prueba, aún cuando ellos son menos precisos, es más valioso en un depósito errático. 1.1.1.1 Geotecnia en el Perú. En el Perú es notoria la deficiencia de no recolectar información técnica, aparentemente se tiene la idea errada que invertir poco o nada en la investigación geomecánica y estudios de suelos y rocas significa ahorro para la obra, sin caer en cuenta que en realidad el sobredimensionamiento de las mismas es lo que hace que una obra en particular sea más costosa. Un programa de investigación y ensayos generará normalmente cantidades grandes de datos aunque sólo se ensaya una porción pequeña del suelo. El ingeniero debe sintetizar e interpretar estos datos para ser usados en los análisis y en el diseño. La investigación y los ensayos siempre involucran incertidumbres y riesgos. Éstos pueden reducirse pero no eliminarse, taladrando más sondajes, recuperando más muestras y ensayando un mayor número de pruebas. Sin embargo hay límites económicos para tales propósitos, así que es importante que el ingeniero encargado de la investigación determine la cantidad y tipo de investigaciones que demanden un mayor costo efectivo. 1.1.2 Muestreo de suelos. El muestreo e identificación de materiales del subsuelo, implica técnicas complejas acompañadas de procedimientos e interpretaciones diferentes, las cuales están influenciadas por condiciones geológicas y geográficas, por el propósito de la investigación y por los conocimientos, experiencia y entrenamiento del personal ejecutor. Una investigación consistente y el uso de procedimientos adecuados para el muestreo del suelo facilitarán la correlación de los respectivos datos con propiedades ingenieriles del terreno como plasticidad, permeabilidad, peso unitario, compresibilidad, resistencia y gradación. La investigación sub-superficial del suelo deberá proporcionar muestras de suelo suficientemente grandes y de calidad tal, que permitan determinar la clasificación del mismo, y las propiedades de ingeniería pertinentes al diseño propuesto. Sobre la ladera en estudio del Km. 484 del ONP, se obtuvieron muestras representativas del suelo a cada metro en cada una de las calicatas proyectadas. Preliminarmente se proyectaron tres (03) calicatas de 5m de profundidad, pero las condiciones del suelo no lo permitieron; por lo que se reconsideró la ubicación y número de las excavaciones, ejecutándose finalmente cinco (05) calicatas de 3m de profundidad, las cuales se ubicaron en zonas donde no se había muestreado el terreno anteriormente. El tamaño y tipo de la muestra requerida dependió de los ensayos in-situ y de laboratorio que se iban a efectuar. Las calicatas y sondeos tanto actuales como antiguos han sido ubicados en la figura 1.2. En el Km. 484 no fue posible extraer muestras inalteradas ya que el suelo, donde se ubicaron las calicatas, no presentaba las condiciones necesarias para ello, la principal causa fue la imposibilidad de hacer el tallado de la muestra de suelo sin disturbarlo. Sólo se obtuvieron muestras alteradas para el análisis en laboratorio. Las calicatas sirvieron para corroborar que las propiedades de los suelos se mantuvieron invariables respecto a las halladas por las empresas S&Z y Geotécnica S.A los años 1994 y 1999 respectivamente.

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1.1.3 Ensayos de laboratorio. Los ensayos realizados en el Km. 484 para obtener las propiedades de los suelos así como su clasificación SUCS son los siguientes: • Densidad de campo (método del cono de arena). • Humedad o contenido de agua. • Límites de Atterberg o plasticidad (LL, IP). • Distribución granulométrica (análisis granulométrico por tamizado). 1.1.4 Análisis de datos de laboratorio. Para el desarrollo del presente trabajo, los ensayos de laboratorio así como el muestreo del suelo se complementaron y realizaron en el Laboratorio de Ensayo de Materiales de Construcción de la Universidad de Piura (LEMC – UDEP). Estos ensayos consistieron en: Análisis Granulométrico por tamizado; LL, LP e IP; Densidad de Campo y Contenido de Humedad. Los resultados se resumieron en las tablas 1.1a y 1.1b.

Figura 1.2 Esquema de ubicación de calicatas y sondeos. OA: ojo de agua

Tabla 1.1a Resultados de pruebas de laboratorio (UDEP).

Calicata Nº

Prof. Cal. (m)

LL (%)

IP (%)

Material grueso* (%)

Grava (%)

Arena (%)

Arcilla (%)

C-1 3.00 35 19 24 28 16 56 C-2 3.00 34 18 22 30 15 55 C-3 3.00 44 25 30 37 12 51 C-4 3.00 42 21 10 28 18 54 C-5 3.00 43 23 11 18 17 65

* Material grueso anguloso > 10” (bolones) / Fuente: (2)

TORREOA

OAOA

OA

OA

OA

OA

OA

OA

R I O

M A R A Ñ Ó N

O L E O D U C T O 36"

B R I D A 01B R I D A 02

7

Tabla 1.1b Características más importantes de las calicatas (UDEP). Calicata SUCS Descripción del Suelo Densidad Natural (gr/cm3) ω

(%) Húmeda Seca

C-1 1m

CL arcilla gravosa de baja plasticidad con arena, presenta bolonería

1.92 1.76 9.25 2m 2.03 1.83 10.72 3m 2.06 1.87 10.29

C-2 1m


2.05 1.85 10.67 2m 2.23 1.99 11.68 3m 2.08 1.92 8.20

C-3 1m

CL arcilla gravosa de baja plasticidad, presenta bolonería

2.06 1.80 14.49 2m 1.94 1.70 14.35 3m 2.09 1.84 13.59

C-4 1m


1.94 1.82 6.28 2m 1.92 1.81 6.06 3m 1.86 1.70 9.87

C-5 1m


2.21 2.00 10.64 2m 2.01 1.82 10.22 3m 1.98 1.80 10.19

Fuente: (2) La heterogeneidad de los suelos analizados pone en evidencia, tal como se aprecia en su densidad natural, que el terreno es más denso desde el nivel superficial hasta el primer metro y luego se torna menos denso. En cuanto a los límites de Atterberg y a la densidad natural, se verificó la similitud con los valores hallados por S&Z y Geotécnica S.A para las calicatas cercanas entre sí. No siendo así para los valores de humedad relativa, ya que este parámetro es más variable con el tiempo. El suelo arcilloso con regular contenido de grava y material grueso se distribuye en toda la ladera inestable, en algún caso saturado, sobre todo en las partes bajas de los deslizamientos ocurridos. La calicata C-3 presenta la mayor humedad por ubicarse cerca a un flujo de agua procedente de afloramientos acuosos en la parte alta del terreno. Por el contrario la calicata C-4 se encuentra ubicada en una zona donde el nivel freático se encuentra por debajo de los 40m. 1.1.5 Problemas de interpretación. El trabajo de campo es el más costoso y el que mejor información puede proveer para un análisis detallado conjuntamente con el del laboratorio. En contraste, el análisis de la información y modelación es más económico. El anterior problema ha conducido con mucha frecuencia a que se realizan evaluaciones numéricas muy precisas, utilizando información de muy baja calidad o inexistente. En el caso de problemas de taludes, el planteamiento de una teoría sin comprobación puede conducir a errores de análisis que conducen necesariamente, a la elección de soluciones equivocadas y en ocasiones a provocar deslizamientos mayores que el que se pretende estabilizar. Después de obtenida la información se debe proceder a su análisis para la toma de decisiones y es ésta la etapa más importante del programa de investigación y en ocasiones se toman decisiones equivocadas por la falta de un análisis racional y completo de la información.

8

1.2 Estudios específicos. 1.2.1 Geodinámica externa. Los fenómenos geodinámicos como huaicos, deslizamientos, inundaciones, etc, ocurren desde tiempos geológicos pasados en la superficie de la tierra como parte de su evolución natural. Esta superficie sobre la cual habitamos, se encuentra sometida a procesos geomorfológicos que la desgastan y modelan bajo la acción directa e indirecta de agentes geodinámicos. En este proceso de origen natural, el hombre tiene una mayor intervención en la generación de fenómenos geodinámicos y determina que sus efectos sean mayores. Los desastres en el Perú se manifiestan en todo su territorio debido a las características geológicas muy variadas, geomorfológicas y climatológicas, que conllevan un comportamiento geodinámico activo: huaicos, deslizamientos, inundaciones, etc. Asimismo, el manejo inadecuado de los recursos naturales conlleva la destrucción del entorno ecológico y propicia el desarrollo de fenómenos geodinámicos. Además de los procesos arriba indicados existen procesos de geodinámica interna que se originan dentro de la tierra y otros generados por la interacción de la hidrósfera y la atmósfera sobre la corteza terrestre, como huracanes, ciclones, etc. La geodinámica externa aplica otras disciplinas como la geomorfología, hidrología, metereología, tectónica, sedimentología, fotogeología, etc, para investigar y diagnosticar los factores que generan este tipo de procesos y sus consecuencias. 1.2.1.1 Agentes geodinámicos principales.(3) Los factores que inciden en la ocurrencia de procesos geodinámicos externos son los siguientes. A g u a . Es el principal y su acción modeladora de la superficie es de alcance global. Actúa en todas las etapas o fases de los ciclos de erosión y sedimentación tales como: • Meteorización química de los materiales rocosos. • Remoción de dichos materiales. • Acumulación de los sedimentos o la sedimentación propiamente dicha, generalmente en

cuencas de ríos, lagos y mares. De la lluvia que cae en una región, parte de ésta se infiltra en el terreno saturándolo. La cantidad de agua que excede la capacidad de infiltración del terreno, se escurre por la superficie, vertientes y laderas formado las "arroyadas difusas", denominadas también "aguas salvajes"; estas a su vez dan origen a los torrentes y finalmente a los ríos que alimentan lagos, lagunas y mares.

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S o l . Al igual que el agua, interviene en todos los procesos que ocurren en la tierra. Mediante las variaciones de temperatura, influye directamente en la actividad del agua y el viento, propiciando cambios en el estado o resistencia de los cuerpos (dilatación, contracción y ruptura, etc). G r a v e d a d . La fuerza de gravedad es un agente inherente a la dinámica de la tierra, se presenta en todos los procesos y fenómenos que tienen lugar en la superficie; su acción es más evidente en los fenómenos de remoción en masa ya que facilita la caída de los cuerpos. V i e n t o . Al igual que el agua, el viento ejerce una acción de movilización o transporte y otra de erosión pero de naturaleza totalmente distinta. La acción de viento (acción eólica), se produce en toda su extensión en los desiertos, en regiones de clima extremadamente seco donde existe muy poca vegetación y en regiones tropicales, acompañado por precipitaciones pluviales a modo de tormentas. O r g a n i s m o s v i v o s . La actividad que realizan los seres orgánicos sobre la superficie terrestre, casi siempre ha pasado desapercibida. Actualmente no se puede desconocer su importancia en la movilización de los suelos y su modelado. Estas actividad son realizadas desde seres unicelulares hasta los más evolucionados como el hombre y todos contribuyen en mayor o menor magnitud en la formación de las formas en el relieve terrestre. 1.2.1.2 Factores geodinámicos principales.(3) La formación y desarrollo de los fenómenos geodinámicos están condicionados a diversos factores que determinan su intensidad, magnitud y frecuencia. Alguno de estos factores tienen una participación estática, mientras que los otros son activos o desencadenantes. L i t o l ó g i c o s . Las rocas que afloran en un lugar según sea su naturaleza, composición mineral o propiedades físicas y químicas, van a tener un determinado comportamiento y modo de evolucionar en el ambiente en que se encuentran. Así tendremos por ejemplo: rocas duras, macizas, débiles, no consolidadas, inestables, etc, que dan lugar a los materiales de carga que posteriormente serán removidos. E s t r a t i g r á f i c o s . Se refiere al modo en que yacen o están dispuestas las rocas, lo que determina su estabilidad o inestabilidad. Su espesor o intercalación en rocas competentes e incompetentes, permeables o impermeables determinan sus condiciones y respuestas al ambiente y climatología. T e c t ó n i c o s . Está vinculado al tipo, modalidad, magnitud e intensidad de deformación que presentan los afloramientos rocosos tales como: fallas, pliegues, diaclasas que dislocan los macizos y rompen la estabilidad de la estructura primaria de la roca. Por otro lado, se refiere también a la presencia de evidencias del tectonismo reciente o neotectónica como fuente de inestabilidad y deformación, así como de liberación de energía sísmica (zona sismogénica).

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T o p o g r á f i c o s . Son las características morfológicas que presenta la superficie terrestre de determinada área o región que indica su desarrollo y evolución. La pendiente, amplitud, profundidad de dicho relieve determinará el equilibrio o desequilibrio de los materiales que la constituyen y de los procesos geodinámicos que puedan afectarlo. C l i m a t o l ó g i c o s . Las variables climatológicas como temperatura, humedad, precipitación, etc, de acuerdo a su magnitud y ocurrencia determina la velocidad de meteorización de la roca, intensidad, frecuencia, magnitud y susceptibilidad a la ocurrencia de fenómenos geodinámicos. H i d r o l ó g i c o s . Específicamente se refiere a las aguas de escorrentía e infiltración y el nivel de saturación que generan sobre suelos y rocas, su influencia, magnitud y frecuencia originan alteración de las condiciones de estabilidad de laderas y taludes y el riesgo potencial de la generación de procesos geodinámicos. A n t r ó p i c o s . Se refiere a las actividades realizadas directamente por el hombre que altera y rompe el equilibrio del medio natural, por la deforestación por tala de bosques, sobrepastoreo, deficiente infraestructura de riego que alteran y facilitan la remoción de los suelos. También la ejecución de obras civiles, explotación de yacimientos y canteras desestabilizan laderas y generan acumulación y sobrecarga de desmontes y desperdicios en terrenos no apropiados. Todas estas actividades crean condiciones de desequilibrio que aceleran el desarrollo de fenómenos geodinámicos. 1.2.2 Deslizamientos de tierra. Los deslizamientos son movimientos descendentes de una masa de suelo o roca que tiene lugar a lo largo de una o varias superficies definidas que son visibles o que pueden ser inferidas razonablemente o corresponder a una franja relativamente estrecha.

Figura 1.3 Deslizamiento de tierras, Km.484 ONP (junio 2005).

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También se le puede definir como un desplazamiento de terreno sobre una ladera, hacia el exterior de la misma, por acción de la gravedad. Por lo general están asociados a la ocurrencia de lluvias y/o sismos. En nuestro país este tipo de fenómenos han ocurrido en la Costa, Sierra y Selva Alta, su mayor incidencia se presenta en la Sierra y Selva Alta, por las condiciones topográficas, geológicas y climáticas de estas regiones. La susceptibilidad se ha determinado con un alto grado de confiabilidad sólo en algunos lugares como en la zona alta del departamento de Lima y en algunos tramos del Callejón de Huaylas. La evaluación real del peligro de una ladera o talud inestable es difícil preverla, así como su ocurrencia en determinado periodo de tiempo. Las evaluaciones posibles de ejecutar con cierto grado de confiabilidad están referidas a la susceptibilidad de un área a la generación de deslizamientos. Las tres principales condiciones que permite definir la susceptibilidad de un área y la potencial reactivación de un deslizamiento son: primero, la distribución de deslizamientos anteriores; segundo, la relación espacial roca/suelo y tercero la pendiente. Como factores desencadenantes principales son las precipitaciones pluviales y sismos. Así mismo cumplen un importante rol en la ocurrencia de estos procesos la napa freática y sus fluctuaciones. 1.2.3 Suelos coluviales. Se define al colusión como una masa no coherente de materiales sueltos y heterogéneos de suelo o fragmentos de roca depositados por lavado de la lluvia, reptación o deslizamiento, los cuales comúnmente se depositan en la base de las laderas. El suelo coluvial típico es una mezcla de fragmentos angulares y materiales finos, es muy frecuente la ocurrencia de deslizamientos en este tipo de suelos(4). Su espesor puede variar desde unos pocos centímetros a más de 20 metros y se les encuentran relacionados con los suelos residuales. En los suelos coluviales, generalmente se generan corrientes de agua sobre la interfase entre éstos y el material de base. Debe distinguirse entre suelos coluviales secos y saturados, siendo por lo general arcillosos los segundos y de comportamiento friccionante los primeros. Un suelo coluvial arcilloso saturado se encuentra generalmente, en equilibrio límite y cualquier excavación puede iniciar un movimiento. Se han reportado casos en los cuales aparece material menos arcilloso en el contacto coluvión-roca, pero también los hay en que existe una capa delgada de arcilla depositada exactamente sobre la interfase. Las superficies de falla pueden coincidir con el contacto coluvión-suelo residual o pueden ocurrir fallas a través del coluvión. Los coluviones se comportan en forma similar al suelo residual y en ocasiones es difícil diferenciarlos, especialmente cuando solo se dispone de información de sondeos. Es común encontrar suelos coluviales que abarcan áreas de varios kilómetros cuadrados y que presentan varios movimientos relativos diferentes dentro de la gran masa coluvial(4).

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1.2.3.1 Inestabilidad de suelos coluviales. Las fallas en los suelos coluviales generalmente se presentan en dos etapas: la primera etapa produce un deslizamiento rotacional o traslacional, bien sea por la base del suelo o formando una línea a través de este y la segunda etapa produce un flujo de la masa removida. Esto produce un escarpe en la corona del movimiento inicial y una longitud larga de flujo hasta la zona de nueva depositación del coluvión. En ocasiones estos movimientos bloquean los cauces de las quebradas o corrientes de agua. Los coluviones son muy susceptibles a sufrir fenómenos de licuación en sismos debido a su baja cohesión. 1.2.3.2 Características que afectan la estabilidad.(4) T i p o d e m a t e r i a l . Dentro de un determinado suelo coluvial la gradación de las partículas y su densidad varían con la profundidad, siguiendo un patrón irregular a través de la extensión del depósito. El tipo, gradación y propiedades de los suelos afectan el comportamiento de los mismos en cuanto a sus características hidrológicas y mineralógicas, las cuales pueden controlar la resistencia al cortante. Los coluviones de suelos granulares se comportan en forma diferente a los coluviones en suelos arcillosos. Es de gran importancia determinar si la resistencia al cortante es controlada por los clastos en sí mismos o si el porcentaje de matriz es muy alto y es ésta la que controla el comportamiento. Los coluviones clasto-soportados generalmente, son más estables que los matriz-soportados. C o n t e n i d o d e a r c i l l a , h u m e d a d y l í m i t e l í q u i d o . Un factor muy importante es el contenido de arcilla, pues los suelos coluviales arcillosos tienen mayor cohesión y al mismo tiempo mayor espesor. Estos suelos tienden a fluir al aumentar su contenido de agua, especialmente cuando se acerca al límite líquido. Por esta razón es importante analizar la humedad del suelo coluvial en su estado saturado, con el valor del límite líquido, para poder determinar la posibilidad de ocurrencia de flujos de lodos. Generalmente, los suelos coluviales arcillosos tienen baja permeabilidad pero alta porosidad y acumulan grandes cantidades de agua. Estos suelos tienen relaciones de vacío muy grandes que generan humedades fácilmente superiores al límite líquido. Esta característica hace que estos materiales sean muy susceptibles a flujo y a licuación en los eventos sísmicos. P e r m e a b i l i d a d . Los suelos coluviales granulares, aunque porosos, son mucho más permeables y su drenaje, en el caso de lluvias, mucho más fácil. Por esta razón, aunque se trate de suelos granulares, la ocurrencia de licuación es menos común y al ser más densos y tener menor relación de vacíos tienden a movilizarse más lentamente. Las grietas en los coluviones tienden a canalizar el agua infiltrada hacia ciertas áreas seleccionadas, permitiendo la ocurrencia de deslizamientos relativos, de acuerdo a los patrones de agrietamiento. G e o m o r f o l o g í a . Incluye sus características geológicas, tectónicas, pendiente y forma de los coluviones.

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H o r i z o n t e s e s t r a t i g r á f i c o s . Los suelos coluviales generalmente tienen horizontes estratigráficos que representan cambios en las tasas de depositación. Por ejemplo, largos períodos de inestabilidad pueden producir el desarrollo de horizontes orgánicos que luego son cubiertos durante períodos de deposición intensa. Estos horizontes pueden ser observados fácilmente en las excavaciones pero son difíciles de detectar con sistemas convencionales de perforación. S u p e r f i c i e s d e c o r t a n t e . Las lutitas y otras rocas blandas, generalmente producen suelos coluviales de grano fino con proporciones altas de arcilla. El movimiento lento de reptación del suelo produce un alineamiento de los granos de minerales y la creación de numerosas y microscópicas superficies de cortante. Estas superficies reducen en forma importante la resistencia al cortante de los materiales coluviales. S u p e r f i c i e d e b a s e . La superficie base del suelo coluvial puede ser una roca que forma un plano de estratificación uniforme o puede ser una superficie irregular con canales internos. Estos canales en la base del coluvión afectan su estabilidad. E s p e s o r . La velocidad de movimiento en los suelos coluviales depende de su espesor. Los coluviones de gran espesor producen deslizamientos profundos relativamente lentos, mientras los de poco espesor, producen deslizamientos someros de mayor velocidad. H i d r o l o g í a . La lluvia intensa es uno de los mecanismos más comunes de activación de deslizamiento en suelos coluviales. El agua puede concentrarse en ciertos sitios dentro del coluvión formando bolsas y junto con la presencia de canales internos en la base puede generar corrientes o áreas de acumulación en la base. Las diferencias de permeabilidad representan un papel muy importante en las acumulaciones de agua dentro del suelo. Parte del agua acumulada en el coluvión puede provenir no directamente de la lluvia sino de afloramientos internos de agua desde la roca por debajo o lateralmente al coluvión. C o b e r t u r a v e g e t a l . Los suelos coluviales son afectados en forma positiva por el refuerzo de los sistemas de raíces; contrariamente, la pérdida de esta resistencia al deteriorarse las raíces por la deforestación, puede producir grandes deslizamientos. Los sistemas de plantas pueden incrementar la estabilidad de los taludes en altas pendientes. El efecto consiste en agrupar las partículas, de tal forma que éstas sólo puedan moverse en forma integrada, formando una gran masa. En ocasiones las raíces de la vegetación anclan el coluvión a la roca subyacente, especialmente en suelos de poco espesor. S i s m i c i d a d . La sismicidad es un factor importante en la activación de muchos tipos de deslizamiento. Los suelos coluviales como se indicó anteriormente, tienen un alto potencial de licuación, debido a su poca cohesión y a la falta de confinamiento por sus taludes de alta pendiente.

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1.2.4 Estabilidad de taludes. Los parámetros que de alguna manera influyen en la estabilidad de los suelos como son el coeficiente de fricción y la resistencia al corte, así como la descomposición de fuerzas en componentes vectoriales y los momentos que éstas originan con respecto a un punto o línea, se encuentran en los libros de texto sobre ciencias de la ingeniería, por lo que no se explicarán aquí. La aplicación de la teoría de fricción estática y de deslizamiento basada sobre un bloque de material en una superficie inclinada, y la deducción del coeficiente de fricción µ y del ángulo de fricción interna φ (donde µ = tan φ) al análisis de todas las fuerzas que operan dentro de una masa de suelo es complicada, por la naturaleza del material de la superficie en cuestión que a menudo es variable(5). El simple plano superficial de contacto supuesto en la ecuación básica, es sustituido por un gran número de contactos separados en el material real. El tamaño del grano es muy importante en la determinación del comportamiento posterior. Se especifican dos categorías principales de material no consolidado: suelo granular, de grano grueso (también denominado suelo de fricción) y el suelo cohesivo de grano fino como la arcilla. La consistencia del suelo granular se desarrolla por las fuerzas de fricción entre los granos donde se tocan mutuamente, lo cual depende de la forma de cada grano, la distribución por tamaños y el arreglo de los granos o compactación. El arreglo depende de las condiciones de sedimentación en el momento de la formación y en algún grado, por la presión a que se sometió posteriormente la capa. El comportamiento de la arcilla es diferente debido a otras fuerzas, por ejemplo, las electrostáticas y las de tensión superficial que unen los cristales individuales de arcilla. La microestructura de las arcillas es muy importante aquí. Como el material es de origen natural y el grano ha sido clasificado según su tamaño por procesos controlados, hay una tercera posibilidad de tener un tipo de suelo que sea importante en la ingeniería, en el cual las fuerzas de fricción y cohesión actúan juntas; de hecho, hay un paso gradual y continuo de una a la otra(6). Se acostumbra en ingeniería definir la estabilidad de un talud mediante un factor de seguridad (F.S), obtenido de un análisis matemático de estabilidad. El modelo debe tener en cuenta la mayoría de los factores que afectan la estabilidad. Estos factores incluyen geometría del talud, parámetros geológicos, cargas dinámicas por acción de sismos, flujo de agua, propiedades de los suelos, etc. Sin embargo, no todos los factores que afectan la estabilidad de un talud se pueden cuantificar para incluirlos en un modelo matemático. Por tanto, hay situaciones en las cuales un enfoque matemático no produce resultados satisfactorios. A pesar de las debilidades de un determinado modelo, determinar el factor de seguridad asumiendo superficies probables de falla, permite tener una herramienta muy útil para la toma de decisiones. La mayoría de los trabajos sobre el tema, asumen que el suelo es un material isotrópico y han desarrollado métodos de análisis principalmente para superficies circulares o casi circulares. Sin embargo, el mecanismo de falla en materiales residuales, donde aparece el

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suelo, la roca meteorizada y la roca sana, así como formaciones aluviales y coluviales anisotrópicas, requieren de nuevos enfoques y del estudio de superficies de falla no simétricas. C o n d i c i o n e s d r e n a d a s o n o d r e n a d a s . (4) Las fallas de los taludes pueden ocurrir en condiciones drenadas o no drenadas. Si la inestabilidad es causada por cambios en la carga, tal como la remoción de materiales de la parte baja del talud o aumento de las cargas en la parte superior, en suelos de baja permeabilidad, estos pueden no tener tiempo suficiente para drenar durante el tiempo en el cual ocurre el cambio de carga. En ese caso se dice que las condiciones son no drenadas. Generalmente, los suelos tienen permeabilidades suficientes para disipar las presiones de poro en exceso y se comportan en condiciones drenadas. Para tasas normales de carga, que equivalen a meses o semanas, suelos con permeabilidades mayores de 10–4 cm/seg, se consideran drenadas y suelos con permeabilidades menores de 10-7 cm/seg, se consideran no drenadas. Mientras las intermedias se consideran parcialmente drenadas. A n á l i s i s c o n e s f u e r z o s t o t a l e s o e f e c t i v o s . (4) Los problemas de estabilidad de taludes pueden analizarse suponiendo sistemas de esfuerzos totales o efectivos. En principio, siempre es posible analizar la estabilidad de un talud utilizando el método de presión efectiva, porque la resistencia del suelo es gobernada por las presiones efectivas tanto en la condición drenada, como en la condición no drenada. Pero en la práctica es virtualmente imposible determinar con precisión cuales son los excesos de presión de poro que se van a generar por los cambios en las cargas (excavaciones, colocación de rellenos o cambios en el nivel de agua). Debido a esto no es posible desarrollar análisis precisos de estabilidad en estas condiciones, utilizando procedimientos de esfuerzos efectivos. Sin embargo, se puede trabajar todo el análisis utilizando presiones efectivas, sin que se requiera especificar los valores de los excesos de presión de poros en las condiciones no drenadas. 1.2.4.1 Equilibrio límite y factor de seguridad.(4) El análisis de los movimientos de los taludes durante muchos años se ha realizado utilizando las técnicas del equilibrio límite. Este tipo de análisis requiere información sobre la resistencia del suelo, pero no sobre la relación esfuerzo-deformación. El sistema de equilibrio límite supone que en el caso de una falla, las fuerzas actuantes y resistentes son iguales a lo largo de la superficie de falla y su relación es equivalente a un factor de seguridad (a partir de ahora F.S) de 1. El análisis se puede realizar estudiando directamente la totalidad de la longitud de la superficie de falla o dividiendo la masa deslizada en tajadas o dovelas. Cada día se han mejorado los sistemas de dovelas desarrollados a inicios del siglo XX y existen softwares muy fáciles de utilizar. Generalmente, los métodos son de iteración y cada uno de ellos posee un cierto grado de precisión. En la tabla 1.2 se muestra una relación simplificada de los métodos de análisis de estabilidad de taludes con sus respectivas características.

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Tabla 1.2 Métodos de análisis de estabilidad de taludes. MÉTODO SUPERFICIE

DE FALLA EQUILIBRIO CARACTERÍSTICAS

Ordinario o de Fellenius (Fellenius 1927)

Circular De fuerzas

Este método no tiene en cuenta las fuerzas entre las dovelas y no satisface equilibrio de fuerzas, tanto para la masa deslizada como para dovelas individuales. Sin embargo, este método es muy utilizado por su procedimiento simple. Muy impreciso para taludes planos con alta presión de poros. Factores de seguridad bajos.

Bishop Simplificado (Bishop 1955)

Circular De momentos

Asume que todas las fuerzas cortantes entre dovelas son cero. Reduciendo el número de incógnitas. La solución es sobredeterminada debido a que no se establecen condiciones de equilibrio para una dovela.

Janbú Simplificado (Janbú 1968)

Cualquier forma De fuerzas

Al igual que Bishop asume que no hay fuerza de cortante entre dovelas. La solución es sobredeterminada que no satisface completamente las condiciones de equilibrio de momentos. Sin embargo, Janbú utiliza un factor de corrección Fo para tener en cuenta este posible error. Los factores de seguridad son bajos.

Sueco Modificado. U.S. Army Corps of Engineers (1970)


Supone que las fuerzas tienen la misma dirección que la superficie del terreno. Los factores de seguridad son generalmente altos.

Lowe y Karafiath (1960)


Asume que las fuerzas entre partículas están inclinadas a un ángulo igual al promedio de la superficie del terreno y las bases de las dovelas. Esta simplificación deja una serie de incógnitas y no satisface el equilibrio de momentos. Se considera el más preciso de los métodos de equilibrio de fuerzas.

Spencer (1967)

Cualquier forma

Momentos y Fuerzas

Asume que la inclinación de las fuerzas laterales son las mismas para cada tajada. Rigurosamente satisface el equilibrio estático asumiendo que la fuerza resultante entre tajadas tiene una inclinación constante pero desconocida.

Morgenstern y Price (1965)

Cualquier forma

Momentos y Fuerzas

Asume que las fuerzas laterales siguen un sistema predeterminado. El método es muy similar al método Spencer con la diferencia que la inclinación de la resultante de las fuerzas entre dovelas se asume que varía de acuerdo a una función arbitraria.

Sarma (1973)

Cualquier forma

Momentos y Fuerzas

Asume que las magnitudes de las fuerzas verticales siguen un sistema predeterminado. Utiliza el método de las dovelas para calcular la magnitud de un coeficiente sísmico requerido para producir la falla. Esto permite desarrollar una relación entre el coeficiente sísmico y el factor de seguridad. El factor de seguridad estático corresponde al caso de cero coeficiente sísmico. Satisface todas las condiciones de equilibrio; sin embargo, la superficie de falla correspondiente es muy diferente a la determinada utilizando otros procedimientos más convencionales.

Elementos finitos

Cualquier forma

Analiza Esfuerzos y Deformaciones

Satisface todas las condiciones de esfuerzo. Se obtienen esfuerzos y deformaciones en los nodos de los elementos, pero no se obtiene un F.S.

Espiral logarítmica

Espiral logarítmica

Momentos y Fuerzas

Existen diferentes métodos con diversas condiciones de equilibrio.

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El F.S es empleado para conocer cual es el factor de amenaza de que el talud falle en las peores condiciones de comportamiento para el cual se diseña. En 1927 se presentó el factor de seguridad como la relación entre la resistencia al corte real, calculada del material en el talud y los esfuerzos de corte críticos que tratan de producir la falla, a lo largo de una superficie supuesta de posible falla:

cortante al Esfuerzocorte al aResistenci F.S=

En superficies circulares donde existe un centro de giro y momentos resistentes y actuantes:

actuante Momento resistente Momento F.S=

Existen, además, otros sistemas de plantear el factor de seguridad, tales como la relación de altura crítica y altura real del talud y método probabilístico. La mayoría de los sistemas de análisis asumen un criterio de “equilibrio límite” donde el criterio de falla de Coulomb es satisfecho a lo largo de determinadas superficies (tabla 1.1). Se estudia un cuerpo libre en equilibrio, partiendo de las fuerzas actuantes y de las fuerzas resistentes que se requieren para producir el equilibrio. Calculada esta fuerza resistente, se compara con la disponible del suelo o roca y se obtiene una indicación del F.S. Otro criterio es el de dividir la masa a estudiar en una serie de tajadas, dovelas o bloques y considerar el equilibrio de cada tajada por separado. Una vez realizado el análisis de cada tajada se analizan las condiciones de equilibrio de la sumatoria de fuerzas o de momentos.

cortante al Esfuerzocorte al aResistenci F.S

ΣΣ

=

Existen muchos métodos utilizados para el cálculo del F.S, éstos se encuentran descritos en libros de ingeniería para análisis de estabilidad de taludes, por ello no se tocarán en este trabajo, sin embargo se mencionaran a continuación: • Soluciones basadas en ábacos (Taylor, Bishop & Morgenstern, Hoek & Bray, etc) • Método del talud infinito • Método del bloque deslizante • Método Ordinario o de Fellenius (aproximado) • Método Simplificado de Bishop (aproximado) • Método Simplificado de Janbú (aproximado) • Método de Morgenstern - Price (preciso) • Método de Spencer (preciso) • Método de Sarma (preciso) La cantidad de métodos que se utilizan, los cuales dan resultados diferentes y en ocasiones contradictorios, son una muestra de la incertidumbre que caracteriza los análisis de estabilidad. Los más utilizados por los ingenieros geotécnicos en todo el mundo son los simplificados de Bishop y de Janbú, los cuales en su concepción teórica no satisfacen el

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equilibrio de fuerzas o de momentos. Los valores de F.S que se obtienen por estos dos métodos, generalmente difieren en forma importante de resultados utilizando procedimientos que satisfacen el equilibrio, como los de Spencer y de Morgenstern-Price. Aunque una comparación directa entre los diversos métodos no es siempre posible, los F.S determinados con el método de Bishop difieren en aproximadamente 5% con respecto a soluciones más precisas, mientras el método simplificado de Janbú generalmente, subestima el factor de seguridad hasta en un 30%, aunque en algunos casos lo sobrestima hasta en 5%. Los métodos que satisfacen en forma más completa el equilibrio son más complejos y requieren de un mejor nivel de comprensión del sistema de análisis. En los métodos más complejos y precisos se presentan con frecuencia problemas numéricos que conducen a valores irreales del F.S. Por las razones anteriores se prefieren métodos más sencillos y más fáciles de manejar como son los métodos simplificados de Bishop o de Janbú. M é t o d o s n u m é r i c o s y a p l i c a c i o n e s e n c o m p u t a d o r a s . Debido al desarrollo acelerado en los últimos años de los programas de cómputo, se ha visto necesario su empleo para el análisis de estabilidad de taludes. Este sistema ha permitido incorporar más información en los modelos de análisis y permite analizar situaciones que no eran posibles con los sistemas manuales. En la actualidad existen programas comerciales de análisis en computadoras, tales como SLOPE/W, PCSTABL, FLAC, PLAXIS, entre otros; los cuales permiten de una forma rápida y sencilla obtener los factores de seguridad de taludes o laderas con cierto grado de complejidad y por cualquiera de los métodos de análisis. Algunos métodos emplean los elementos finitos, con muy poco éxito en la estabilidad de taludes específicos, y otros emplean análisis de equilibrio por interacción, siendo este último sistema muy empleado a nivel mundial. 1.2.5 Riesgo hidrológico. El nivel de riesgo hidrológico -conceptualizado como la "probabilidad de ocurrencia de un evento hidrometeorológico que exceda un valor específico de daños sociales, ambientales y económicos en un lugar y tiempo dados"- se ha incrementado dramáticamente en las últimas décadas, fundamentalmente como consecuencia de la evolución combinada de tres conjuntos de factores. Primero, el riesgo se ha incrementado por factores naturales tales como: aumento de las precipitaciones como consecuencia de los cambios climáticos producidos por el calentamiento global del planeta que ha hecho estragos en el clima mundial. Segundo, la intervención incontrolada del hombre en las cuencas altas a través de la deforestación, la quema y los incendios forestales, la construcción de obras civiles y la inadecuada utilización de sus suelos, han ocasionado una alteración progresiva de su régimen hidrológico, por lo cual se presentan caudales de estiaje o de verano cada vez más exiguos.

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Y un tercer factor es la probabilidad de ocurrencia de lluvias de alta intensidad sobre la cuenca que puedan superar la capacidad de amortiguamiento de la misma, conduciendo por tanto el acarreo de detritos y originando deslizamientos en suelos susceptibles a ellos. El agua siempre ha sido el factor que más se asocia con las fallas de los taludes en zonas tropicales, debido a que la mayoría de los deslizamientos ocurren después de lluvias fuertes o durante períodos lluviosos. Se describirán los diferentes factores de tipo hidrológico que afectan la ocurrencia de los deslizamientos de tierra. 1.2.5.1 Régimen de lluvias.(4) La precipitación es el volumen o altura de agua lluvia que cae sobre un área en un período de tiempo, la cual tiene una influencia directa en la infiltración y en el régimen del agua subterránea, y a su vez afecta la estabilidad de taludes o laderas. La precipitación promedio en las zonas tropicales es muy superior que en el resto del mundo. Estas lluvias son asociadas principalmente con agrupaciones de nubes que ocurren en la zona de convergencia de vientos. Generalmente estas agrupaciones de nubes arrastradas por los vientos cubren áreas de varios miles de kilómetros cuadrados. Cada región posee un sistema de lluvias que se repite en forma similar cada año. El régimen de lluvias de una región determinada puede ser diferente al de un sitio específico dentro de la misma región, especialmente en zonas de alta montaña y se debe en lo posible, obtener la información precisa de las lluvias en el sitio del talud a estudiar. En la selva peruana generalmente llueve todo el año, presentándose los mayores valores en la selva norte (acumulando cantidades de 2400mm) y parte de la selva central (2800mm). En el Anexo I (figura AI.1) se puede ver el mapa de precipitación anual para el período lluvioso entre los meses de Setiembre y Mayo elaborado por el SENAMHI. 1.2.5.2 Nivel freático.(4) La localización del nivel freático corresponde a la línea de presión de poros igual a cero, equivalente a que la presión neta en el sitio es igual a la presión atmosférica. El nivel de agua determina los niveles de presiones hidrostáticas en una superficie localizada por debajo de ese nivel o los valores de presión negativa o de succión para el suelo por encima. En taludes naturales, la línea del nivel freático general sigue una línea aproximadamente paralela a la superficie del terreno; esta línea sube por el recargue debido a la infiltración. El agua sub-superficial puede dividirse en zonas de presión de poros positiva y negativa. Las presiones de poro positivas son superiores y las negativas son inferiores a la presión atmosférica. La línea divisoria es el nivel freático donde la presión es igual a la presión atmosférica, la cual se designa como presión cero. Por debajo del nivel freático el suelo se encuentra saturado, lo cual equivale a que el agua llena todos los poros de los suelos. El agua existente en la zona de saturación se designa por lo general, como agua freática y su superficie superior es el nivel freático. Cuando las

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circunstancias geológicas y topográficas son más complejas podrá haber más de una zona de saturación y, por consiguiente, más de un nivel freático en una localidad determinada. La elevación del nivel freático de una localidad determinada depende de varios factores, tales como las fluctuaciones de las precipitaciones y de los caudales. El nivel de agua puede tener como base el pie del talud o puede estar suspendido por un manto impermeable dentro del talud. En el primer caso las fallas a producirse serán preferentemente de pie, mientras en el segundo, las fallas tienden a ser la mitad del talud. La configuración del nivel freático depende de la forma del relieve superficial, el cual generalmente tiene contornos menos abruptos que la superficie, ya que también depende de la permeabilidad del terreno y del abastecimiento de agua. Comúnmente, el nivel freático se aleja de la superficie del terreno bajo colinas y elevaciones y se acerca a ella en los valles y muy especialmente en los ríos y en los lagos. Es usual que los períodos de sequía traigan abatimiento importante del nivel freático, en tanto que se eleva tras periodos de fuertes lluvias. Estas fluctuaciones suelen ser muy marcadas en terreno granulares permeables. El nivel de agua cambia con las lluvias y períodos secos en forma muy marcada en formaciones permeables y un poco menos fuerte en las impermeables y se tiene un máximo y mínimo cuya diferencia en algunos casos puede ser hasta de varios metros. El nivel freático puede ascender bruscamente durante un evento lluvioso intenso y bajar nuevamente después de la lluvia. En el análisis de estabilidad es muy importante definir el nivel de agua subterránea y las consiguientes condiciones de saturación y presiones de poros. Un talud seco puede ser estable, mientras el mismo talud no lo puede ser con un determinado nivel freático; así mismo un talud estable puede fallar al ascender el nivel freático. En el caso de taludes importantes es necesaria la colocación de piezómetros para poder cuantificar el valor de presión de poros que puede definir, en un determinado momento, la estabilidad o inestabilidad del talud. 1.2.5.3 Presión de poros.(4) La presión de poros es la presión interna del agua de saturación. La presión de poros dentro del suelo depende de la localización de los niveles freáticos, presiones internas de los acuíferos y las características geológicas del sitio. La presión de poros varía de acuerdo a las variaciones del régimen de aguas subterráneas. Los incrementos de presión pueden ocurrir rápidamente en el momento de una lluvia, dependiendo de la intensidad de la lluvia, de la tasa de infiltración del área tributaria, etc. Un incremento en la presión de poros positiva o una disminución de la presión negativa, equivale a una reducción de resistencia al cortante y de la estabilidad. El valor de las presiones de poro se mide utilizando piezómetros abiertos o neumáticos. Si no hay flujo de agua la presión es hidrostática y la medida del piezómetro coincide con el nivel freático, pero si existe flujo las presiones no son hidrostáticas. En este último caso la presión de poros en cualquier punto dentro de la masa de suelo puede medirse por medio de las redes de flujo, las cuales comprenden las líneas de flujo y las líneas de igual presión de poros.

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Debe tenerse en cuenta el efecto que las discontinuidades tienen en los niveles piezométricos, determinados por las líneas equipotenciales. Las discontinuidades generan diferencias de permeabilidad, las cuales controlan el sistema de presiones dentro del talud. Para el análisis de presiones de poros sobre una superficie de falla se deben tener en cuenta sus condiciones de drenaje. Cuando existe drenaje, la presión de poros disminuye hacia la superficie del talud, pero cuando el drenaje es deficiente se puede presentar un aumento importante de la presión de poros en el pie del talud. 1.2.5.4 Deslizamientos relacionados con las aguas subterráneas.(4) Existen evidencias muy claras de la relación directa entre el régimen de aguas subterráneas debido principalmente a las lluvias y la ocurrencia de deslizamientos de tierra. Adicionalmente a las infiltraciones del agua lluvia puede existir cuerpos de agua (canales, lagunas) arriba del talud en los cuales pueda ocurrir infiltración localizada. Si el régimen de agua del suelo es alterado drásticamente por irrigación, remoción de la vegetación o inundación parcial, se puede producir inestabilidad. El agua al infiltrarse forma varios tipos de corrientes subterráneas que afectan en forma diferente la estabilidad de una ladera. Se recomienda tener en cuenta para el análisis la intensidad de la lluvia en una hora, la lluvia de 24 horas y la lluvia antecedente por períodos hasta de tres meses. 1.2.6 Riesgo sísmico. Los estudios de peligro o amenaza sísmica de un país se realizan para determinar la distribución de valores de aceleración máxima en los suelos para un determinado período de retorno. Los resultados de estos estudios se utilizan en los códigos de diseño sismorresistente y para determinar los sismos de diseño en las obras de ingeniería civil. Los estudios de peligro sísmico son de carácter determinístico y probabilístico. Un estudio probabilístico de peligro sísmico involucra la determinación de las fuentes sismogénicas, las cuales se basan en la tectónica, neotectónica, sismicidad histórica y sismicidad instrumental del país y áreas vecinas(7). En la revisión efectuada a la literatura recopilada se ha determinado la existencia de un estudio para definir las zonas sismogénicas en Perú. Con las zonas o fuentes sismogénicas se realizan estudios estadísticos para determinar la recurrencia sísmica de cada una de las fuentes sismogénicas. Luego se determinan las leyes de atenuación, que pueden ser distintas para cada una de las fuentes sismogénicas, ya sea para sismos de subducción o para sismos continentales. Finalmente se utiliza alguna de las metodologías disponibles para determinar los riesgos anuales de aceleración máxima para distintos puntos en el territorio nacional(7). El estudio revisado fue realizado por el Centro Nacional de Datos Geofísicos - Instituto Geofísico de Perú (Bernal, Tavera & Antayhua, 2002). Adicionalmente se revisó la versión más reciente del Mapa de Distribución de Máximas Intensidades Sísmicas Observadas en el Perú, preparado por el CISMID - Universidad Nacional de Ingeniería 2002. Los eventos sísmicos son capaces de inducir fuerzas de gran magnitud y de naturaleza cíclica, las cuales pueden producir la falla rápida de taludes y laderas. En el caso de un

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sismo existe el triple efecto de aumento de esfuerzo cortante, disminución de resistencia por aumento de la presión de poros y deformación asociados con la onda sísmica; pudiéndose llegar hasta la licuación, en el caso de suelos granulares saturados. Las situaciones se vuelven críticas cuando se combinan altas susceptibilidades debidas a factores topográficos, geológicos, climáticos y sísmicos. Se han dado casos en los cuales sismos de regular magnitud que ocurrieron justo en una temporada de intensas lluvias, encontrando a los suelos saturados sobre áreas de fuertes pendientes topográficas, produjeron deslizamientos muy grandes. 1.2.6.1 Sismicidad. Cuando se produce la fractura de la roca en una zona de falla geológica, la energía liberada es emitida en todas las direcciones. La fuente del movimiento o zona de liberación de energía no es un punto, sino una línea o un área alargada en la dirección de la falla. Los sismos que generalmente producen un mayor daño son los sismos relativamente superficiales. El área de superficie inmediatamente encima del área de liberación de energía se le denomina epicentro o área epicentral. La mayoría de los grandes deslizamientos y agrietamientos del suelo de gran magnitud corresponden al área epicentral y van disminuyendo a medida que el punto considerado se aleja del área epicentral y la intensidad del sismo disminuye. Existen dos parámetros importantes para designar el tamaño y la fuerza de un sismo que son la magnitud y la intensidad(4). a. Magnitud. La magnitud es una medida cuantitativa e instrumental del tamaño del evento, relacionada con la energía sísmica liberada durante el proceso de ruptura en la falla. La magnitud es una constante única que se asigna a un sismo dado y es independiente del sitio de observación. Richter definió la magnitud de sismos locales como: el logaritmo en base 10 de la máxima amplitud de la onda sísmica, expresada en milésimas de milímetro (micrones), registrada en un sismómetro estándar a una distancia de 100 kilómetros del epicentro del evento. La posibilidad de deslizamiento causado por un sismo de magnitud mayor a 6 es muy alta y produciría avalanchas de roca y suelo. b. Intensidad. La intensidad sísmica es un concepto que se aplica a la identificación del grado de destrucción o efectos locales de un terremoto. La intensidad, que es una medida relativa de la fuerza sísmica en un punto determinado, depende de la magnitud del sismo, la profundidad de la zona de liberación de energía, de las características físicas locales del sitio y la distancia del sitio al área epicentral. Ver tabla 1.3.

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Existen fórmulas para relacionar la magnitud y la intensidad como por ejemplo: Magnitud = 1 + 2/3 Intensidad. Esta fórmula, no tiene en cuenta la profundidad de los temblores pero muestra que existe una relación entre las dos formas de medir los sismos.

Tabla 1.3 Escala de intensidad Mercalli modificada. GRADO DESCRIPCION

I No es sentido por las personas, registrado por los instrumentos sismográficos. II Sentido solo por pocas personas en reposo, especialmente en los pisos superiores, objetos

suspendidos pueden oscilar. III Sentido en el interior de las edificaciones, especialmente en pisos superiores, pero muchos

pueden no reconocerlo como temblor, vibración semejante a la producida por el paso de un vehículo liviano, objetos suspendidos oscilan.

IV Objetos suspendidos oscilan visiblemente, vibración semejante a la producida por el paso de un vehículo pesado, vehículos estacionados se bambolean, cristalería y vidrios suenan, puertas y paredes de madera crujen.

V Sentido aún en el exterior de los edificios, permite estimar la dirección de las ondas, personas dormidas se despiertan, el contenido líquido de recipientes y tanques es perturbado y se puede derramar, objetos inestables son desplazados, las puertas giran y se abren o cierran, relojes de péndulo se paran.

VI Sentido por todas las personas, muchos sufren pánico y corren hacia el exterior, se tiene dificultad en caminar establemente, vidrios y vajillas se quiebran, libros y objetos son lanzados de los anaqueles y estantes, los muebles son desplazados o volcados, el revoque y enlucido de mortero de baja calidad y mampostería tipo D* se fisura, campanas pequeñas tañen.

VII Se tiene dificultad en mantenerse parado, percibido por los conductores de vehículos en marcha, muebles se rompen, daños y colapso de mampostería tipo D, algunas grietas en mampostería tipo C*, las chimeneas se fracturan a nivel de techo, caída del revoque de mortero, tejas, cornisas y parapetos sin anclajes, algunas grietas en mampostería de calidad media, campanas grandes tañen, ondas en embalses y depósitos de agua.

VIII La conducción de vehículos se dificulta, daños de consideración y colapso parcial de mampostería tipo C, algún daño a mampostería tipo B*, ningún daño en mampostería tipo A, caída del revoque de mortero y de algunas paredes de mampostería, caída de chimeneas de fábricas, monumentos y tanques elevados, algunas ramas de árboles se quiebran, cambio en el flujo o temperatura de pozos, grietas en terreno húmedo y en taludes inclinados.

IX Pánico general, construcciones de mampostería tipo D totalmente destruidas, daño severo y aún colapso de mampostería tipo C, daño de consideración en mampostería tipo B, daño a fundaciones, daños y colapso de estructuras aporticadas, daños de embalses y depósitos de agua, ruptura de tubería enterrada, grietas significativas visibles en el terreno.

X La mayoría de las construcciones de mampostería y a base de pórticos destruidas, algunas construcciones de madera de buena calidad dañadas, puentes destruidos, daño severo a represas, diques y terraplenes, grandes deslizamientos de tierra, el agua se rebasa en los bordes de ríos, lagos y embalses, rieles de ferrocarril deformados ligeramente.

XI Los rieles de ferrocarril deformados severamente, ruptura de tuberías enterradas que quedan fuera de servicio

XII Destrucción total, grandes masas de roca desplazadas, las líneas de visión óptica distorsionadas, objetos lanzados al aire.

* Ver tabla de clasificación de mamposterías, Anexo I La ocurrencia de un deslizamiento relacionado con un sismo depende de la intensidad del sismo y de otros factores topográficos geológicos e hidrogeológicos. El efecto de un evento sísmico conduce en ocasiones a la desestabilización de un talud. Es evidente que la incidencia de casos de inestabilidad aumenta con la magnitud del sismo, especialmente, cuando la magnitud del sismo es de seis o mayor y la fuente de liberación de energía es poco profunda, caso en el cual la posibilidad de fallas por licuación aumenta.

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La mayoría de los grandes deslizamientos están relacionados con eventos sísmicos de gran magnitud y foco poco profundo en el Cinturón Circumpacífico. En el Perú las principales fuentes sismogénicas están relacionadas con el desplazamiento (subducción) de la Placa de Nazca bajo la Placa Sudamericana y con la deformación continental y los principales sistemas de falla activas. Estos mecanismos originan sismos superficiales e intermedios en todo el país. Ciudades como Moyabamba, son afectadas por sismos asociados a fallas activas (sismos intermedios con profundidades entre 60 y 300km). Según el Instituto Geofísico del Perú (IGP), las intensidades en la Selva Alta varían entre VII y VIII, estando catalogada como zona de sismicidad media. Ver figura AI.2 del Anexo I. La dificultad que se presenta con frecuencia, es la carencia de sistemas que permitan incorporar el análisis sísmico a los métodos matemáticos de análisis de taludes aplicables a suelos residuales. 1.2.6.2 Análisis de amenaza sísmica.(4) El análisis de amenaza sísmica incluye la predicción cuantitativa de la intensidad del sismo en un sitio en particular. Las amenazas pueden analizarse determinísticamente o probabilísticamente. El primer paso en el análisis es la identificación y evaluación de las fuentes de sismos y para ello se utilizan las evidencias geológicas, la actividad de las fallas, las evidencias tectónicas y la sismicidad histórica e instrumental. La teoría de placas tectónicas es la base de los análisis sísmico-geológicos o paleosismología. La actividad de las fallas es un elemento muy importante para determinar si una falla representa una amenaza sísmica, es corriente diferenciar las fallas activas de las inactivas. La sismicidad histórica permite confirmar la ocurrencia de sismos en el pasado y estimar la distribución geográfica de intensidad; sin embargo la sismicidad instrumental es la herramienta más útil para el análisis de amenaza sísmica. En la actualidad existen instrumentos en la mayoría de zonas sísmicas del mundo que permiten determinar las características y localización de prácticamente todos los eventos sísmicos que ocurren. 1.2.6.3 Análisis sísmico de taludes.(4) Se han propuesto cuatro métodos de análisis para la evaluación de la estabilidad de taludes y laderas, en el caso de eventos sísmicos: a) Método seudoestático en el cual las cargas del sismo son simuladas como cargas

estáticas horizontales y verticales. b) Método del desplazamiento o las deformaciones, el cual se basa en el concepto de que

las aceleraciones reales pueden superar la aceleración límite permitida, produciendo desplazamientos permanentes.

c) Método de la estabilidad después del sismo, la cual es calculada utilizando las resistencias no drenadas en muestras de suelo representativas que han sido sometidas previamente a fuerzas cíclicas comparables a las del sismo esperado.

d) Método de análisis dinámico por elementos finitos. Por medio de un análisis en dos o tres dimensiones, utilizando un modelo específico se obtienen detalles relacionados con esfuerzos, deformaciones cíclicas o permanentes.

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Los dos primeros métodos son los más utilizados en la práctica de la geotécnia, debido especialmente a su facilidad de implementación. a. Análisis seudoestático. El método utiliza el mismo procedimiento general de cualquier de los métodos de equilibrio límite, con la diferencia de que se incluyen fuerzas seudoestáticas horizontales y verticales, debidas al evento sísmico. Estas fuerzas sísmicas se asumen, que son proporcionales al peso de la masa de deslizamiento potencial y de los coeficientes sísmicos kh y kv expresada en términos de veces la aceleración g, producida por el sismo. Generalmente se recomienda analizar con carga sísmica seudoestática sólo la superficie más crítica identificada en el análisis estático. La mayoría de los análisis solamente tienen en cuenta la fuerza sísmica horizontal y kv se asume igual a cero. La magnitud del coeficiente sísmico debe simular la naturaleza de la fuerza del evento que depende de la intensidad o aceleración del sismo, duración del movimiento y frecuencia.

Tabla 1.4 Coeficientes sísmicos para análisis pseudo-estático. kh F.S OBSERVACIONES

0.10g > 1.0 Sismo importante. Cuerpo de ingenieros, 1982. 0.15g > 1.0 Sismo de gran magnitud. Cuerpo de ingenieros, 1982 0.15g a 0.25g > 1.0 Japón 0.15g > 1.15 Seed, 1979. Con una reducción de resistencia del 20% 1/2 de la aceleración máx.

> 1.0 Hynes-Griffin y Franklin, 1984, y una reducción de resistencia del 20%

Fuente: (4) Un procedimiento es utilizar los coeficientes indicados en la tabla 1.4; sin embargo, según la zonificación sísmica del territorio peruano expresada en la “Norma Técnica de Edificaciones E.030, Diseño Sismorresistente” (Referencia Nº 8) del Reglamento Nacional de Construcciones, los factores para cada una de las zonas identificadas son: Zona 1: 0.15g, Zona 2: 0.3g y Zona 3: 0.4g. El mapa de zonificación sísmica y de máximas aceleraciones se muestra en las figuras AI.3 y AI.4 del Anexo I respectivamente. Limitaciones del método seudoestático. El método seudoestático presenta algunas inconsistencias para modelar el efecto real de un sismo sobre un talud. Algunas de estas limitaciones son las siguientes: • No es confiable en suelos que generan presiones de poros altas. • No tiene en cuenta que algunos suelos presentan disminución de la resistencia hasta en

un 15% debido a la onda sísmica. b. Método de las deformaciones. En este análisis se tienen en cuenta las deformaciones inducidas por el evento sísmico. Si las fuerzas de inercia debidas al sismo y a la situación del talud (estáticas + dinámicas), superan las fuerzas resistentes disponibles, el factor de seguridad alcanza valores por debajo de 1 y la masa de suelo no está más en equilibrio y se produce una aceleración por

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el desbalance de fuerzas. Esta aceleración corresponde a una deformación a lo largo de la superficie de falla considerada. El análisis de estas deformaciones se realiza por medio de una doble integración de la aceleración de exceso. El problema del análisis dinámico consiste en su complejidad, la cual lo hace poco práctico para análisis rutinarios de estabilidad. Existen sin embargo, programas basados en elementos finitos, los cuales permiten trabajos de investigación detallados sobre las deformaciones y sus efectos. El método de Newmark asume que existe una bien definida superficie de falla, un material rígido y perfectamente plástico, una pérdida despreciable durante el sismo y la ocurrencia de deformaciones permanentes solamente si el esfuerzo dinámico supera la resistencia al cortante. Adicionalmente, se supone que el talud sólo se deforma hacia abajo. El procedimiento requiere que previamente se determine el valor de la aceleración crítica ky, utilizando métodos convencionales de equilibrio límite. La principal dificultad de este método es la selección de un acelerograma apropiado que simule el movimiento del talud. 1.2.7 Técnicas de protección y estabilización de taludes. Toda obra destinada a prevenir los deslizamientos o a remediar sus efectos se debe basar en el hecho de que estos movimientos descubren la inestabilidad de los materiales donde se producen. Si se trata de material no trastornado, no debe perderse de vista el hecho de que formen parte del ciclo geológico normal, pues esto significa que no será posible detenerlos sino sólo predecirlos y a lo sumo regular su marcha. Siempre serán de vital importancia las consideraciones relativas a la estabilidad del conjunto de toda la masa de terreno a la que afecta el movimiento. Si se concede a la estabilidad su verdadero valor, no se acudirá a soluciones tales como modificar el pie del talud que se mueve, o bien construir allí muros de contención; de tomar esas medidas, serán sólo de carácter temporal. Estas medidas pueden ser eficaces en casos aislados de deslizamientos muy pequeños, pero por lo general modificar el pie de la masa que se mueve soólo conduce a suprimir parte de la resistencia que se oponía al movimiento, y por consiguiente a aumentarlo en vez de detenerlo. El empleo de estructuras de sostenimiento y pilotes a veces soólo revela olvido de los principios fundamentales. Los muros de contención deben proyectarse para un cierto peso que se transmitirá a un fondo de cimentación de capacidad portante conocida. Si se han construido obras para detener un deslizamiento, a no ser que éste sea muy pequeño, habrán de sostener el peso arrastrado por el movimiento del conjunto (por lo general difícil de predecir), que se transmite muchas veces a la parte inferior de la masa deslizada. Las vibraciones causadas por el empleo (hincado) de pilotes puede empeorar la situación del suelo en cuestión, si es éste excesivamente sensible. Los pilotes son elementos muy útiles del diseño en la ingeniería civil cuando las condiciones locales de los suelos requieren su uso, no siendo así en los trabajos de reparación en los deslizamientos de tierra.

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1.2.7.1 Medidas generales. Pueden aplicarse tres medidas principales para prevenir o remediar los deslizamientos: consolidar el material inestable, modificar los taludes y corregir las condiciones en que se encuentra el agua subterránea; estos tres sistemas son, hasta cierto punto, de aplicación general a todos los tipos de deslizamiento(9). La consolidación de los terrenos inestables puede conseguirse por métodos químicos (en casos extremos en que el suelo sea valioso y las condiciones locales lo permitan), con uso de cementación y en ciertos casos especiales con el empleo de la congelación. El objeto de todos estos sistemas es hacer más estable el material, que precisamente se mueve por no serlo. Los métodos de consolidación son más aplicables a los casos de deslizamientos tipo olas de fango, las cuales se presentan en laderas abruptas de las regiones montañosas sujetas a fuertes cambios de temperatura. La segunda medida de las antes mencionadas, permite regular en pequeña escala lo que el progreso natural del deslizamiento haría automáticamente si se le dejase en libertad. El desagüe es el tercero de los sistemas principales que enunciamos antes. El desagüe superficial se considera necesario en la mayoría de las obras, incluso aquellas en las que se presentan deslizamientos; en algunos casos es eficaz pero generalmente no, a causa de que la zona crítica en un deslizamiento es el plano en el cual se produce aquel; por lo general se encuentra muy por debajo de la superficie excepto en sus extremos. A veces el desagüe superficial llega a ser peligroso pero resulta útil cuando hay erosión, para regular el movimiento de la escorrentía en el talud, limitando su acción erosiva. Cuando falta la vegetación es eficaz el plantío de árboles y arbustos, algunos han dado muy buenos resultados como la higuera hotentota, la cual crece tanto que sus anchas hojas protegen al talud contra la lluvia torrencial y también contra la intensa insolación que pudiera agrietar el suelo. Para prevenir y modificar los deslizamientos es necesario avenar el agua subterránea que ayuda a dar inestabilidad al terreno. Si la causa del deslizamiento es una presión intersticial alta, un buen avenamiento debe hacer descender el nivel freático hasta un nivel tal que venza este peligro. Se acostumbra el uso de pequeñas tuberías colocadas a intervalos frecuentes, éstas se colocan de modo que el agua se colecte con facilidad, su colocación se hace desde la superficie del talud. Es muy difícil dar reglas o datos numéricos para proyectar un avenamiento, ésta es la razón por la cual uno real se ve que es insuficiente o insatisfactorio en algunos casos y tiene que ir aumentándose gradualmente. Por lo anteriormente expuesto se debe aplicar el desagüe con intensidad sólo cuando se poseen datos concretos acerca de la causa de los deslizamientos e información, también completa, respecto del origen del agua subterránea. Se consiguen estos datos mediante acertada combinación del estudio geológico y de sondeos con toma de testigos. 1.2.7.2 Técnicas para lograr la estabilización de taludes. Debe tenerse en cuenta que en taludes nunca existen diseños detallados inmodificables y también preverse que las observaciones que se hacen durante el proceso de construcción tienden a introducir modificaciones al diseño inicial.

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Los sistemas de estabilización se pueden clasificar en cinco categorías principales(4). a. Conformación del talud o ladera. Sistemas que tienden a lograr un equilibrio de masas, reduciendo las fuerzas que producen el movimiento.

Tabla 1.5 Métodos de conformación topográfica para equilibrio de fuerzas. MÉTODO VENTAJAS DESVENTAJAS

Remoción de materiales de la cabeza del talud

Muy efectivo en la estabilización de deslizamientos rotacionales.

En movimientos muy grandes las masas a remover tendrían una gran magnitud.

Abatimiento de la pendiente Efectivo especialmente en suelos friccionantes.

No es viable económicamente en taludes de gran altura.

Terraceo de la superficie Además de la estabilidad al deslizamiento, permite construir obras para controlar la erosión.

Cada terraza debe ser estable independientemente.

b. Recubrimiento de la superficie. Métodos que tratan de impedir la infiltración o la ocurrencia de fenómenos superficiales de erosión, o refuerzan el suelo más sub-superficial. El recubrimiento puede consistir en elementos impermeabilizantes como el concreto o elementos que refuercen la estructura superficial del suelo como la cobertura vegetal.

Tabla 1.6 Métodos de recubrimiento de la superficie del talud. MÉTODO VENTAJAS DESVENTAJAS

Recubrimiento de la superficie del talud

El recubrimiento ayuda a controlar la erosión.

Se debe garantizar la estabilidad del recubrimiento.

Conformación de la superficie

Puede mejorar las condiciones del drenaje superficial y facilitar el control de erosión.

Su efecto directo sobre la estabilidad es generalmente, limitado.

Sellado de grietas superficiales Disminuye la infiltración de agua.

Las grietas pueden abrirse nuevamente y se requiere mantenimiento por períodos importantes de tiempo.

Sellado de juntas y discontinuidades

Disminuye la infiltración de agua y presiones de poro en las discontinuidades.

Puede existir una gran cantidad de discontinuidades que se requiere sellar.

Cobertura vegetal. Árboles, arbustos y pastos

Representan una alternativa ambientalmente excelente.

Pueden requerir mantenimiento para su establecimiento.

c. Control de agua superficial y subterránea. Sistemas tendientes a controlar el agua y sus efectos, disminuyendo fuerzas que producen movimiento y/o aumentando las fuerzas resistentes.

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Tabla 1.7 Métodos de control de agua y presión de poros. MÉTODO VENTAJAS DESVENTAJAS

Canales superficiales para control de escorrentía

Se recomienda construirlos como obra complementaria en la mayoría de los casos. Generalmente, las zanjas se construyen arriba de la corona del talud.

Se deben construir estructuras para la entrega de las aguas y disipación de energía.

Sub-drenes de zanja

Muy efectivos para estabilizar deslizamientos poco profundos en suelos saturados sub-superficialmente.

Poco efectivos para estabilizar deslizamientos profundos o deslizamientos con nivel freático profundo.

Sub-drenes horizontales de penetración

Muy efectivos para interceptar y controlar aguas subterráneas relativamente profundas.

Se requieren equipos especiales de perforación y su costo puede ser alto.

Galerías o túneles de sub-drenaje

Efectivos para estabilizar deslizamientos profundos en formaciones con permeabilidad significativa y aguas subterráneas.

Muy costosos.

Pozos profundos de sub-drenaje

Útiles en deslizamientos profundos con aguas subterráneas. Efectivos para excavaciones no permanentes.

Su uso es limitado debido a la necesidad de operación y mantenimiento permanente.

d. Estructuras de contención. Métodos en los cuales se van a colocar fuerzas externas al movimiento, aumentando las fuerzas resistentes sin disminuir las actuantes. Las estructuras de contención son obras generalmente masivas, en las cuales el peso de la estructura es un factor importante y es común colocar estructuras ancladas en las cuales la fuerza se transmite al deslizamiento por medio de un cable o varilla de acero. Cada tipo de estructura tiene un sistema diferente de trabajo y se deben diseñar de acuerdo a su comportamiento particular.

Tabla 1.8 Métodos de estructuras de contención. MÉTODO VENTAJAS DESVENTAJAS

Relleno o berma de roca o suelo en la base del deslizamiento

Efectivos en deslizamientos no muy grandes especialmente en los rotacionales actuando como contrapeso.

Se requiere una cimentación competente para colocar el relleno.

Muros de contención convencionales de tierra armada

Útiles para estabilizar masas relativamente pequeñas.

Se requiere una buena calidad de cimentación. Son poco efectivos en taludes de gran altura.

Pilotes

Son efectivos en movimientos poco profundos, en los cuales existe suelo debajo de la superficie de falla que sea competente para permitir el hincado y soporte de los pilotes.

No son efectivos en deslizamientos profundos o cuando aparece roca o suelo muy duro debajo de la superficie de falla. Poco efectivos en deslizamientos rotacionales.

Anclajes o pernos Efectivos en roca, especialmente cuando es estratificada.

Se requieren equipos especiales y son usualmente costosos.

Pantallas ancladas Útiles como estructuras de contención de masas de tamaño pequeño a mediano.

Existen algunas incertidumbres sobre su efectividad en algunos casos, especialmente, cuando hay aguas subterráneas y son generalmente costosas.

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e. Mejoramiento del suelo. Métodos que aumentan la resistencia del suelo. Incluyen procesos físicos y químicos que aumentan la cohesión y/o la fricción de la mezcla suelo-producto estabilizante o del suelo modificado.

Tabla 1.9 Métodos para mejorar la resistencia del suelo. MÉTODO VENTAJAS DESVENTAJAS

Inyecciones o uso de químicos Endurecen el suelo y pueden cementar la superficie de falla.

La disminución de permeabilidad puede ser un efecto negativo.

Magmaficación

Convierte el suelo en roca utilizando rayos especiales desarrollados por la industria espacial.

Su utilización en la actualidad es solamente para uso experimental.

Congelación Endurece el suelo al congelarlo. Efectos no permanentes.

Electro-osmosis Reducen el contenido de agua. Utilización para estabilización no permanente.

Explosivos Fragmenta la superficie de falla. Su efecto es limitado y puede tener efectos negativos.

Las obras pueden ser definitivas o pueden ser temporales de acuerdo al método utilizado. Generalmente en la estabilización de deslizamientos se emplean sistemas combinados que incluyen dos o más tipos de control de los indicados anteriormente; en todos los casos debe hacerse un análisis de estabilidad del talud ya estabilizado y se debe llevar un seguimiento del proceso durante la construcción y algunos años después.

Capítulo II

Descripción del problema 2.1 Antecedentes. El área en estudio se ubica sobre el Km. 484 del Oleoducto Norperuano (ONP), la progresiva se emplaza en una ladera inestable conformada por suelos coluviales y se ubica en la margen derecha del Pongo de Rentema (cañón que forma el río Marañón al atravesar la cordillera Subandina). Políticamente pertenece al departamento de Amazonas, provincia de Bagua y distrito de Aramango, al pie de esta ladera inestable se encuentra el centro poblado de La Libertad. (Ver figura 2.1). La ladera en que se emplaza el Km. 484 del ONP tiene aproximadamente 20º de pendiente y en diversas oportunidades se han generado procesos geodinámicos de remoción de masas (ver figura 2.2), estos procesos han sido de alcance superficial. El primer evento registrado fue en el año 1984 aparentemente del tipo “creep” que fisuró la tubería debiendo instalarse un niple de 4m de longitud para restituir la parte afectada. En 1994 se produjeron otros eventos geodinámicos que no llegaron afectar el derecho de vía y en 1999 un deslizamiento superficial dejó sin cobertura aproximadamente 30m de tubería del ONP. Los fenómenos geodinámicos del Km. 484 están asociados con deslizamientos antiguos y flujos de remoción de masa recientes, interrelacionadas con las intensas precipitaciones pluviales que se produjeron en dichos años y que agrietaron las partes altas de esta ladera, arrastrando los materiales detríticos acumulados en el pie de los escarpes. Durante los años 1995 y 1999 las empresas S&Z Consultores Asociados S.A y Geotécnica S.A respectivamente realizaron investigaciones geotécnicas referenciales. El año 1995 se instalaron tres pozos inclinométricos, y en 1999 cuatro pozos piezométricos además de una evaluación geotécnica del área deslizada ese año y se planteó una alternativa de solución a nivel de ingeniería básica. En el año 2002 la empresa H&O Ingenieros Consultores S.A instaló una red topográfica para monitorear los desplazamientos superficiales. Hasta la fecha se han realizado tres monitoreos y en el 2003 se ejecutó un levantamiento geomorfológico de detalle. Desde el año 1999 la Unidad Mantenimiento de Línea ejecuta inspecciones periódicas a esta área.

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Figura 2.1 Mapa de ubicación y accesos.

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Figura 2.2 Vista aérea de la ladera (2001).

2.2 Geología y geomorfología de la zona. 2.2.1 Historial geodinámico del área en estudio. Se resume la actividad geodinámica del área como sigue. O c u r r e n c i a s d e l a ñ o 1 9 8 4 . En este año el Oleoducto Norperuano fue afectado por una fisura aparentemente generada por un deslizamiento tipo “creep”, la tubería se reparó instalando un niple de 4m de longitud y dos bridas tipo Plidco. E v e n t o s d e l a ñ o 1 9 9 4 . En la parte superior de la ladera se generaron tres deslizamientos que afectaron los materiales coluviales, la profundidad inferida de estos procesos se estimó que no superaba los 10m. Su amplitud superficial fue significativa alcanzando varias hectáreas y destruyendo cultivos de ladera (secano), destruyó el reservorio de agua que abastecía al centro poblado “La Libertad”. Asimismo interrumpieron en varios puntos la trocha carrozable que conduce al centro poblado “Copain”. Ninguno de estos deslizamientos afectó el derecho de vía del Oleoducto.

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Figura 2.3 Vista de los escarpes superiores zona este (1994).

E v e n t o s d e l a ñ o 1 9 9 9 . Los deslizamientos ocurridos en 1994 se reactivaron en abril del año 1999, incrementando sus áreas de influencia, asimismo un nuevo deslizamiento afecto el derecho de vía del ONP, dejando sin cobertura aproximadamente 30m de la tubería de 36” y colapsaron 100m de la carretera afirmada Bagua-Mesones Muro (ver figura 2.4).

Figura 2.4 Vista aérea del deslizamiento adyacente al ONP (1999).

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Vale señalar que en mayo de ese mismo año un deslizamiento masivo ocurrió en el Km. 483 ONP con el colapso de 375m de tubería del ONP y la carretera adyacente. 2.2.2 Geomorfología local. En el área de estudio se pueden diferenciar dos unidades geomorfológicas, la zona de laderas y el valle aluvial, siendo la escorrentía superficial y la infiltración el principal agente modelador junto con los factores antropogénicos. D e p ó s i t o s d e l a d e r a s . Constituida por materiales heterogéneos en una matriz arcillosa producto de la alteración de las rocas del entorno por la poca distancia de acarreo presentan formas angulares, distribución caótica y sin ningún grado de selección. En esta unidad geomorfológica se encuentra emplazado el ONP, al pie de esta ladera se ubica parte del centro poblado La Libertad y la carretera afirmada Bagua-Mesones Muro. D e p ó s i t o s a l u v i a l e s . Se distribuyen en el valle del río Marañón y en las quebradas afluentes, están constituidos por materiales heterogéneos de diversos tamaño y consistencia variada, en determinados sectores forman terrazas que son utilizadas como terrenos de cultivos estacionales. 2.2.3 Marco geológico regional.(10) La región corresponde a la Cordillera Subandina, formada por una secuencia estratigráfica de rocas sedimentarias mesozoicas, constituidas por areniscas, limonitas, margas y calizas. Los macizos están afectados por plegamientos de orientación NW - SE y fallas de rumbo transversales al Pongo de Rentema y otras con rumbo paralelo a éste. Durante el Terciario, los macizos constituyeron el borde Nor-Oriental de la cuenca de Bagua, lo que explica la presencia de depósitos aluvionales de enorme grosor adosados en las partes altas de los afloramientos rocosos. En consecuencia, de tal contexto se derivan dos hechos concretos. El área de estudio se encuentra en una zona de fallamiento regional, donde destaca la Falla del Pongo de Rentema, con condiciones favorables para que ocurran fenómenos de tipo geodinámicos. La presencia del clima lluvioso genera en las partes altas abundante material detrítico, susceptible de movilizarse al saturarse. 2.2.4 Geología local.(11) G r u p o O r i e n t e ( f o r m a c i ó n G o y l l a r i s q u i z g a ) . A este grupo se le asigna una edad del Cretácico Inferior, constituida por areniscas cuarzosas que pasan gradualmente de grano grueso a grano muy fino. Afloran subyacentes a la caliza de la Formación Chonta. Los estratos presentan un buzamiento general al NE. Presenta niveles microconglomerádicos en una matriz arcósica. Hay presencia de granos de cuarzo, pobremente clasificados, con algunas oxidaciones y micas. Esto sugiere un cambio en el ambiente nerítico, como consecuencia de una trasgresión marina y un periodo de inicio de la sedimentación.

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F o r m a c i ó n C h o n t a ( f o r m a c i ó n C h u l e c ) . Esta unidad pertenece al Cretácico Medio a Superior y se encuentra constituida por calizas de origen marino, ocupa una gran extensión y presentan capas de importante espesor (por inaccesibilidad no fue posible medirlos en el campo). Se infiere que los suelos coluviales susceptibles a estos deslizamientos principalmente provienen de esta formación. En los escarpes superiores de la zona Oeste del Km. 484 afloran una roca caliza margosa de textura afanítica y con diferente grado de alteración. Los escarpes de la zona Este están conformados por calizas muy alteradas y meteorizadas. D e p ó s i t o s i n c o n s o l i d a d o s . Están representados por suelos coluviales distribuidos en la mayor parte de esta ladera y aluviales adyacentes a la red de drenaje natural. Los eventos ocurridos han afectado a estos suelos. El Plano GEO-01, Mapa Geomorfológico y Obras de Ingeniería Km. 484 Oleoducto Norperuano, muestra la ubicación de las zonas deslizadas sobre la ladera en estudio. Ver Anexo II. 2.3 Análisis preliminar y evaluación de la información disponible en el Km. 484

del Oleoducto Nor-Peruano. Por la problemática geodinámica descrita y de acuerdo a la magnitud de los procesos ocurridos PETROPERU S.A ha realizado estudios, evaluaciones e inspecciones de campo periódicas del área e instalado un sistema de control topográfico para monitorear el desplazamiento de estos suelos y determinar tendencias que permitan ejecutar acciones preventivas y/o correctivas dentro de rangos confiables. Los estudios realizados hasta la fecha se han recopilado y descrito en el Anexo II (se sugiere leerlos con anterioridad al ítem 2.3.1) y son los siguientes: • Investigaciones Geotécnicas (S&Z 1995 - Geotécnica 2000)

• Monitoreo Inclinométrico 1995 (S&Z Consultores Asociados S.A)

• Monitoreo Piezométrico 2000 (Geotécnica S.A)

• Monitoreo Topográfico 2002 (H&O Ingenieros Consultores S.A)

2.3.1 Investigaciones geotécnicas. 2.3.1.1 Respecto a los estudios realizados por las compañías S&Z Consultores

Asociados S.A (1995) y Geotécnica S.A (1999). En la descripción de las perforaciones realizadas por S&Z, se observa que el tramo comprendido desde la unidad más superior (depósitos de flujo de lodo superior) hasta la sub-unidad C se identifica en el perfil de los tres sondeos, en tanto que la sub-unidad B sólo aparece en el sondeo SRI-02, mientras que la sub-unidad A solamente la podemos verificar en los sondeos SRI-01 y SRI-03. Esto pone en evidencia la heterogeneidad de la zona de ladera.

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Los sondajes SD-17 y SD-18 -ubicados por Geotécnica en el área deslizada el año 1999- reconocieron las unidades descritas por S&Z pero con características geotécnicas diferentes, posiblemente por la ocurrencia de este deslizamiento. La falta de una capa de gravas de areniscas y calizas (a 40m de profundidad) de aprox. 10m de espesor en el sondaje SD-18 a diferencia de los sondajes SD-11, SD-12 y SD-17, hace pensar que posiblemente se deba a la dinámica de los deslizamientos producidos antiguamente en la zona. El basamento rocoso es común en todos los sondeos con profundidad variable entre 50 y 60m. Las figuras 2.5a y 2.5b fueron elaboradas para esquematizar las unidades litoestratigráficas reconocidas en los estudios.

Figura 2.5a Estratigrafía de los sondajes. Elaboradas a partir del informe de Geotécnica.

0.00m

30.11m

50.44m

0.00m

65.51m

SD-11 SD-12

N.F 21.00m

N.F 9.00m

cota de terreno381.50 msnm


N.F 17.50m PROMEDIOFEB-MAR 00

354.50 msnm

contacto suelo/roca

328.89 msnm

308.56 msnm

377.30 msnm

51.19mcontacto suelo/roca

330.31 msnm

315.99 msnm

INICIONOV-DIC 99

SE MANTIENEDIC 99-MAR 00

346.32 msnm

arcilla fina con gravas

4.20m

340.78 msnm40.72m

bolones y gravas de caliza y arenisca con matriz limo arcillosa

bolones y fragmentos menores de arenisca

con matriz limo arenosa

lodolita de grano fino moderadamente

alterada

1.50 x 10-2 cm/s

1.86 x 10-3 cm/s

2.67 x 10-6 cm/s

4.05 x 10-3 cm/s

3.50 x 10-2 cm/s

9.41 x 10-3 cm/s

3.17 x 10-4 cm/s

4.50m

grava limosa arenosa

12.68m

arcilla fina limosa

arena limosa

limo arcilloso

arcilla gravosa, gravas sub-angulosas

lodolita de grano fino con venillas de yeso,

roca levemente o moderadamente

alterada

1.09 x 10-5 cm/s

3.44 x 10-4 cm/s

4.36 x 10-4 cm/s

6.70 x 10-3 cm/s

7.48 x 10-4 cm/s

2.15 x 10-3 cm/s

3.07 x 10-3 cm/s

6.45 x 10-3 cm/s

0.00m

80.00m

0.00m

51.20m

SD-17 SD-18

N.F 27.50m

N.F 44.00m



N.F 25.00m

342.00 msnm

323.00 msnm

283.00 msnm

N O R O C A

N.F 47.50m

362.40 msnm

336.30 msnm


347.90 msnm

PROMEDIOFEB-MAR 00

PROMEDIOMAR 2000

21.00m

arcilla arenosa medianamente plástica

con gravas

arcilla altamente plástica con algo de

gravas (<5%)

arcilla con arena y gravas medianamente

plástica

40.00m

grava arenosa con algo de arcilla

grava arcillosa con algo de arena

arena fina con algo de limos y gravas (25%)

arena con gravas y bolones, se intercalan niveles de gravas finas

grava en matriz arenosa

arena fina con bolones de arenisca cuarzosa

1.47 x 10-2 cm/s

5.30 x 10-3 cm/s

2.23 x 10-3 cm/s

2.53 x 10-3 cm/s

7.81 x 10-4 cm/s

1.56 x 10-4 cm/s

5.79 x 10-4 cm/s

4.68 x 10-4 cm/s

1.15 x 10-3 cm/s

1.86 x 10-4 cm/s

25.10m

arcilla gravosa plástica a muy plástica

arcilla arenosa fina medianamente plástica

con algo de gravas

arcilla altamente plástica

arena limosa con algo de arcillas

arcilla arenosa gruesa plástica a

medianamente plástica

342.10 msnm 45.40mlodolita altamente

fracturada y alterada

1.04 x 10-4 cm/s

2.37 x 10-4 cm/s

2.37 x 10-7 cm/s

1.96 x 10-7 cm/s

2.10 x 10-4 cm/s

1.38 x 10-4 cm/s

4.80 x 10-4 cm/s

INICIOFEB 00

INICIOFEB 00

38

Figura 2.5b Unidades litoestratigráficas de los sondeos.

Elaboradas en base al informe de S&Z. Comparando las descripción de las unidades litoestratigráficas de los estudios de los años 1995 y 1999, observamos que existen dos unidades diferenciables entre sí: un basamento rocoso poco alterado con vetillas de yeso localizado a una profundidad promedio de 50m; y, sobre él, las unidades de depósitos no consolidados compuestas en su mayoría por arcillas plásticas a semiplásticas, limos, arenas y gravas angulosas a sub-angulosas de naturaleza calcárea y areniscosa. En general, el segundo estudio sirvió para corroborar las unidades encontradas en el primero; con algunas variaciones debido a la diferente ubicación de los sondajes y calicatas así como la ocurrencia de nuevos deslizamientos entre ambos estudios. La secuencia estratigráfica interpretada en los estudios, correlacionadas con las inspecciones de campo y evaluaciones realizadas durante el desarrollo de esta tesis permiten inferir que en diferentes sectores de esta ladera se han acumulado materiales coluviales provenientes de procesos de remoción generados en la parte alta de esta ladera y susceptibles a ser reactivados y desplazados ante la ocurrencia de precipitaciones pluviales intensas. Ambos informes incluyeron también los resultados de ensayos de penetración dinámica (SPT y Cono de Peck) con el fin de conocer las características resistentes de los materiales investigados. Estos datos no se tomaron en cuenta debido a que los ensayos SPT y Cono de Peck solamente dan resultados confiables para suelos granulares (arenas), más no para suelos cohesivos. Ya que en la mayor parte de la ladera del Km. 484 se encuentran fragmentos angulosos de calizas, tampoco sería recomendable hincar el SPT por correr el riesgo que la punta del penetrómetro toque con uno de estos fragmentos y altere el valor N del ensayo.

0.00m

57.40m

68.00m

0.00m 0.00m

contacto suelo/roca

SRI-01 SRI-02 SRI-03

N.F 38.30m




58.10m


N.F 30.10m

66.20m


N.F 49.30m

INICIOJUL 95

INICIOSET 95

N.F 20.00m

PROMEDIOJUN-SET 96

N.F 13.00m

PROMEDIOJUN-NOV 96

373.00 msnm

345.50 msnm

330.10 msnm

376.40 msnm

362.50 msnm

334.75 msnm

346.60 msnm327.90 msnm

339.30 msnm

319.50 msnm

INICIONOV 95

14.50m

arcilla gravosa arenosa baja cohesión

arcilla gravosa arenosa

42.00m

arcilla gravosa 75% arcilla y 25%

grava

arcilla arenosa


arcilla arenosa gravosa

grava de caliza

conglomerado, baja dureza, poco fracturada y

alterada. Fracturas con ángulos entre entre 30º y

40º de inclinación respecto al eje de

perforación

3.3 x 10-6 cm/s

8.8 x 10-6 cm/s

1.3 x 10-6 cm/s

7.7 x 10-4 cm/s

3.8 x 10-4 cm/s

9.60m

23.50m

arcilla gravosa compacta con intercalaciones de niveles de grava. Se

contaron hasta 10 niveles

grava blocosa formada por fragmentos de caliza y

arenisca en 10 niveles. Cauce de un canal

antiguo la secuencia indica periodos de avenida y estiaje de alta actividad por el tamaño de bloques

y por el grosor total (13.50m)

349.00 msnm37.00m

arcilla arenosa gravosa346.00 msnm

40.00mgrava blocosa, se contaron

7 niveles de grava, con elementos angulosos de arenisca y caliza. Hay

fragmentos redondeados y subredondeados en mayor

proporción que los angulosos

conglomerado, matriz limosa, buena cohesión,

poco fracturada y alterada. Problable falla entre

51.95-52.80m

arcilla arenosa gravosa3.8 x 10-4 cm/s

2.2 x 10-5 cm/s

5.6 x 10-6 cm/s

6.5 x 10-3 cm/s

2.3 x 10-3 cm/s

396.50 msnm9.00m

394.00 msnm11.50m

arcilla gravosa

arcilla arenosa con grava de naturaleza

caliza, angulosas

arcilla arenosa gravosa, compacta. Bloques de caliza poco alterados. Desde 19.95m se hace más gravoso (de 25 a

50%), anguloso.

381.50 msnm24.00m380.00 msnm25.50m

373.00 msnm32.50m

arena mediana, bloques de arenisca, poco

dezlenable

grava angulosa

arcilla gravosa, muy alterada

grava blocosa, naturaleza caliza, moderadamente

alterada


arena arcillosa

grava blocosa357.00 msnm48.50m

arcilla arenosa gravosa fragmentos de

naturaleza caliza, poco alterada. Corresponde a la zona de alteración del

conglomerado del basamento

Conglomerado, poco a moderadamente

alterada

4.6 x 10-3 cm/s

1.7 x 10-4 cm/s

4.8 x 10-5 cm/s

39

Es de importancia recalcar que la ubicación de todos los sondajes realizados hasta la fecha se han ubicado en la parte baja del derecho del vía del ONP (hacia el río), lo cual limita un poco la interpretación del perfil del terreno a partir de la cota 400msnm aproximadamente. Este dato se debe recordar al momento del modelamiento de la ladera e interpretación los resultados. 2.3.1.2 Respecto a la geofísica: elaboración de perfiles. Los resultados de la geofísica nos sirvieron como base para un futuro modelamiento, pero es necesario recordar que por sí solos -en medios heterogéneos- no servirían para llegar a una interpretación estratigráfica aceptable de la ladera. En nuestro caso las perforaciones y los sondeos sísmicos se calibraron mutuamente. El desarrollo de la presente tesis, demandó procesar tres perfiles geomecánicos transversales a la ladera inestable del Km. 484 del Oleoducto Norperuano tomando como base el alineamiento de las líneas sísmicas, que combinándolas con las perforaciones diamantinas ejecutadas en los estudios de Geotécnica S.A y S&Z se trató de minimizar errores y optimizar la interpretación del subsuelo del área de influencia de estas investigaciones. Se elaboraron los perfiles B-B’, C-C’ y D-D’ (ver figura 2.6). Corresponde la ubicación del primer y tercer perfil a la línea sísmica 2 y el C-C’ se ubica sobre la línea sísmica 1. No se han considerado las secciones geomecánicas presentada por la compañía Geotécnica S.A para minimizar su influencia en el desarrollo de los perfiles arriba indicados. Según observaciones e información recopilada de campo el nivel máximo del río en los meses lluviosos llega hasta la cota 340msnm y se asume una cota aproximada del fondo del río de 330msnm. Los modelos se han representado con el nivel máximo del río en todas las secciones. P e r f i l D - D ’ Abarca el deslizamiento ocurrido en 1999, y se ubica adyacente a la línea sísmica 2, está referido a las perforaciones SD-17 y SD-18 para ajustar los detalles geológicos. En la figura 2.7 se han superpuesto los perfiles a la topografía. La longitud del perfil es de aproximadamente 200m, se inicia a 25m sobre el derecho de vía del ONP y finaliza en la margen derecha del río Marañón. Según la estratigrafía obtenida de cada una de las perforaciones diamantinas, se consideraron tres tipos de suelo: Suelo 1, Suelo 2 y Suelo 3. Para fines de interpretación y diagnóstico de este perfil se hicieron coincidir las unidades superficial e intermedia de la línea sísmica 2 (depósitos mal consolidados y de deslizamiento) con el Suelo 1, la unidad intermedia (materiales coluviales mal consolidados) con el Suelo 2 y la unidad inferior (rocas totalmente alteradas y meteorizadas) con el Suelo 3.

40

Al no haber llegado el sondaje SD-17 al basamento rocoso, probablemente por estar ubicado en un paleocauce, no se ha considerado la presencia de suelo 3 en la interpretación general de este perfil. P e r f i l B - B ’ Se ubica en una zona no deslizada y coincidente con la línea sísmica 2. El perfil fue ajustado con la estratigrafía de los pozos SD-17 y SD-18, el primero de estos sondajes se encuentra a 45m del alineamiento de este perfil. Por lo antes expuesto, es comprensible que el perfil estratigráfico del sondaje SD-17 no coincida, en este punto, con las unidades reconocidas por las prospecciones geofísicas. Algo similar sucede en el perfil D-D’, ya que la línea sísmica 2 se aleja en las proximidades de la perforación SD-17 (figura 2.7). El perfil B-B’ tiene una longitud de 200m aproximadamente y se resume en los tres tipos de suelo que se han determinado. El sondaje SD-18 no presenta Suelo 2 (no existen gravas). Básicamente la estratigrafía propuesta en los perfiles B-B’ y D-D’ sería similar, lo variable es la profundidad del Suelo 2 y la superficie del terreno. P e r f i l C - C ’ Se ubica sobre la línea sísmica 1, en esta área han ocurrido deslizamientos que abarcaron parte del alineamiento. Se empleó la estratigrafía del pozo inclinométrico SD-12 considerando que ella coincidía con la interpretación geofísica de esta línea sísmica, en comparación con la establecida en el sondaje SRI -02. Este perfil presenta mayor incertidumbre al disponerse para su interpretación sólo de los sondeos SD-12 y SRI-02, ubicados a 200m del inicio del mismo. Alcanza aproximadamente 800m de longitud ladera arriba, y hubo de utilizarse sólo la interpretación geofísica para su elaboración ya que no se contaban con más datos. Es importante señalar que las unidades dadas por la geofísica, no son secciones litológicas sino variaciones elásticas. Como se dijo antes, la información geofísica por sí sola es insuficiente para una interpretación óptima. Se elaboró este perfil para contar con mayores elementos de juicio para el diagnóstico de las condiciones de estabilidad de la ladera. En el Anexo II se muestra la superposición de la geofísica, los sondajes y los perfiles inducidos. En la figura 2.6 se muestran los perfiles B-B’, D-D’ y C-C’ inferidos a través de las líneas sísmicas (secciones sísmicas).

41

Figura 2.6 Perfiles transversales a través de líneas sísmicas.

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210330

340

350

360

370

380

390

400

SUELO 1

SUELO 2 SUELO 3

SD-17

SD-18

ONP

RIO

CARRETERA

P E R F I L B – B’ EL

EVA

CIO

N (m

snm

)

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190

SD-17

SD-18

SUELO 1

SUELO 2 SUELO 3330

340

350

360

370

380

390

400

ONP

RIO

CARRETERA

P E R F I L D – D’

ELEV

AC

ION

(msn

m)

330

350

370

390

410

430

450

470

490

510

530

550

570

610

630

650

670

590

SD-12ONP

RIO

CARRETERA

SRI-02

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320 340 360 380 400 420 440 460 480 500 520 540 560 580 600 620 640 660 680 700 720 740310

SUELO 1

SUELO 2

SUELO 3

Suelo 1: arcilla arenosa con algo de gravas (0-24m)Suelo 2: gravas de areniscas y calizas (24-50m)Suelo 3: conglomerados, limolitas, lodolitas (mayor 50m)

760 780 800 820 840 860 880 900 920 940 960 980

P E R F I L C – C’

ELEV

AC

ION

(msn

m)

42

Figura 2.7 Ubicación de perfiles de refracción sísmica,

elaborada a partir del informe de Geotécnica,1999.

La elaboración de los perfiles se llevó a cabo con la finalidad de simular las posibles fallas de la ladera con algún software apropiado de análisis de estabilidad de taludes. En nuestro caso se hicieron varias corridas con el programa XSTABL como se verá en el Capitulo III. Los resultados que arrojará el software son únicamente referenciales y deben ser tomados con cautela, ya que las propiedades del suelo ingresadas al programa se asumen uniformes a lo largo de la geometría de los tres tipos de suelo considerados. Además de que algunas propiedades del terreno, así como varios factores del entorno (como dilataciones y contracciones del área, deforestación, etc) no son tomados en cuenta para el análisis por computadora de los modelos geomecánicos. Finalmente, las secciones sísmicas tomadas como referencia para los perfiles obtenidos solamente se calibraron con los datos de las perforaciones existentes en la cercanía del Oleoducto.

TORREOA

OAOA

OA

OA

OA

OA

OA

OA

DESLIZAMIENTO VACAS(1995)

AFLORAMIENTO DE ARENISCA

DESLIZAMIENTO1999

R I O

M A R A Ñ Ó N


B R I D A 01

B R I D A 02

PERFIL Nº 2 (600m)

PERFIL Nº 3 (720m)

PERFIL Nº 1 (840m)

SECCION C-C'

SECCION B-B'

SECC

ION

D-D

'

43

2.3.2 Monitoreo inclinométrico (1995). La interpretación de los datos registrados se facilita con la elaboración de gráficas Desplazamiento Relativo vs. Profundidad. Estas gráficas fueron elaboradas a partir de los reportes de campo. Permiten la comparación objetiva de los controles correspondientes a diferentes fechas, en función a los cambios en las sumatorias de los desplazamientos. Ver figuras 2.8 (Sondeo SRI-01) y 2.9 (Sondeo SRI-02). El sondeo SRI-03 fue obstruido por desconocidos a la profundidad de 5m, días después de su instalación. Los controles efectuados, a través de la instrumentación implementada, no permitieron definir planos de deslizamiento durante el período de monitoreo. Tampoco se pudo establecer velocidades de los movimientos ni la geometría de la masa en posible movimiento como se había pensado inicialmente. Esto se fundamenta en el hecho de que las gráficas obtenidas no muestran resultados confiables debido a que no siguen la tendencia lógica básica que deberían tener los desplazamientos relativos en laderas, es decir, mayores desplazamientos para fechas más recientes y menores desplazamientos para las más antiguas (siguiendo el sentido de la pendiente). La poca cantidad de datos disponibles, recogidos de los monitoreos, es también una causa importante. No puede determinarse con exactitud el origen de las incoherencias mencionadas, pero se maneja la posibilidad de que una de sus posibles causas pueda haber sido un manejo inadecuado de la tubería durante la instalación, puesto que las ranuras pueden sufrir torceduras que generan errores al tomar las medidas. También se especula que las ranuras de los forros no tengan la misma orientación que los mayores movimientos esperados en la zona debido a las dificultades del manejo de la tubería al momento de la instalación dichas direcciones no siempre coinciden. Teniendo en cuenta que hubieron varios factores que pueden haber afectado la toma de lecturas, mencionaremos algunos: descalibración del equipo por transporte inapropiado, manejo incorrecto del operador, realización de las inspecciones y toma de lecturas a un pozo determinado sin el mismo personal técnico, malas condiciones climatológicas del día y hora de adquisición de datos que llevaron a equivocaciones, la no validación de las lecturas (checksum) en campo que hubiesen permitido la inmediata corrección de datos en los pozos inclinométricos a los niveles que se requirieran, entre otros. La validación de las lecturas (checksum) consiste en corroborar la fiabilidad de ellas mediante una comparación algebraica o checksum de los pares de lecturas (A0 + A180) y (B0 + B180), cuyos resultados son teóricamente iguales a cero, ya que las desviaciones correspondientes a A0 y B0 deben ser igual en magnitud a A180 y B180 respectivamente, pero de signo contrario. También, dichos resultado suelen ser especificados como valores permisibles según el proveedor el equipo. Para el caso de la sonda inclinométrica que posee PETROPERU S.A los proveedores no indican cuáles son los valores permisibles para no rehacer el trabajo, sin embargo por experiencia en trabajos similares de monitoreo realizados con el mismo equipo en otros países como El Salvador, indican que cada checksum particular debe estar dentro de 10 y 20 unidades del checksum promedio, para las direcciones A y B respectivamente, caso contrario, se debía repetir la medición en aquellos puntos donde no se cumpla con estos criterios. Valores excesivos del checksum pueden deberse a variedad de factores, entre los cuales se encuentran, deformaciones de la tubería, descalibración de la sonda inclinométrica, falta de precisión en la colocación del sensor a la profundidad en que se tomaron las lecturas, entre otros.

44

a) Desplazamiento relativo (cm), sondeo SRI-01 - EJE A-A´

b) Desplazamiento relativo (cm), sondeo SRI-01 - EJE B-B´

Figura 2.8 Sondeo SRI-01, desplazamientos relativos / fuente: (12)

0.0

2.5

5.0

7.5

10.0

12.5

15.0

17.5

20.0

22.5

25.0

27.5

30.0

32.5

35.0

37.5

40.0

42.5

45.0

47.5

50.0

52.5

55.0

57.5

60.0

-1.0 -0.8 -0.6 -0.4 -0.2 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0

sur DESPLAZAMIENTO RELATIVO (cm) EJE A - A´ norte

PRO

FUN

DID

AD

(m) 20/06/1996

13/07/1996

20/07/1996

27/07/1996

15/08/1996

15/09/1996

0.0

2.5

5.0

7.5

10.0

12.5

15.0

17.5

20.0

22.5

25.0

27.5

30.0

32.5

35.0

37.5

40.0

42.5

45.0

47.5

50.0

52.5

55.0

57.5

60.0

-1.5 -1.0 -0.5 0.0 0.5 1.0 1.5

oeste DESPLAZAMIENTO RELATIVO (cm) EJE B - B´ este

PRO

FUN

DID

AD

(m) 20/06/1996

13/07/1996

20/07/1996

27/07/1996

15/08/1996

15/09/1996

45

a) Desplazamiento relativo (cm), sondeo SRI-02 - EJE A-A´

b) Desplazamiento relativo (cm), sondeo SRI-02 - EJE B-B´

Figura 2.9 Sondeo SRI-02, desplazamientos relativos / fuente: (12)

0.0

2.5

5.0

7.5

10.0

12.5

15.0

17.5

20.0

22.5

25.0

27.5

30.0

32.5

35.0

37.5

40.0

42.5

45.0

47.5

50.0

52.5

55.0

57.5

60.0

-1.0 -0.8 -0.6 -0.4 -0.2 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0

sur DESPLAZAMIENTO RELATIVO (cm) EJE A - A´ norte

PRO

FUN

DID

AD

(m)

20/06/1996

13/07/1996

15/08/1996

0.0

2.5

5.0

7.5

10.0

12.5

15.0

17.5

20.0

22.5

25.0

27.5

30.0

32.5

35.0

37.5

40.0

42.5

45.0

47.5

50.0

52.5

55.0

57.5

60.0

-1.0 -0.8 -0.6 -0.4 -0.2 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0

oeste DESPLAZAMIENTO RELATIVO (cm) EJE B - B´ este

PRO

FUN

DID

AD

(m)

20/06/1996

13/07/1996

15/08/1996

46

Lo que se concluirá, a partir del análisis global de las gráficas, debe quedar en claro que solamente es válido para el lapso de tiempo correspondiente al monitoreo efectuado. Así: Se detectaron pequeños desplazamientos (8mm para las direcciones A y B) en la tubería inclinométrica del sondeo SRI-02 a una profundidad de 29m, los cuales se consideran asociados al reacomodo de la misma, ver figura 2.9. Los reacomodos fueron originados probablemente por la deformación parcial de la tubería a una profundidad de 29m, debido a la falta de confinamiento lateral o deficiencia de relleno en dicha zona, lo cual posiblemente se produjo al momento de la instalación. También pudo suceder, aunque poco probable, tomando las lecturas iniciales con el material de relleno de la tubería no del todo seco ni completamente estabilizado, de manera que al momento que se analizaron los resultados estos movimientos se confundieron con otros posteriores relacionados a la estabilidad del estrato. A partir de las lecturas del inclinómetro en el sondeo SRI-01 se detectaron pequeños movimientos, los cuales fueron relacionados al aumento de peso en la masa de suelo ocasionado por las precipitaciones, así también por reacomodos de la tubería inclinométrica. En este sondeo no se tomaron en cuenta las lecturas desde el nivel superficial hasta los 10m de profundidad, sobre el eje A-A’, ya que el primer monitoreo del 03 de junio (que serviría como base al resto de lecturas) presentó variaciones grandes, de 0-10m, respecto a las lecturas que siguieron en fechas posteriores. Ver figura 2.8a. Según los desplazamientos relativos resultantes del monitoreo inclinométrico, llevado a cabo sólo en un periodo de tres meses, se observa que en ninguno de los pozos existieron movimientos abruptos de la masa de los taludes, que reflejen o sugieran la presencia de una superficie de falla que provoque la inestabilidad de los mismos, sólo para este periodo. Los resultados obtenidos en tres meses de monitoreo es insuficiente para dar un diagnóstico definitivo y/o concluyente del movimiento de la ladera, por lo que existen registros que estos movimientos empezaron por lo menos 20 años atrás o quizás antes. La poca cantidad de información recolectada se debió a una avería en el equipo inclinométrico utilizado. Como comentario final mencionaremos que existe un trabajo similar de monitoreo inclinométrico de taludes sobre una carretera de primer orden en El Salvador (Referencia Nº9), en el cual se observan que las gráficas Desplazamientos Relativos vs. Profundidad son muy similares a las obtenidas durante el desarrollo de esta tesis; es decir, las curvas correspondientes a los desplazamientos recientes tienen menores valores que las curvas que representan a los desplazamientos iniciales, solamente en algunas fechas. Si interpretáramos estrictamente estos resultados se concluiría que el movimiento es oscilante ladera arriba y ladera abajo entre períodos de medición, lo que sería absurdo. Se trató de despejar esta duda con el autor de aquel estudio salvadoreño pero sin éxito. Finalmente, al comprobar que las incoherencias no son propias de esta tesis, podría decirse que los errores observados al procesar las lecturas de campo, son inherentes al equipo inclinométrico utilizado. Del análisis de las gráficas no es posible obtener valores exactos, pero sí un orden de magnitud del movimiento.

47

2.3.3 Monitoreo piezométrico (2000). Después de ordenada y graficada la información del monitoreo piezométrico, se presentan las fluctuaciones que ha sufrido el nivel freático dentro de los pozos instalados. Las lecturas iniciales fueron tomadas diariamente entre los meses de Diciembre 1999 y Marzo 2000.

Figura 2.10 Fluctuaciones del N.F entre diciembre 1999 y marzo 2000 / fuente: (12)

De las figuras 2.10, AII.17 y AII.18 se concluye que: la cota aproximada del pelo de agua en el río Marañón es de 335msnm para el periodo comprendido entre los meses de diciembre a enero (cuando se realizó el levantamiento topográfico del Km. 484) correspondiente al inicio de la temporada de lluvias. Dentro de los piezómetros SD-11, SD-17 y SD-18 la cota del pelo de agua es en promedio la misma del río en época de creciente, por información de campo la máxima cota a que llega el río en este tramo es de 340msnm. En el SD-12 la cota del nivel freático supera hasta en 30m a la del río, probablemente por la permeabilidad de los materiales que atraviesa esta perforación lo que se evidencia por la humedad que presenta el área circundante. Durante el desarrollo de la tesis se reanudó el monitoreo de los pozos que aún estaban operativos, pero por falta de equipos adecuados solamente se obtuvieron datos por 30 días. La gráfica referente a esta información se muestra en la figura 2.11.

FLUCTUACIONES DEL NIVEL FREATICO ENTRE DICIEMBRE DEL 1999 Y MARZO DEL 2000

0.00

2.50

5.00

7.50

10.00

12.50

15.00

17.50

20.00

22.50

25.00

27.50

30.00

32.50

35.00

37.50

40.00

42.50

45.00

47.50

50.00

17.1

2.99

18.1

2.99

20.1

2.99

21.1

2.99

22.1

2.99

23.1

2.99

24.1

2.99

25.1

2.99

26.1

2.99

27.1

2.99

28.1

2.99

29.1

2.99

30.1

2.99

31.1

2.99

01.0

1.00

02.0

1.00

03.0

1.00

04.0

1.00

05.0

1.00

06.0

1.00

07.0

1.00

23.0

1.00

24.0

1.00

25.0

1.00

26.0

1.00

27.0

1.00

28.0

1.00

29.0

1.00

30.0

1.00

31.0

1.00

01.0

2.00

02.0

2.00

03.0

2.00

04.0

2.00

05.0

2.00

06.0

2.00

07.0

2.00

08.0

2.00

09.0

2.00

10.0

2.00

11.0

2.00

12.0

2.00

13.0

2.00

14.0

2.00

15.0

2.00

16.0

2.00

17.0

2.00

19.0

2.00

20.0

2.00

21.0

2.00

22.0

2.00

23.0

2.00

24.0

2.00

25.0

2.00

26.0

2.00

27.0

2.00

28.0

2.00

29.0

2.00

01.0

3.00

02.0

3.00

03.0

3.00

05.0

3.00

06.0

3.00

07.0

3.00

08.0

3.00

09.0

3.00

10.0

3.00

11.0

3.00

12.0

3.00

13.0

3.00

14.0

3.00

16.0

3.00

17.0

3.00

18.0

3.00

PRO

FUN

DID

AD

(m)

SD-05 SD-11 SD-12 SD-17 SD-18

48

Figura 2.11 Fluctuaciones del N.F entre marzo 2005 y abril 2005. En la figura 2.11 se observa que para los sondajes SD-11 y SD-12 la profundidad del nivel freático se ha mantenido con respecto a las primeras lecturas, mientras que para los sondeos SRI-01 y SRI-02 el nivel freático bajó con respecto a las mismas. Por otro lado los pozos SD-17 y SRI-03 actualmente se encuentran obstruidos a una profundidad de 5m y 7.20m respectivamente. Finalmente el pozo SD-18 se halló seco durante estos meses. Según el poco tiempo de monitoreo en los pozos se podría decir que dentro del área donde se ubican los piezómetros SD-11, SD-17 y SD-18, no existe riesgo para el talud debido a las profundidades en que se encuentra el nivel freático; sin embargo la estratigrafía identificada en el sondaje SD-12 podría representar una situación de riesgo para la estabilidad de la ladera. Este no es un diagnóstico definitivo ni mucho menos concluyente, sólo es una apreciación preliminar a la luz de los datos disponibles. Resaltamos que con los pocos datos obtenidos, tanto al inicio de la perforación (noviembre 1999-marzo 2000) y los obtenidos el año 2005 (marzo-abril), no se puede hacer un diagnóstico concluyente y definitivo del comportamiento del nivel freático ya que estos datos se han tomado casi en fechas similares y no representan las fluctuaciones en una época prolongada. Para tener una apreciación integral de las fluctuaciones del nivel freático, es necesario manejar datos de por lo menos una década de observaciones, dentro de la cual se produzcan períodos secos combinados con lluviosos.

FLUCTUACIONES DEL NIVEL FREATICO ENTRE MARZO Y ABRIL DEL 2005

0.002.004.00

6.008.00

10.0012.0014.00

16.0018.0020.0022.0024.00

26.0028.0030.0032.0034.00

36.0038.0040.0042.0044.00

46.0048.0050.00

13.0

3.05

14.0

3.05

15.0

3.05

04.0

4.05

12.0

4.05

13.0

4.05

14.0

4.05

15.0

4.05

16.0

4.05

17.0

4.05

28.0

4.05

29.0

4.05

30.0

4.05

PRO

FUN

DID

AD

(m)

SD-11 SD-12 SRI-01 SRI-02 SRI-03

49

2.3.4 Monitoreo topográfico (2002). Los cuadros AII.16 y AII.17 presentados en el Anexo II fueron mejorados por el tesista teniendo como base la información de H&O, con la finalidad de tener una idea del orden de magnitud y sentido de los desplazamientos horizontales y verticales en los hitos de control.

Cuadro 2.1 Resumen de las diferencias relativas de coordenadas y cotas:

1er, 2do y 3er monitoreo.

NO

RTE

ESTE

CO

TAN

OR

TEES

TEC

OTA

10.

01-0

.04

0.00

N O

0.05

-0.0

3-0

.01

N O

4.00

1.00

-1.0

0N

E2

0.02

0.04

0.00

N E

0.05

-0.0

1-0

.02

N O

3.00

-5.0

0-2

.00

N O

30.

030.

030.

00N

E0.

01-0

.07

-0.0

4N

O-2

.00

-10.

00-4

.00

S O

4-0

.01

-0.0

7-0

.01

S O

0.01

-0.0

7-0

.04

N O

2.00

0.00

-4.0

0N

5-0

.03

-0.0

7-0

.05

S O

-0.0

1-0

.07

-0.0

6S

O2.

000.

00-6

.00

N6

-0.0

2-0

.07

-0.0

4S

O-0

.04

-0.0

9-0

.05

S O

-2.0

0-2

.00

-5.0

0S

O7

-0.0

3-0

.05

-0.0

1S

O0.

01-0

.06

-0.0

4N

O4.

00-1

.00

-4.0

0N

O8

0.05

0.01

0.00

N E

0.02

-0.0

7-0

.03

N O

-3.0

0-7

.00

-3.0

0S

O9

0.04

0.03

-0.0

1N

E0.

07-0

.01

-0.0

4N

O3.

00-4

.00

-4.0

0N

O10

-0.0

1-0

.04

-0.0

1S

O0.

03-0

.03

-0.0

2N

O4.

001.

00-2

.00

N E

110.

00-0

.05

-0.0

2N

O0.

04-0

.05

-0.0

2N

O4.

000.

00-2

.00

N12

-0.0

2-0

.04

-0.0

1S

O0.

07-0

.05

-0.0

4N

O9.

00-1

.00

-4.0

0N

O13

-0.0

5-0

.07

-0.0

2S

O0.

03-0

.06

-0.0

5N

O8.

001.

00-5

.00

N E

14-0

.02

-0.0

50.

00S

O0.

05-0

.08

-0.0

4N

O8.

00-3

.00

-4.0

0N

O15

-0.0

5-0

.09

-0.0

6S

O-0

.05

-0.0

9-0

.02

S O

0.00

0.00

-2.0

0-

160.

030.

01-0

.05

N E

0.08

0.04

-0.0

7N

E5.

003.

00-7

.00

N E

170.

000.

19-0

.02

N E

0.03

0.22

-0.0

4N

E3.

003.

00-4

.00

N E

18-0

.04

-0.0

4-0

.03

S O

0.05

-0.0

3-0

.05

N O

9.00

1.00

-5.0

0N

E19

-0.0

3-0

.03

-0.0

3S

O0.

04-0

.03

-0.0

5N

O7.

000.

00-5

.00

N20

-0.0

3-0

.04

0.00

S O

0.04

-0.0

3-0

.03

N O

7.00

1.00

-3.0

0N

E21

-0.0

3-0

.03

-0.0

1S

O-0

.01

-0.0

4-0

.03

S O

2.00

-1.0

0-3

.00

N O

22-0

.05

-0.0

4-0

.04

S O

0.01

-0.0

5-0

.05

N O

6.00

-1.0

0-5

.00

N O

23-0

.06

-0.0

4-0

.03

S O

0.01

-0.0

5-0

.07

N O

7.00

-1.0

0-7

.00

N O

24-0

.08

-0.0

4-0

.01

S O

-0.0

1-0

.05

-0.0

5S

O7.

00-1

.00

-5.0

0N

O25

-0.0

8-0

.05

-0.0

3S

O0.

01-0

.06

-0.0

4N

O9.

00-1

.00

-4.0

0N

O26

0.01

-0.0

1-0

.02

N O

0.04

-0.0

1-0

.03

N O

3.00

0.00

-3.0

0N

270.

01-0

.04

-0.0

2N

O0.

06-0

.01

-0.0

4N

O5.

003.

00-4

.00

N E

280.

020.

02-0

.03

N E

0.

050.

01-0

.05

N E

3.

00-1

.00

-5.0

0N

O29

0.12

-0.0

3-0

.02

N O

0.02

-0.0

7-0

.04

N O

-10.

00-4

.00

-4.0

0S

O30

0.08

0.00

-0.0

4N

0.09

-0.0

1-0

.06

N O

1.00

-1.0

0-6

.00

N O

310.

070.

01-0

.04

N E

0.08

-0.0

1-0

.07

N O

1.00

-2.0

0-7

.00

N O

320.

01-0

.04

0.00

N O

0.06

-0.0

3-0

.01

N O

5.00

1.00

-1.0

0N

E33

0.03

0.03

0.00

N E

0.01

-0.0

8-0

.01

N O

-2.0

0-1

1.00

-1.0

0S

O34

0.02

0.05

-0.0

4N

E-0

.01

-0.1

2-0

.09

S O

-3.0

0-1

7.00

-9.0

0S

O35

0.03

0.05

-0.0

9N

E0.

03-0

.04

-0.1

2N

O0.

00-9

.00

-12.

00O

360.

020.

06-0

.03

N E

0.03

-0.0

5-0

.08

N O

1.00

-11.

00-8

.00

N O

370.

03-0

.03

-0.0

2N

O0.

06-0

.04

-0.0

3N

O3.

00-1

.00

-3.0

0N

O38

0.05

-0.0

10.

00N

O0.

07-0

.01

-0.0

2N

O2.

000.

00-2

.00

N39

0.01

0.05

-0.0

3N

E0.

05-0

.06

-0.0

7N

O4.

00-1

1.00

-7.0

0N

O40

0.03

0.05

-0.0

9N

E0.

06-0

.08

-0.1

4N

O3.

00-1

3.00

-14.

00 N

O

SEN

TID

O D

ELD

ESPL

AZA

MIE

NTO

D

IFER

ENC

IA 2

° y 1

°

DIF

EREN

CIA

3° y

1°

SEN

TID

O D

EL

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ZAM

IEN

TO

TO

TAL

DE

LAD

ERA

DE

SPL

AZA

MIE

NTO

R

EL

ATI

VO

TO

TAL

E

STE

3°

y 2

° (cm

)

"RE

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EN

DE

LA

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RE

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RE

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OR

DE

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OS

PUN

TOS

DE

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OL

SOB

RE

LA

DE

RA

D

E L

A T

UB

ER

IA"

KM

. 484

ON

P

DE

SPL

AZA

MIE

NTO

R

EL

ATI

VO

TO

TAL

N

OR

TE

3° y

2° (

cm)

ASE

NTA

MIE

NTO

TO

TAL

C

OTA

3°

y 1

° (cm

)D

IFER

ENC

IAS

REL

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VA

S (m

)D

IFER

ENC

IAS

REL

ATI

VA

S (m

)H

ITO

SEN

TID

O D

ELD

ESPL

AZA

MIE

NTO

D

IFER

ENC

IA 3

° y 1

°

DIF

EREN

CIA

2° y

1°

50

El cuadro 2.1 se elaboró para resumir las diferencias relativas de coordenadas y cotas del primer, segundo y tercer monitoreo. Se destaca que el primer monitoreo en realidad corresponde a la instalación de los hitos y sirvió como base de las diferencias halladas ya que al restarlo del segundo y tercer monitoreo se obtuvieron los desplazamientos relativos hacia el Norte y hacia el Este como también los desplazamientos relativos verticales. Adicionalmente se muestra la dirección del desplazamiento. Para las diferencias horizontales y verticales un signo negativo significa que el sentido del desplazamiento es contrario al indicado. Es decir, si el Norte es negativo se está haciendo referencia al Sur; lo mismo se deduce para el Este, si es negativo se refiere al Oeste. Del cuadro 2.1 se puede notar que el sentido del desplazamiento de la ladera para la diferencia 2° y 1° en algunos hitos es hacia el SO, considerando que la ladera está inclinada en ciertas zona hacia el Norte, el desplazamiento de un hito hacia el Sur indica un posible error de lectura en la coordenada Norte. Otra posible causa que habría originado esta anomalía, es el humedecimiento del terreno por las precipitaciones pluviales comunes en el área y si a esto le sumamos la expulsión del aire de los vacíos existentes en el suelo que son originados por materia orgánica descompuesta -estos terrenos en su mayoría son invernas para ganado, los cuales a su paso pueden haber afectado los puntos de monitoreo de la ladera inestable- se podría explicar el movimiento inverso de algunos de los hitos de control. Los hitos en mención son: 4, 5, 6, 7, 10, 12, 13, 14, 15, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24 y 25. Algo similar sucede en la columna desplazamiento relativo total Norte 3° y 2°. Se observa que es negativo el valor del desplazamiento en seis (06) hitos específicos. Esta columna muestra la diferencia 3° y 1° comparada con la diferencia 2° y 1°. Teoricamente dicha resta debe ser siempre positiva por tener el tercer monitoreo mayor período de observación que el segundo, las causas del desplazamiento negativo pueden ser las mismas que se mencionaron anteriormente. Los hitos de control son: 3, 6, 8, 29, 33, 34. La figura 2.12 fue elaborada para visualizar con mayor detalle el desplazamiento Norte-Sur de los hitos. El período de lectura entre el primer y segundo monitoreo es de más de tres (03) meses y entre el primer y tercer monitoreo más de un (01) año. El tiempo de toma de lecturas de coordenadas entre el segundo y tercer monitoreo es de diez (10) meses, los mayores desplazamientos Norte dentro de este período de tiempo varían desde 6cm hasta 9cm en los hitos: 12, 13, 14, 18, 19, 20, 22, 23, 24 y 25. Es aplicable el mismo razonamiento para las cotas. Veamos el cuadro 2.1 en la columna asentamiento relativo total Cota 3° y 2°, se observa que el valor del asentamiento en un solo hito (Hito 15) es positivo, teóricamente la resta entre la diferencia 3° y 1° comparada con la diferencia 2° y 1° debe ser siempre negativa, una de las causas de esta anomalía podría ser la remoción del hito como consecuencia del tránsito de ganado en la zona. La figura 2.13 muestra los asentamientos relativos de los hitos de control sobre la ladera del Km. 484 del ONP. El rango de valores máximos de los asentamientos relativos varía desde 3cm hasta los 5cm en los hitos: 3, 4, 7, 8, 9, 12, 13, 14, 23, 24, 34, 35, 36, 39 y 40.

51

Figura 2.12 Desplazamiento relativo de los hitos de control

Norte - Sur.

Figura 2.13 Asentamiento relativo de los hitos de control.

DESPLAZAMIENTO RELATIVO TOTAL DE LOS PUNTOS DE CONTROL SOBRE LADERA KM. 484 ONP

DIRECCIÓN NORTE - SUR

-0.15

-0.10

-0.05

0.00

0.05

0.10

0.15

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40

HITOS

S

DES

PLA

ZAM

IEN

TO (m

)

N

MONITOREO 2° MONITOREO 3°

ASENTAMIENTO RELATIVO TOTAL DE LOS PUNTOS DE CONTROL SOBRE LADERAKM. 484 ONP

COTAS

-0.15

-0.10

-0.05

0.00

0.05

0.10

0.15

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40

HITOS

ASE

NTA

MIE

NTO

(m)


52

Se observa que el rango de valores máximos de los desplazamientos relativos totales Este 3° y 2° varía desde 7cm hasta los 17cm en los hitos: 3, 8, 33, 34, 35, 36, 39 y 40. En la figura 2.14 se pueden observar los desplazamientos Este-Oeste entre el segundo y tercer monitoreo de una manera ilustrativa.

Figura 2.14 Desplazamiento relativo de los hitos de control

Este - Oeste. Finalmente en la última columna del cuadro 2.1 apreciamos la dirección total del desplazamiento de los hitos sobre parte de la ladera. En dieciocho (18) hitos de control el desplazamiento es NO, en nueve (09) hitos el desplazamiento tiene la dirección NE, en siete (07) hitos su desplazamiento es hacia el Norte, en cinco (05) hitos el movimiento es hacia el SO y sólo en el hito 29 el resultado no es confiable. Del análisis se concluye que no hay coincidencia entre los máximos desplazamientos del Norte y Este en los puntos de control, sin embargo separadamente estos desplazamientos máximos sí coinciden con algunos de los máximos asentamientos en ciertos hitos. Una parte de los hitos que tienen los mayores movimientos (en cualquier dirección y sentido) están ubicados cerca al derecho de vía del Oleoducto y sobre las zonas que han sido susceptibles de deslizamientos en los últimos años, eso no significa que no haya algunos hitos en movimiento ubicados en zona que aún no se han deslizado. Los hitos de control 3, 8, 34, 35, 36, 39 y 40, que son los hitos de mayores desplazamientos y asentamientos producidos en forma simultánea, se encuentran ubicados en zonas húmedas o lechos de quebradas menores (probablemente ésta sea la causa de que los movimientos en estos puntos sean más pronunciados). El sentido de estos movimientos es hacia el Oeste. Se resalta el hecho de que todos estos hitos presentan similares características de movimiento hacia el Oeste (aguas abajo) de la brida Nº 1 visible sobre el terreno, ver figura 2.15.

DESPLAZAMIENTO RELATIVO TOTAL DE LOS PUNTOS DE CONTROL SOBRE LADERAKM. 484 ONP

DIRECCIÓN ESTE - OESTE

-0.25

-0.20

-0.15

-0.10

-0.05

0.00

0.05

0.10

0.15

0.20

0.25

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40

HITOS

O

DES

PLA

ZAM

IEN

TO (m

)

E


53

Los puntos de control 12, 13, 14, 23 y 24 tienen los mayores desplazamientos hacia el Norte y máximos asentamientos de manera simultánea, su ubicación también está sectorizada aguas arriba de la brida Nº 1, pero a diferencia del grupo anterior la mayoría de los hitos mencionados se encuentran sobre terreno aún no deslizado. Junto con estos hitos se puede añadir el 18, 19, 20, 22 y 25 que sólo tienen desplazamiento importante hacia el Norte y se ubican también sobre esta ladera no removida. Sobre la figura 2.15 se ubicó la distribución de la red de hitos sobre la ladera inestable del Km. 484, indicándose con una fecha (dibujada a escala) el sentido y dirección del movimiento y con la letra “A” el valor del asentamiento total.

Figura 2.15 Distribución de la red de hitos indicando el sentido del movimiento.

(A = asentamiento total)

TORREOA

OAOA

OA

OA

OA

OA

OA

OA



DESLIZAMIENTO1999

BASE 04

BASE 03

BASE 01

BASE 02

HITO 40

R I O

M A R A Ñ Ó N


HITO 35

HITO 39

HITO 36HITO 34

HITO 03

HITO 08

HITO 33 HITO 04

HITO 07

HITO 09

HITO 14

HITO 13

HITO 18HITO 12

HITO 19

HITO 20

HITO 23

HITO 24

HITO 25

HITO 22

HITO 05

HITO 06

HITO 38

HITO 37

HITO 32HITO 02

HITO 01

HITO 10

HITO 11

HITO 21

HITO 17

HITO 16

HITO 28

HITO 27

HITO 26

HITO 29

HITO 30

HITO 31

HITO 15

54

2.4 Descripción general del área a estudiar. Después de haber completado el análisis preliminar y la evaluación de la información disponible en el Km. 484 del ONP y teniendo en cuenta las inspecciones de campo, realizadas por el tesista, que ayudaron a la actualización del plano geomorfológico de la ladera; se tratará de enfocar de una manera más clara la situación de la zona en estudio. En la zona alta del área en estudio es donde se originan los procesos de remoción de masas, por lo que es aquí donde se deben poner más énfasis los estudios posteriores a esta tesis, ya que como hemos visto todos los estudios de perforación y monitoreo se han orientado solamente al área aledaña al ONP. Es probable que el entorno superior al área donde ocurren los deslizamientos esté constituido por margas calcáreas, arcillas expansivas y yeso higroscópico que contribuyen al proceso de erosión y de formación de los suelos en esa zona. Es posible que dada la ubicación de la progresiva 484 y la variación climática muy acentuada a la que ésta se encuentra, promueva la expansión y contracción de los suelos generando también condiciones de vulnerabilidad y riesgo. Lo que se infiere para la zona -según la secuencia estratigráfica interpretada en los estudios, correlacionadas con las inspecciones de campo y evaluaciones realizadas durante el desarrollo de esta tesis- es que en diferentes sectores de esta ladera se han acumulado materiales coluviales provenientes de procesos de remoción generados en la parte alta de esta ladera y susceptibles a ser reactivados y desplazados ante la ocurrencia de precipitaciones pluviales intensas. La falta de información a largo plazo respecto del monitoreo inclinométrico dificulta confirmar la existencia de un plano de falla. Lo cual no significa que no puedan producirse desplazamientos de suelo importantes, ya que debido a la saturación del terreno en épocas lluviosas se eleva el peso del material constituyente de la ladera, y por acción de la gravedad se puede generar en el momento una superficie de falla. La falta de consolidación de los materiales constituyentes de la ladera ayudaría a que se produzca tal movimiento. Sin embargo con la información evaluada y analizada se determina que la ladera tiene pequeños movimientos con dirección N y NE, sobre todo en el área baja del deslizamiento “Vacas” (figura 2.15) donde por los datos mostrados el nivel freático se encuentra a 8m de la superficie. Producto de las inspecciones posteriores al último deslizamiento ocurrido en junio del 2005, se llegó a determinar un área con alto de grado de inestabilidad, la cual no aparece dentro de la topografía elaborada el año 2000. Los depósitos del material removido se ubican en la Zona Oeste sobre una parte del deslizamiento “Brujo” de 1998 y tienen su origen ladera arriba a unos 300m de distancia a partir del inicio de los escombros.

Capítulo III

Análisis de estabilidad Después de analizar completamente la información disponible del Km. 484 y presentarla en el Capítulo II, se consideró que era recomendable hacer un análisis de estabilidad de la ladera comprometida. Para ello se tomaron como base los modelos geomecánicos (perfiles C-C’, B-B’ y D-D’) obtenidos a partir de las líneas sísmicas. La finalidad fue definir los mínimos factores de seguridad así como la(s) superficie(s) probable(s) de falla. Adicionalmente se realizó un análisis especial a la superficie crítica de falla encontrada, para las tres secciones modeladas. Este análisis se hizo por medio de diferentes métodos de cálculo, finalmente se determinaron las acciones mínimas -en caso se requiera- que deberían ejecutarse para la estabilización de dichos taludes. Para el análisis de estabilidad se utilizó el software XStabl v.5.202. 3.1 Cálculo de F.S y determinación de las superficies probables de falla. 3.1.1 Generalidades. La zona donde se encuentra el deslizamiento ha sido evaluada con diferentes grados de precisión y alcance en dos oportunidades, en el año 1995 por la compañía S&Z Consultores Asociados S.A, y el año 1999 por la compañía Geotécnica S.A después de producido el último deslizamiento; habiéndose realizado sondeos exploratorios diamantinos, ensayos de campo y de laboratorio, prospección geofísica, geología de superficie, ejecución de calicatas, trincheras, levantamientos topográficos, etc. Durante el desarrollo de este trabajo se han considerado los antecedentes del deslizamiento y su delimitación topográfica, procesando secciones representativas de la zona deslizada y aún no deslizada. A partir de los sondeos y ensayos de campo y/o laboratorio se han verificado los diferentes estratos que componen el subsuelo del sector, resumiéndose en tres los tipos de suelo para los modelos geomecánicos. El resultado de estos análisis ha determinado el escenario más desfavorable para la ocurrencia de un deslizamiento así como probables alternativas de solución a nivel de ingeniería básica. 3.1.2 Aspectos geotécnicos. Es necesario tener en cuenta que los materiales evaluados ya han sido sometidos a grandes esfuerzos por la ocurrencia de deslizamientos que han alterado y/o reducido sus propiedades geomecánicas originales por pérdida importante de finos.

56

Considerando toda la información disponible, se han establecido tres tipos de horizontes. Suelo 1 a nivel superficial, consiste de una capa de suelo arcillo limoso con fragmentos de caliza y arenisca cuarzosa, con un espesor que varía de 0 a 25m. Suelo 2, constituido por bolones de areniscas y una matriz arenosa arcillosa de color pardo grisáceo. Presenta lentes de suelo fino, por lo que los parámetros de cálculo indicados en los cuadros es el promedio para este tipo de suelo. Suelo 3 corresponde al basamento, consistente de una brecha sedimentaria o arenisca de color pardo grisáceo alta a medianamente intemperizada. Este horizonte se ubica a una profundidad promedio de 60m. Los parámetros geomecánicos (datos de ingreso) aplicados en el desarrollo de los perfiles geomecánicos se muestran en las tablas 3.1a, 3.1b y 3.1c. Ellos fueron determinados a partir de los resultados de ensayos de suelos anteriores y recientes.

Tabla 3.1a Parámetros geomecánicos, perfil B-B’. Suelo Ccu

(Kg/cm2) C’

(Kg/cm2) φcu (º)

φ’ (º)

γn (g/cm3)

γsat (g/cm3) LL LP IP

1 0.20 0.19 13.40 19 2.05 2.15 35 16 19 2 0 0 34 34 2.20 2.30 - - - 3 0 0 38 38 2.50 2.60 - - -

NOTA: la muestra para el ensayo CU se obtuvo de la calicata C-11 ubicada a 10m del perfil

Tabla 3.1b Parámetros geomecánicos, perfil C-C’. Suelo Ccu

(Kg/cm2) C’

(Kg/cm2) φcu (º)

φ’ (º)

γn (g/cm3)


1 0.56 0.25 23 27 2.10 2.20 40 20 21 2 0.05 0.05 34 34 2.20 2.30 - - - 3 0.05 0.05 38 38 2.50 2.60 - - -

NOTA: la muestra para el ensayo CU se obtuvo de la calicata ONP-02 ubicada a 70m del perfil.

Tabla 3.1c Parámetros geomecánicos, perfil D-D’. Suelo Ccu

(Kg/cm2) C’

(Kg/cm2) φcu (º)

φ’ (º)

γn (g/cm3)


1 0.20 0.19 13.40 19 2.05 2.15 35 16 19 2 0 0 34 34 2.20 2.30 - - - 3 0 0 38 38 2.50 2.60 - - -

NOTA: la muestra para el ensayo CU se obtuvo de la calicata C-11 ubicada a 60m del perfil D-D’. 3.1.2.1 Criterios de selección de parámetros ccu, c’, φcu y φ’. Los valores de c y φ (efectivos y totales) obtenidos de los ensayos triaxiales en las muestras de las calicatas C-11 y ONP-02, son medianamente confiables en el Suelo 1; ya que por ejemplo, de la primera calicata no se pudieron obtener muestras inalteradas para el ensayo. También se debe tener en cuenta que se asumen los mismos parámetros para toda la extensión del modelo geomecánico por no tener información al respecto ni manera de ingresarlo al XStabl. Para la calicata C-11 no se tomaron en cuenta los parámetros ccu y φcu obtenidos del Diagrama P vs. Q por no ser tan conservadores como los deducidos a través del Círculo de Mohr. Para el caso de esta calicata se tuvieron que calcular los parámetros c’ y φ’ a partir de los valores de laboratorio obtenidos de los informes de los consultores.

57

En el caso de calicata ONP-02 se tuvo que dibujar nuevamente el Círculo de Mohr y obtener los datos de ccu, c’, φcu y φ’, debido a que los valores dados en el informe de la consultora S&Z del año 1995 no se mostraban muy claros. Se puede apreciar una diferencia mayor en el c’. • Perfil B-B’ (Modelo Geomecánico Nº3), calicata C-11 ubicada a 10m del perfil.

• Perfil C-C’ (Modelo Geomecánico Nº1), calicata ONP-02 ubicada a 70m del perfil.

• Perfil D-D’ (Modelo Geomecánico Nº2), calicata C-11 ubicada a 60m del perfil.

Para los Suelos 2 y 3 se utilizaron valores c y φ de tablas para estos tipos de materiales, escogiendo los valores más críticos para la modelación(13). Es importante señalar que los valores efectivos de los parámetros c’ y φ’ se utilizaron para el análisis estático (sin sismo) ya que dichos valores no consideran la presión de poros dentro del suelo por ser análisis a largo plazo. Los valores totales de los parámetros ccu y φcu se usaron para el análisis pseudo-estático (con sismo) que al ser un análisis casi inmediato no hay tiempo para la disipación de la presión de poros en el suelo. 3.1.3 Modelos geomecánicos. Los perfiles de suelo utilizados para la modelación, son los mismos que se mostraron en el capítulo anterior y que a continuación se pasan a describir. El modelo geomecánico Nº1 parte de una sección representativa del deslizamiento “Brujo” (Perfil C-C’), toma como base el Perfil Sísmico (línea sísmica) Nº1 obtenido de los sondeos de resistividad eléctrica realizados el año 1999. Tiene pendientes promedio de 13º y 22º. El modelo geomecánico Nº2 (Perfil D-D’) se ubica en el eje del último deslizamiento del año 1999 inmediatamente por debajo de las bridas, entre el derecho de vía y la orilla del río Marañón. El modelo geomecánico Nº3 (Perfil B-B’) está basado en el Perfil Sísmico Nº2 definido a partir de los sondeos de resistividad eléctrica. La mayor parte se localiza dentro del deslizamiento “Vacas”, la zona modelada se ubica entre el río y el derecho de vía del ONP. Los perfiles del terreno han sido realizados a partir del último levantamiento topográfico efectuado por Geotécnica S.A en el Estudio Geotécnico Integral de mayo del 2000. De los diferentes sondeos exploratorios ejecutados y de la prospección geofísica, se delimitaron los 3 tipos de materiales que conforman el subsuelo. Los parámetros geomecánicos de estos suelos se mencionaron en el punto anterior. El Capítulo I presenta una evaluación del riesgo sísmico de donde se concluye que el coeficiente sísmico horizontal para el cálculo pseudo-estático es de 0.30 y el coeficiente vertical es de 0.15. En las figuras 3.1a y 3.1b se ha tratado de representar sobre el terreno las secciones geomecánicas analizadas, y en las figuras 3.2a, b y c se muestran las mismas incluyendo la ubicación de los tipos de suelos considerados, posición del nivel freático superficial asumido, así como distancias y alturas.

58

Figura 3.1a Vista actual del Km.484, a la izquierda deslizamiento “Vacas” de 1994.

Figura 3.1b Vista actual del Km.484, ubicación de la sección B-B’ y sección D-D’.

59

Figura 3.2a Modelo geomecánico Nº1.

Figura 3.2b Modelo geomecánico Nº2.

MODELO GEOMECANICO Nº1 Km.484 ONP (Sección C-C')

ONP

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000

DISTANCIA (m)

AL

TU

RA

(m)

carretera

suelo 1

suelo 2

suelo 3

RIO

NF superficial 3m

NF abatido 40m

MODELO GEOMECANICO Nº2 Km.484 ONP (Sección D-D')

ONP

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200

DISTANCIA (m)

AL

TU

RA

(m)

carretera

suelo 1

suelo 2 suelo 3

RIO

NF superficial 4m

NF abatido 20m

60

Figura 3.2c Modelo geomecánico Nº3. 3.1.4 Análisis de estabilidad. En el Anexo III se muestran los esquemas que representan las superficies de falla probables en las secciones B-B’, C-C’ y D-D’. Estas superficies de falla críticas se interpretaron siguiendo el método de Janbu Simplificado para superficies no circulares, con la finalidad de hacer en lo posible un análisis más aproximado a la realidad, vale señalar que una superficie de falla circular es idealizada. Adicionalmente al método de Janbu Simplificado, se calcularon para superficies no circulares críticas de falla el FS mínimo a través de los métodos Spencer y Lowe & Karafiath. Se escogió el método de Janbu por haber determinado los FS más conservadores para la totalidad de las superficies críticas analizadas. Considerando los parámetros geomecánicos señalados anteriormente y los modelos geomecánicos descritos, se han efectuado los cálculos de estabilidad dentro de las situaciones que se describen a continuación con los siguientes resultados. El cálculo local ladera arriba del área deslizada (Modelo Geomecánico Nº1) considera para todos los casos el material saturado. Se efectuó una primera corrida considerando un nivel freático elevado (época de lluvias intensas), sin sismo y con sismo. El segundo caso con nivel freático abatido hasta los 40m medidos desde el pozo SRI-02, sin sismo y con sismo. La primera condición es la más desfavorable posible y se presenta con alto nivel freático y sismo, el factor de seguridad resultante es de 1.00, de acuerdo al resultado generado en el archivo 4/CSJNC1_1.OPT. La superficie crítica de falla se origina en los escarpes superiores de la ladera, y concluye 200m antes del derecho de vía, se ubica aproximadamente a 20 metros de profundidad y abarca una extensión de 600 metros; la probabilidad de ocurrencia es baja.

MODELO GEOMECANICO Nº3 Km.484 ONP (Sección B-B')

ONP

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200

DISTANCIA (m)

AL

TU

RA

(m)

carretera

suelo 1

suelo 2suelo 3

RIO

NF superficial 3m

NF abatido 20m

61

La segunda condición asume obras de drenaje que permiten deprimir la napa freática. El FS estático de 1.747, (archivo 6/SSJNC1_1.OPT). Sin embargo, en el análisis pseudo-estático este factor de seguridad disminuye hasta 1.192, de acuerdo al resultado generado en el archivo 6/CSJNC1_1.OPT. Disminuir el nivel del agua dentro del pozo SRI-02, por debajo de los 25m, no es significativo para incrementar el factor de seguridad. El cálculo global del área deslizada (Modelo Geomecánico Nº1) considera para todos los casos el material saturado. Se efectuó una primera corrida considerando un nivel freático elevado (época de lluvias intensas), estático y pseudo-estático. El segundo caso con nivel freático abatido hasta los 40m desde el pozo SRI-02, estático y pseudo-estático. La primera condición es la más desfavorable posible (NF alto con sismo), debido a que la infiltración de agua provoca el aumento de la presión intersticial disminuyendo la resistencia de los materiales. El factor de seguridad resultante es de 0.978, conforme al resultado generado en el archivo 7/CSJNC1_1.OPT. La superficie crítica de falla, se origina aproximadamente a 100 metros de profundidad y en una extensión de 900 metros, pero existe una baja probabilidad de que se produzca. Para la segunda condición se considera que se han realizado obras de drenaje que ayudan a deprimir la napa freática. De esta manera, el factor de seguridad estático resultante es de 2.249 (archivo 8/SSJNC1_1.OPT). Sin embargo, al considerarse un análisis pseudo-estático este factor de seguridad disminuye hasta 1.506, conforme al resultado generado en el archivo 8/CSJNC1_1.OPT. Es decir, bajo la ocurrencia del sismo de diseño, el talud no colapsaría, siempre y cuando se ejecute el abatimiento del nivel freático. Para llegar a un FS=1 (mínimo), el nivel del agua dentro del pozo SRI-02 no debe sobrepasar los 15m de profundidad. El cálculo local ladera abajo del área deslizada (Modelo Geomecánico Nº1) considera para todos los casos el material saturado. La primera corrida es para el caso que el nivel freático esté elevado en época de lluvias intensas, estático y pseudo-estático. El segundo caso es cuando el nivel freático se encuentre abatido hasta los 40m medidos desde el pozo SRI-02 (sin sismo y con sismo). La primera condición es la más desfavorable posible (NF alto con sismo). El factor de seguridad resultante es de 1.089, conforme al resultado generado en el archivo 9/CSJNC1_1.OPT. La superficie crítica de falla se origina 80m talud arriba del derecho de vía, y termina a orillas del río Marañón (cota 340msnm), tiene aproximadamente 30m de profundidad y una extensión de 250m, existe muy baja probabilidad de ocurrencia. Para la segunda condición se considera que se han realizado obras de drenaje que ayudan a deprimir la napa freática. Así el factor de seguridad estático resulta de 2.868 (archivo 10/SSJNC1_1.OPT). Al considerarse un análisis pseudo-estático este factor de seguridad disminuye hasta 1.655 (aún mayor que 1, archivo 10/CSJNC1_1.OPT). Es decir, bajo la ocurrencia del sismo de diseño, el talud no colapsaría aunque no se ejecute ninguna obra de abatimiento del nivel freático.

62

El cálculo local por debajo de bridas, área deslizada 1999 (Modelo Geomecánico Nº2) considera para todos los casos el material saturado. Se llevó a cabo la primera corrida para el caso que el nivel freático se eleve en época de lluvias intensas, sin sismo y con sismo. El segundo caso es cuando el nivel freático se encuentre abatido hasta los 40m medidos desde el pozo SD-18, sin sismo y con sismo. Como sabemos la primera condición es la más desfavorable posible (alto nivel freático y con sismo). El factor de seguridad resultante es de 0.749, conforme el resultado generado en el archivo A/CSJNC1.OPT. La superficie crítica de falla se origina 20m talud arriba del derecho de vía, y termina 40m antes de la orilla del río Marañón, tiene aproximadamente 25m de profundidad y una extensión de 120m. La segunda condición considera que se han realizado obras de drenaje que ayudan a deprimir la napa freática. El FS estático hallado es de 1.756 (archivo B/SSJNC1.OPT). Sin embargo, al considerarse un análisis pseudo-estático este factor de seguridad disminuye hasta 1.107 conforme el resultado generado en el archivo B/CSJNC1.OPT. Disminuir el nivel del agua dentro del pozo SD-18, por debajo de los 40m, no es significativo para incrementar el factor de seguridad. El cálculo local por debajo de bridas, área deslizada 1999 (Modelo Geomecánico Nº3) considera para todos los casos el material saturado. La primera corrida es para el caso que el nivel freático se eleve en época de lluvias intensas, sin sismo y con sismo. El segundo caso es cuando el nivel freático se encuentre abatido hasta los 40m medidos desde el pozo SD-18, sin sismo y con sismo. La primera condición es la más desfavorable posible (alto nivel freático y con sismo). El factor de seguridad resultante es de 0.676 (archivo C/CSJNC1.OPT). La superficie crítica de falla se origina 5m talud arriba del derecho de vía y termina a 30m del río Marañón, tiene aproximadamente 30m de profundidad y una extensión de 150m. En la segunda condición se considera que hay obras de drenaje que ayudan a deprimir la napa freática. El FS estático hallado es de 1.656 conforme el resultado generado en el archivo D/SSJNC1.OPT. Sin embargo, en el análisis pseudo-estático este factor de seguridad disminuye hasta 1.032 (archivo D/CSJNC1.OPT). Disminuir el nivel del agua dentro del pozo SD-18, por debajo de los 30m, no es significativo para incrementar el factor de seguridad. 3.1.5 Confiabilidad de los resultados. Debido a que los resultados obtenidos son muy sensibles cuando se adiciona en el modelo una fuerza sísmica horizontal, varía el ángulo de fricción interna o aumenta el nivel freático; se explicará por qué los factores de seguridad calculados son demasiado conservadores cuando se aplican una o todas estas condiciones. 3.1.5.1 Respecto al análisis pseudo-estático. Analizando los FS obtenidos, se observa que las fuerzas de sismo aplicadas dentro de los análisis estático y pseudo-estático son las que lo hacen variar con mayor intensidad.

63

Si consideramos que los deslizamientos son más susceptibles a producirse durante la ocurrencia de sismos de magnitud mayor a 6 y hacemos uso de la relación Magnitud = 1 + 2/3 Intensidad, podríamos decir que la intensidad correspondiente a una magnitud de 6 grados es 7.5. Luego, revisando la figura AI.2 (Mapa de Máximas Intensidades Sísmicas del Perú) se observa que la zona del Km.484 se encuentra ubicada dentro del área correspondiente a intensidad 7, eso significaría que no se llegaría a magnitudes críticas de 6 grados en la escala de Richter. Históricamente no se han registrado sismos importantes en el área(14). Por otro lado, la fuente generadora de sismos más cercana se encuentra al norte de la ciudad de Moyabamba ubicada a 180 Km al SE del Km.484. Se sabe que el área de superficie inmediatamente encima de la zona de liberación de energía (epicentro o área epicentral) es donde se producen la mayoría de los grandes deslizamientos y agrietamientos del suelo de gran magnitud, y van disminuyendo a medida que el punto considerado se aleja del área epicentral y la intensidad del sismo disminuye(4). Finalmente, las aceleraciones sísmicas horizontales de diseño que hace mención la figura AI.4 (Mapa Preliminar de Aceleraciones Sísmicas del Perú) varían entre 300cm/s2 y 250cm/s2 estando el Km.484 al centro de este rango. Para el análisis pseudo-estático se tomó el valor más crítico (300cm/s2)(15). El factor de zonificación sísmica que indica la Norma Técnica de Edificaciones E.030 para el área en estudio es 0.3g, el cual debe interpretarse “como la aceleración máxima del terreno con una probabilidad de 10% de ser excedida en 50 años” (8). Como se ve, la probabilidad de que esta aceleración se exceda en un período de 50 años es muy baja y si además se considera que el Oleoducto Norperuano a la fecha tiene 30 años desde su construcción y un tiempo de vida remanente aproximado de 15 años, se diría que la aceleración de 0.3g que indica la Norma es altamente conservadora. 3.1.5.2 Respecto al ángulo de fricción interna. Los modelos analizados también son susceptibles a la variación del ángulo de fricción interna “φ” dentro del suelo. Las muestras obtenidas para los ensayos de laboratorio se extrajeron de calicatas fuera del alineamiento de los perfiles base para los modelos geomecánicos, asumiendo además, el mismo parámetro en toda la extensión del perfil. 3.1.5.3 Respecto a la profundidad del nivel freático. Uno de los factores condicionantes para producir la falla de un talud es la profundidad y las variaciones del nivel freático. Al asumir el nivel superficial de las aguas subterráneas se está incurriendo nuevamente en un mayor rango de seguridad, debido a que los registros históricos y actuales del nivel freático en los pozos muestran la poca probabilidad de que llegue a la superficie. Se preparó la figura 3.3 para mostrar las profundidades actuales del NF, si comparamos con las profundidades presentadas en la figura 2.10 (Capítulo II) que corresponden a lecturas del NF tomadas entre los años 1999 y 2000 (sondajes SD-11, SD-12, SD-17 y SD-18) se concluye que los pozos SD-11 y SD-12 han mantenido la profundidad del nivel freático. En cuanto al sondaje SD-17 está obstruido mientras el SD-18 se encuentra seco.

64

En los perfiles de los sondeos SRI-01, SRI-02 y SRI-03 de la figura 2.5b (Capítulo II) se observan los niveles del agua subterránea entre los años 1994 y 1995. Se verifica que dichos niveles han disminuido en la actualidad para los pozos SRI-01 y SRI-02, y el sondeo SRI-03 se encuentra obstruido. Si consideramos que las permeabilidades son del orden de 10-5 y 10-4 (bajas a medias), en el área, la probabilidad que el nivel freático se eleve hasta la superficie es mínima.

Figura 3.3 Profundidades actuales del nivel freático dentro del Km.484. Por lo arriba expuesto podemos afirmar que los factores de seguridad obtenidos a través del software de análisis XStabl son referenciales, y nos dan sólo una idea del mismo en los taludes analizados. En todos los casos son valores conservadores. Por lo tanto, los resultados obtenidos no son determinantes considerando que en el análisis realizado se han carecido de datos sobre otras características del terreno como grietas, presión de poros, etc que el software no considera. En el Anexo III se adjuntan los FS hallados en todas las corridas, considerando superficies de falla circulares y no circulares para cuatro distintos métodos de cálculo. 3.2 Cálculo del volumen del material deslizado. Las gráficas mostradas en el Anexo III son sólo referenciales y estimar el volumen del material deslizado en base a ellas implica la posibilidad de llegar a valores no confiables. De llegarse a producir un deslizamiento en la parte alta de la ladera la probabilidad que la superficie del deslizamiento pase por debajo del ONP es remota, en todo caso esta superficie afloraría por encima del ONP y el material removido por el deslizamiento se depositaría sobre el actual derecho de vía.

FLUCTUACIONES DEL NIVEL FREATICO DESDE EL 13.03.05

0.002.004.006.008.00

10.0012.0014.0016.0018.0020.0022.0024.0026.0028.0030.0032.0034.0036.0038.0040.0042.0044.0046.0048.0050.00

13.0

3.05

14.0

3.05

15.0

3.05

04.0

4.05

12.0

4.05

13.0

4.05

14.0

4.05

15.0

4.05

16.0

4.05

17.0

4.05

28.0

4.05

29.0

4.05

30.0

4.05

PRO

FUN

DID

AD

(m)

SD-11 SD-12 SRI-01 SRI-02 SRI-03

65

3.3 Acciones de mitigación generales. La experiencia adquirida en la mitigación de procesos similares está enfocada en dos aspectos principales. 3.3.1 Aumentar la resistencia del suelo. Uno de los sistemas económicos y eficientes es controlando la escorrentía superficial y sub-superficial, con el objetivo de evitar el incremento y/o fluctuaciones del nivel freático. Se logra mediante canaletas y/o cunetas ubicadas en las áreas susceptibles para proporcionar una salida rápida al agua de escorrentía que pueda infiltrarse o producir erosión. La aplicación de substancias como cemento u otro tipo de conglomerantes sirven también para aumentar la resistencia del terreno, densificándolo y disminuyendo su permeabilidad. 3.3.2 Disminución de los esfuerzos actuantes en la ladera (descarga de masa). Variando la geometría del área inestable con cortes parciales de su masa, disminución o abatimiento de la pendiente, conformación de terrazas escalonadas etc. Se debe tener en cuenta que la colocación del material removido en el pie del talud podría causar inestabilidad de los taludes que se encuentran debajo, por otro lado, se debe drenar el agua que pueda almacenarse dentro de la berma ya que es probable que haya un aumento de la presión de poros en los sectores inferiores de la superficie de falla lo que incrementaría su inestabilidad.

Capítulo IV

Obras de mitigación recomendadas En el desarrollo de esta tesis, con la información disponible, no se puede llegar a emitir un diagnóstico con un grado de confiabilidad aceptable que es necesario en este tipo de problemas geodinámicos como el del Km. 484; sin embargo, sí se llega a definir tendencias y conceptuar dentro de niveles técnicos aceptables alternativas de solución a nivel de ingeniería básica. Considerando el alcance y el tipo de las investigaciones realizadas hasta la fecha, los resultados obtenidos, inspecciones de campo, así como las características que presenta el área inestable, su historial y los tipos de procesos ocurridos, proponemos obras de mejoramiento del drenaje superficial para mitigar y disminuir la inestabilidad de esta ladera. La determinación del mejoramiento del sistema de drenaje en la parte alta del Km. 484, obedece a que existen factores condicionantes evidentes y factores desencadenantes principalmente las precipitaciones pluviales del área (2400mm). Estos factores no sólo comprometen al oleoducto sino también al río Marañón -en caso de deslizamientos masivos. Vale señalar que este tipo de obras demandan acciones de mantenimiento periódico para garantizar su funcionamiento y eficiencia. Las obras sugeridas son: Cunetas y Zanjas de Coronación. Las primeras se ubicarán dentro del cuerpo del deslizamiento, y servirán para captar el agua de escorrentía y desaguar las cuencas ciegas ubicadas en la parte baja de la ladera; las segundas se ubicarán en la parte superior de los escarpes y permitirán interceptar y conducir adecuadamente las aguas superficiales minimizando su infiltración y acción erosiva, se emplazarán en la corona de los escarpes manteniendo una distancia apropiada al borde, dentro de lo posible no se habilitarán cerca de grietas de tensión ni paralelas a los escarpes. Sus paredes y fondo serán impermeabilizadas y mantendrán una pendiente adecuada que permita una rápida evacuación del agua. Sellado de grietas. Se empleará material fino impermeable y bien apisonado, el objeto es minimizar o evitar filtración de agua a través de ellas. Reforestación. En el futuro, evaluar las especies vegetales más adecuadas para la estabilización de este tipo de suelos. La vegetación cumple una función importante en el control erosivo de una ladera ya que le da consistencia por el entramado mecánico de sus raíces. Son recomendables las especies nativas y se ha comprobado que es más efectivo para defender los taludes, la plantación continua de pastos y plantas herbáceas. Las

68

especies biológicas a utilizar en el proceso de reforestación y empradización deben ser especies nativas y de rápido crecimiento las cuales deberán ser evaluadas en su momento. Adicionalmente se debería evaluar la alternativa de adquirir los terrenos agrícolas para evitar el riego de los sembríos ubicados en esta ladera y disminuir la infiltración del agua. Obras de envergadura. Dada la importancia del Oleoducto Norperuano, la magnitud del área crítica y la inmensidad de la masa, se sugiere se evalúe la posibilidad de ejecutar obras como las del Km. 400 (puente colgante) o Km. 483 (perforación de túnel). Debido a que el problema no es local sino macro y por razones técnicas-económicas, descartamos las alternativas de perforación de subdrenes (heterogeneidad del medio los haría no aptos), muros de contención (no funcionabilidad para este tipo de escenarios) y cambio de geometría (generaría grandes costos económicos-sociales). 4.1 Descripción general de las obras. Las obras descritas a continuación responden al Análisis de Estabilidad presentado en Capitulo III. En general comprenden tres actividades principales: la primera actividad se refiere a la interconexión y el desagüe de cuencas ciegas, la segunda corresponde al drenaje superficial sobre el cuerpo del deslizamiento y zanjas de coronación en las partes altas y la tercera actividad es la limpieza del cauce de quebrada que servirá de drenaje natural a las actividades anteriores. En el Anexo IV se puede encontrar el presupuesto estimado de las obras consideradas. La ubicación de las obras de ingeniería se muestran en el Plano GEO-01 del Anexo II. A continuación se describen brevemente las partidas involucradas en el proyecto. 4.1.1 Trabajos preliminares. Están contempladas en este ítem la movilización y desmovilización de los equipos y materiales (si es necesario considerarlos). 4.1.2 Excavación de cunetas tipo “a” (desagüe de cuencas ciegas). Aquí se describen las actividades de interconexión y desagüe de las zonas húmedas ubicadas en la parte baja del área en estudio cercana al derecho de vía del ONP. Estos bofedales deben abrirse paso hacia la quebrada más cercana. Las cunetas tipo “A” tendrán una sección triangular de 1m de ancho y una profundidad promedio de 0.5m. El trazo ubicado en el Plano GEO-01 es referencial; en el replanteo de campo se ajustará las ubicaciones de acuerdo a la topografía local. 4.1.3 Excavación de cunetas tipo “b” (drenaje superficial y zanjas de coronación). Se debe trazar y replantear el alineamiento de las zanjas para la excavación, tanto en el cuerpo del deslizamiento como en la parte alta del mismo. La cuneta tipo “B” tiene sección triangular con ancho superficial de alrededor de 2m, con una profundidad variable que en promedio es de 1m y con pendiente adecuada.

69

El material excedente tendrá que ser evacuado hacia un botadero adecuado, como el ubicado cerca al Km. 483. Se ha considerado una distancia de transporte de 2Km. Debido a la heterogeneidad de los materiales de la zona, el diseño previsto podría ser modificado en campo. El esquema de ubicación y las secciones transversales de las cunetas “A” y “B” se muestran en el Plano GEO-01. 4.1.4 Limpieza del cauce de quebradas. Adicionalmente debe considerarse la limpieza de las quebradas (ver Plano GEO-01) que servirán de drenes naturales para el desagüe de las cuencas ciegas, del drenaje superficial y zanjas de coronación. 4.1.5 Obras complementarias. Debido a la naturaleza de estas obras y la inestabilidad de los materiales sobre las que estarán emplazadas, es necesario considerar actividades de mantenimiento periódico de las mismas para su eficiente comportamiento. El costo anual estimado para dos actividades de mantenimiento de cunetas y cauce de quebradas es del orden de US$ 10,000.00. 4.2 Presupuesto estimado. El presupuesto se ha determinado a través de las partidas descritas anteriormente. El Costo Total de los trabajos presupuestados sin incluir las obras complementarias asciende a US$ 12,000.00. Ver Anexo IV.

Conclusiones / Recomendaciones Conclusiones. • La zona alta del Km.484 corresponde a formaciones rocosas con discontinuidades,

fracturas, fisuras y fallas. Los deslizamientos se dan en esta parte de Este a Oeste, por lo tanto el material depositado en las cercanías del oleoducto es producto de estas remociones de masa activas y la ubicación de mayor cantidad de puntos de control sobre estas zonas no sería adecuado.

• El área en la que se encuentra la tubería del Km. 484 es una zona de deslizamientos. La

heterogeneidad del medio y la falta de datos de piezometría en épocas prolongadas, hace que no se puede dar un diagnóstico para observar el comportamiento del nivel freático.

• Se observa que los deslizamientos se producen en los meses de abril y mayo,

coincidente con el fin del período lluvioso. Según el SENAMHI este período es de setiembre a mayo para esta zona (2400mm en promedio), lo que constituye el factor desencadenante de los fenómenos de geodinámica externa que se ven en la zona.

• La instalación de un sistema de drenaje profundo en el área -subdrenes perforados-

presenta limitaciones por el tipo de suelo existente (coluvial). Este sistema podría generar una focalización en el drenaje del subsuelo y procesos de conificación que generaría problemas de tubificación y asentamientos diferenciales muy costosos de remediar.

• Las técnicas de monitoreo (Inclinometría, Piezometría y Topografía) en el área de

estudio son adecuadas porque proporcionan tendencias y magnitudes de los movimientos.

Recomendaciones. • Si bien es cierto el área objeto de este estudio se circunscribe a la progresiva 484, es

necesario se coordinen acciones conjuntas con el MTC, Defensa Civil o la entidad competente para la mitigación de daños futuros en la carretera Bagua-Mesones Muro adyacente al ONP, así como también del centro poblado La Libertad que se ubica dentro de su área de influencia. En los movimientos de masas de junio del año 2005, se evidenciaron tales efectos destructivos.

72

• De acuerdo a las evidencias existentes de procesos de geodinámica externa en el entorno del Km. 484 consideramos se evalúe la susceptibilidad geodinámica de todo el Pongo de Rentema entre los Km. 490 y 457 del Oleoducto Norperuano.

Figura R.1 Esquema del Km. 484 y su entorno.

• Llevar a cabo coordinaciones con SENAHMI para evaluar la posibilidad de

implementar estaciones hidrometereológicas en el área de influencia del Oleoducto Norperuano, con el objetivo de contar con registros más confiables para la evaluación geodinámica de su ámbito y en los cruces de ríos.

• Completar el levantamiento topográfico de toda esta ladera inestable y su red natural de

drenaje local. • De acuerdo a los resultados progresivos (corto, medio o largo tiempo) del sistema de

control topográfico instalado, se deberá evaluar la reinstalación del monitoreo inclinométrico.

• Inspección periódica, mínimo una vez al mes, de todos los hitos de control topográfico.

Reportar movimientos sobre los mismos producidos por la acción antropogénica, nuevos ojos y/o cursos de agua y cualquier otra anomalía.

73

Recomendación general. • Del resultado de este trabajo se desprende que es necesario contar con el siguiente tipo

de información: climática, topografía, geomorfología, geológica-geotécnica e hidrológica; con la finalidad de hacer un adecuado planeamiento, diseño y construcción de cualquier obra de infraestructura.

75

Referencias

1. Coduto, D. (1994).- Foundation Design, Principles and Practices. 3ra Edición.

2. Universidad de Piura (2005).- Estudio de Mecánica de Suelos Km. 484 ONP.

Laboratorio de Ensayos de Materiales de Construcción, LEMC – UDEP.

3. Medina, J. (1991).- Fenómenos Geodinámicos. Estudio y Medidas de Tratamiento. 1ra Edición.

4. Suárez Díaz, J. (1998).- Deslizamientos y Estabilidad de Taludes en Zonas Tropicales.

2da Edición. 5. Krynine, D.P. & Judd, W.R. (1961).- Principios de Geología y Geotécnia para

Ingenieros. 1ra Edición. 6. Harvey, J.C. (1987).- Geología para Ingenieros Geotécnicos. 2da Edición. 7. Bernal, I. & Tavera, H. & Antayhua J. (2002).- Zonas Sismogénicas en Perú. Centro

Nacional de Datos Geofísicos, IGP. Boletín de la Sociedad Geológica del Perú v.93, 31-44.

8. Reglamento Nacional de Construcciones (1997).- Norma Técnica de Edificaciones

E.030, Diseño Sismorresistente. 1ra. Edición. 9. Carrillo Gil, A. (1989).- Estabilidad y Comportamiento de los Suelos en el Perú. 1ra

Edición. 10. S&Z Consultores Asociados S.A (1996).- Proyecto y Asesoramiento Técnico para la

Instalación de Control de Monitoreo Inclinométrico en el Km. 484 del ONP. Infome Final.

11. Berrú, A. (2003).- Estudio Geomorfológico Litológico, Km. 484 ONP. Informe de

Trabajo de Campo, Prácticas Pre-profesionales de Verano. Universidad Nacional de Piura.

12. Unidad Mantenimiento de Línea (1996).- Reportes de Campo, Inclinometría Km. 484

ONP. Grupo Derecho de Vía - Estación Nº7 - Operaciones Oleoducto. 13. Gavilanes, H. (2003).- Parámetros Geotécnicos y Estabilidad de Taludes, Curso de

Explotación de Canteras – Asociación de Ingenieros de Minas del Ecuador. 14. Ocola, L. (2002).- Mapa de Sismicidad del Perú Parte I, Atlas de Peligros Naturales del

Perú. INDECI. 15. Alva, J. & Meneses, J & Guzmán, W. (2002).- Distribución de Máximas Intensidades

Sísmicas Observadas en el Perú. Universidad Nacional de Ingeniería – Proyecto SISRA.

76

16. Geotécnica S.A (1999).- Estudio Geotécnico Integral y Solución a Nivel de Ingeniería de Detalle del Km. 484 del Oleoducto Norperuano. Estudio Geológico Geotécnico Integral Km. 484 ONP.

17. Sánchez San Román, F. J. (2002).- Prospección Geofísica: Sondeos Eléctricos

Verticales. Departamento de Geología de la Universidad de Salamanca, España. 18. Cavada, J. (2000).- Guía de Prospección Sísmica por Refracción. Universidad Central

de Venezuela, Facultad de Ingeniería – Escuela de Geología Minas y Geofísica. 19. Blanco Urrutia, F. & Alvarenga, E. (2003).- Monitoreo Inclinométrico de Taludes.

Ministerio de Obras Públicas, Transporte, Vivienda y Desarrollo Urbano. Viceministerio de Obras Públicas, Unidad de Investigación y Desarrollo Vial – República de El Salvador.

20. S&Z Consultores Asociados S.A (1996).- Proyecto y Asesoramiento Técnico para la

Instalación de Control de Monitoreo Inclinométrico en el Km. 484 del ONP. Manual de Procedimientos de Control, Interpretación y Mantenimiento de la Instrumentación Instalada.

21. H&O, Hidráulica & Oceanografía Ingenieros Consultores S.A (2003).- Monitoreo

Topográfico de Áreas Inestables Km.484 ONP. Primer, Segundo y Tercer Monitoreo. 22. Instituto Geográfico Nacional (2004).- Estaciones de la Red Geodésica Nacional GPS.

23. Blanco Urrutia, F. & Alvarenga, E. (2003).- Monitoreo de los Taludes de la Carretera

CA-1, en la Zona de la Curva La Leona. Ministerio de Obras Públicas, Transporte, Vivienda y Desarrollo Urbano – República de El Salvador.

24. Blanco Urrutia, F. & Alvarenga, E. (2003).- Monitoreo de los Taludes de la Carretera

CA-1, en la Zona de Los Chorros. Ministerio de Obras Públicas, Transporte, Vivienda y Desarrollo Urbano – República de El Salvador.

25. Legget, R. F. (1956).- Geología para Ingenieros: Relaciones entre los Estudios

Geológicos y la Ingeniería. 26. Legget, R. F. & Karrow, P.P. (1986).- Geología aplicada a la Ingeniería Civil. 2da

Edición. 27. Das, B.M. (2001).- Fundamentos de Ingeniería Geotécnica. 3ra Edición. 28. Chang, L. & Alva, J. E (1991).- Deslizamientos y Aluviones en el Perú. 1ra Edición. 29. Lagos, P. (2002).- Mapa de Sismicidad del Perú Parte II, Atlas de Peligros Naturales

del Perú. INDECI. 30. SENAMHI (2002).- Mapas de Precipitación Anual, Periodo Normal (Setiembre -

Mayo), Atlas de Peligros Naturales del Perú. INDECI.

77

31. S&Z Consultores Asociados S.A (1995).- Proyecto y Asesoramiento Técnico para la Instalación de Control de Monitoreo Inclinométrico en el Km. 484 del ONP. Instalación de Forros Inclinométricos Ranurados, Especificaciones Técnicas.

32. Barlow, J.P. (1999).- Preliminary Geotechnical Assessment of Landslides at Km. 483

and Km. 484 North Peru Oil Pipeline, Final Report. AGRA Earth & Environmental Limited.

33. SINCO (1980).- Instruction Manual, DIGITILT Mag-Tape Model 50308-M. Slope

Indicator Company 3668 Albion Place North. Seattle, Washington

83

Figura AI.1 Mapa de precipitación anual periodo lluvioso set-may (SENAMHI).

84

Figura AI.2 Mapa de máximas intensidades sísmicas del Perú (CISMID).

85

Figura AI.3 Mapa de zonificación sísmica del Perú (IGP).

86

Figura AI.4 Mapa preliminar de aceleraciones sísmicas del Perú (IGP).

87

Tabla AI.1 Clasificación de mamposterías, calidad, tipo de ladrillo, etc.

MAMPOSTERÍA DESCRIPCION Tipo A* Buena mano de obra, mortero y diseño; reforzada, especialmente en el sentido

lateral, y amarrada mediante el uso de acero, concreto, etc. Diseñada para resistir fuerzas laterales.

Tipo B* Buena mano de obra y mortero; reforzada, pero no diseñada en detalle para resistir fuerzas laterales.

Tipo C* Mano de obra y mortero ordinarios; no se da debilidad extrema como la causada por defectos de amarre en las esquinas, pero no reforzada ni diseñada para fuerzas horizontales.

Tipo D Materiales débiles tales como adobe, mortero pobre, etc. Bajo nivel de mano de obra, débil horizontalmente.

* No tiene relación con el tipo A, B y C de construcción convencional.

91

Ordenamiento y descripción de la información disponible en el Km. 484 del Oleoducto Nor-Peruano

A.1 Investigaciones geotécnicas sobre la ladera inestable. A.1.1 Estudio realizado por la Cía. S&Z Consultores Asociados S.A (1995). Con el fin de conocer las características geológicas-geotécnicas del terreno que interesa al ONP en el Km. 484, se efectuaron excavaciones de calicatas y perforaciones diamantinas. A.1.1.1 Excavación de calicatas.

En el programa de investigaciones mediante calicatas, S&Z consideró la excavación de siete (07) de ellas, en las cuales se ejecutaron ensayos de humedad y densidad natural y se obtuvieron muestras representativas para ser ensayadas en laboratorio. El suelo está constituido por arcillas de plasticidad media con arena y grava fina y cantos angulosos. El conjunto es medianamente compacto, tal como lo evidencian los valores superiores a 1.83 ton/m3 de densidad seca natural del material. Se elaboraron las tablas AII.1a y AII.1b para resumir los resultados de laboratorio.

Tabla AII.1a Resultados de pruebas de laboratorio (S&Z). Calicata

Nº Prof. Cal.

(m) LL (%)

IP (%)

P.e.s* (gr/cm3)

Peso Vol. (gr/cm3)

Bloques ∅ (cm)

Grava (%)

ONP-01 1.50 38.63 22.52 2.644 2.620 20 16.88 ONP-02 3.00 42.79 22.50 2.659 2.535 20 16.15 ONP-03 2.85 39.26 17.14 2.661 2.516 20 22.55 ONP-04 3.00 30.65 14.93 2.742 2.623 20 51.11 ONP-05 1.70 22.34 8.91 2.751 2.620 50 20.46 ONP-06 2.40 NO EXISTEN DATOS DE ENSAYOS DE LABORATORIO ONP-07 2.70 29.15 11.99 2.743 2.517 80 40.78

* Peso específico de los sólidos / Los ensayos de laboratorio se realizaron en marzo de 1995.

Tabla AII.1b Características más importantes de las calicatas (S&Z). Calicata

Nº SUCS Descripción del Suelo Densidad Natural (gr/cm3) ω (%) Húmeda Seca

ONP-01 CL arcilla limosa firme, con cascajo y fragmentos angulosos de caliza 1.975 1.847 8.60

ONP-02 CL arcilla algo limosa firme, con cascajo y fragmentos angulosos de caliza 2.098 1.861 9.17**

ONP-03 CL arcilla limosa firme, con cascajo y fragmentos angulosos de caliza 2.144 1.938 13.73

ONP-04 GC limo arcilloso poco firme, con cascajo y fragmentos ang. De caliza* 2.176 2.033 14.32

ONP-05 SC arena arcillo limosa poco firme, cascajo y fragmentos ang. De caliza 1.979 1.832 10.14

ONP-06 --- limo arcilloso arena, no cohesivo y disgregable, saturado de agua --- --- ---

ONP-07 SC-GC limo arenoso algo arcilloso, húmedo, fragmentos angulosos de caliza 2.152 2.010 11.93

* A partir de 2m hay fragmentos angulosos y bloques de calizas, material no cohesivo e inestable. ** Valor de humedad hasta la profundidad de 2.60m, a partir de 2.70m varía ω=15.22% .

92

A.1.1.2 Perforaciones diamantinas. Se ejecutaron tres (03) perforaciones diamantinas verticales (SRI-01, SRI-02 y SRI-03) con recuperación continua de testigos. Estas perforaciones tuvieron por finalidad investigar las propiedades físicas y geotécnicas de los materiales que conforman el talud del Km. 484 del ONP, posteriormente se instalaron forros inclinométricos para el monitoreo. La tabla AII.2 se preparó para resumir las características de los sondeos ejecutados. Se elaboró un esquema de ubicación de las calicatas y perforaciones que se muestra en la figura AII.1, y en la figura AII.2 se aprecian los perfiles de estos sondeos elaborados por el tesista.

Tabla AII.2 Resumen de las características de los sondeos. Características SRI-01 SRI-02 SRI-03

Cota en la boca del pozo (msnm) 387.50 386.00 405.50 Profundidad de perforación (m) 68.00 58.10 66.20 Prof. contacto suelo/roca (m) 57.40 51.25 58.90 Profundidad del nivel de agua (m) 38.30 30.10 49.30 Diámetro final de perforación 4” 4” 4” Profundidad instrumentada (m) 60.32 58.10 66.20 Profundidad de lectura (m) 59.00 58.00 5.00* Diámetro forro CPI 1.9” 1.9” 1.9” Fecha instalación 10.08.95 28.09.95 01.12.95 Fecha 1ra. Medición 03.06.96 04.06.96 04.06.96

* Obstruido También se llevó a cabo un ensayo de compresión triaxial consolidado no drenado (CU) ASTM-D4767, las muestras inalteradas fueron obtenidas a una profundidad de 2.40-2.60m procedente de la calicata ONP-02 (CL). Los resultados fueron los siguientes: φcu=22.05º φ´=26.57º φ´, φcu: ángulo de fricción efectivo y total ccu=0.6 kg/cm2 c´=0.15 kg/cm2 c´, c cu: cohesión efectiva y total

Figura AII.1 Esquema de ubicación de calicatas y sondeos. OA: ojo de agua

TORREOA

OAOA

OA

OA

OA

OA

OA

OA

R I O

M A R A Ñ Ó N


B R I D A 01

B R I D A 02

93

Figura AII.2 Esquema de sondeos (perfiles).

E n s a y o s d e p e r m e a b i l i d a d . En los sondeos se ejecutaron ensayos de permeabilidad in situ tipo Lefranc para evaluar las características hidrogeotécnicas de los depósitos cuaternarios. Estos ensayos fueron programados y ejecutados en los 20 primeros metros de los sondeos SRI-01 y SRI-02 y en los 10 primeros metros del Sondeo SRI-03. Las características y resultados de los ensayos practicados se resumieron en la tabla AII.3.

Tabla AII.3 Características y resultados de los ensayos de permeabilidad. Sondeo Ensayo

Nº Tipo de Ensayo

Profundidad del tramo (m)

Permeabilidad “K” (cm/s) Material

SRI-01

01 02 03 04 05

C. Variable C. Variable C. Variable C. Constante C. Constante

3.05 – 3.35 5.70 – 6.00

10.35 – 10.75 11.70 – 15.10 19.70 – 20.10

3.3 x 10-6

8.8 x 10-6 1.3 x 10-6 7.7 x 10-4 3.8 x 10-4

Arcilla-arenosa-gravosa Arcilla-arenosa-gravosa Arcilla-gravosa-arenosa Arcilla-gravosa Arcilla-gravosa

SRI-02

01 02 03 04 05

C. Variable C. Variable C. Variable C. Constante C. Constante

2.60 – 3.00 5.65 – 6.00

9.60 – 10.00 14.80 – 15.20 19.70 – 20.10

3.8 x 10-4 2.2 x 10-5 5.6 x 10-6 6.5 x 10-3 2.3 x 10-3

Arcilla-gravosa-arenosa Arcilla-gravosa-arenosa Arcilla-gravosa Arcilla-gravosa Arcilla-gravosa

SRI-03 01 02 03

C. Constante C. Variable C. Constante

2.20 – 2.50 4.70 – 5.10 7.60 – 8.00

4.6 x 10-3 1.7 x 10-4

4.8 x 10-5

Arcilla-arenosa-gravosa Arcilla-arenosa-gravosa Arcilla-arenosa-gravosa

0.00m

57.40m

68.00m

0.00m 0.00m

prof. forroinclinométrico

60.32m

contacto suelo/roca

SRI-01 SRI-02 SRI-03

N.F 38.30m




bentonita +

cemento (1:3)

58.10m


N.F 30.10m

bentonita +

cemento (1:3)

66.20m


N.F 49.30m

bentonita +

cemento (1:3)

INICIOJUL 95

INICIOSET 95

N.F 20.00m

PROMEDIOJUN-SET 96

N.F 13.00m

PROMEDIOJUN-NOV 96

367.50 msnm

349.20 msnm

330.10 msnm

373.00 msnm

355.90 msnm

334.75 msnm

356.20 msnm

346.60 msnm327.90 msnm

339.30 msnm

319.50 msnm

INICIONOV 95

94

I n t e r p r e t a c i ó n d e l o s r e s u l t a d o s . (10) Este estudio determinó que en el sector investigado presenta la siguiente estratigrafía. a) Basamento rocoso. Constituido por conglomerados y limonitas rojizas, atravesadas por vetillas de yeso y calcita. A poca profundidad del contacto suelo/roca, ésta última se encuentra poco fracturada y meteorizada. Los núcleos obtenidos de la perforación son moderadamente resistentes. Esta unidad se encuentra entre los 55 a 60m de profundidad. b) Depósitos de deslizamientos antiguos. Corresponden depósitos de deslizamientos antiguos, diferenciando cuatro unidades probablemente asociados a episodios ocurridos en tiempos diferentes. N i v e l A : Este nivel sobreyace al basamento rocoso y tiene entre 15-20m de espesor, constituido por arenas y fragmentos de calizas y areniscas en una matriz arcillo-limosa, así como lentes de cantos y gravas arenosas permeables. El conjunto tiene color marrón gris oscuros. N i v e l B : Se ubica a continuación del nivel anterior presenta un espesor de 15-25m. Está constituido por bloques, cantos y gravas de areniscas y calizas interdigitados con lentes de arcilla gravosa. Su color es beige y hacia la base adquiere tonalidades marrones. En el Sondeo SRI-02 correspondería a un paleocauce de depósitos pluviales, mientras que en el ámbito del Sondeo SRI-01 estaría la parte marginal derecha del mismo. N i v e l C : Arcilla arenosa con gravas, intercalado con horizontales de grava arenosa permeable (k=10-3 cm/s). El contacto con el nivel anterior no es posible definirlo. N i v e l D : Posee un espesor promedio de 10m y en el se emplaza el ONP. Está conformado por una masa homogénea de grava arcillosa con grava principalmente calcárea y areniscosa, el conjunto es de color beige pardusco. Es impermeable (k=10-6 cm/s). c) Depósitos de flujo de lodo inferior. Esta unidad ha sido interceptada únicamente por el Sondeo SRI-03, en los 10 primeros metros. Consiste en arcilla arenosa de plasticidad media con grava fina angulosa de naturaleza calcárea. El conjunto es de color beige plomizo a pardusco y moderadamente impermeable (k=10-4 cm/s). Cabe anotar que los valores de permeabilidad en esta unidad decrecen desde la superficie hasta el fondo, probablemente por pérdida de finos por acción de la infiltración. d) Depósitos de flujo de lodo superior. Esta unidad no ha sido atravesada por ninguna de las perforaciones; habiéndose identificado y mapeado en forma directa. Está constituida por materiales poco cohesionados e impermeables. Se elaboró la tabla AII.4 para resumir las unidades litológicas arriba descritas.

95

Tabla AII.4 Unidades litoestratigráficas (según S&Z). UNIDAD / SUB-UNIDAD MATERIAL ESPESOR

(m) K

(cm/s)

BASAMENTO ROCOSO Conglomerados y limonitas, atravesadas por vetillas de yeso y calcita, a poca profundidad se encuentra poco fracturada. Prof. de 55 a 60m

DEPÓSITOS DE

DESLIZAMIENTOS

ANTIGUOS

A Arcillas plásticas con arenas y gravas de caliza y fragmentos de areniscas 15 - 20 permeable

B Bloques, cantos y gravas de areniscas y calizas, con lentes de arcilla gravosa 15 – 25 -

C Arcilla arenosa con gravas, intercalado con horizontes de grava arenosa promedio 10 permeable

10-3

D Grava arcillosa con grava principalmente calcárea y areniscosa. OLEODUCTO promedio 10 impermeable

10-6 DEPÓSITOS DE FLUJO DE LODO INFERIOR

Arcilla arenosa de plasticidad media con grava fina angulosa calcárea promedio 10 moderado

10-4 DEPÓSITOS DE FLUJO DE LODO SUPERIOR

Poco cohesionado e impermeable, no fue atravesado por perforación alguna.

A.1.2 Estudio realizado por la Cía. Geotécnica S.A (1999). Después de la ocurrencia, en abril del año 1999, de un deslizamiento superficial que afectó un sector de la ladera del Km. 484 arrastrando aproximadamente 30m de cobertura del ONP y del colapso de 375m del Oleoducto por un deslizamiento masivo en el Km. 483, PETROPERU S.A contrató con la compañía Geotécnica S.A la ejecución de un Estudio Geotécnico Detallado del último deslizamiento. Considerando la cercanía del área inestable del Km. 484, se incluyó una evaluación a nivel preliminar, ejecutándose las siguientes investigaciones. A.1.2.1 Excavación de calicatas.

Para reconocer las unidades superficiales y sus características geotécnicas se realizaron cuatro (04) calicatas, cuyos resultados se resumen en la tabla AII.5.

Tabla AII.5 Resultados de pruebas de laboratorio (Geotécnica)* Calicata

Nº Prof. Cal.

(m) SUCS Descripción del Suelo Bloques ∅ (cm)

LL (%)

IP (%)

ω (%)

C-09 2.60 SM arena con arcilla y gravas angulosas, arena c/poco limo 20-100 NP NP 4.80

C-11 2.70 CL grava sub angulosa, arcilla limosa con bolones angulosos 20-100 38.00 23.43 15.90

C-12 2.85 CL arcilla limosa con gravillas y grava angulosa 15-50 42.40 24.78 14.80

* Realizadas en enero 2000. En la calicata C-10 se observa un suelo compuesto de arcilla limosa orgánica con grava desde la superficie hasta unos 0.30m, luego de esta profundidad hasta 1.85m (fondo de calicata) es una arcilla limosa con grava de tamaño variable y bloques aislados de hasta 1m, grado de saturación semi-seco a húmedo. A.1.2.2 Perforaciones diamantinas. Perforación de cuatro (04) sondajes (SD-11, SD-12, SD-17 y SD-18) con recuperación continua de testigos para investigar las propiedades geomecánicas básicas y definir el

96

comportamiento geotécnico de los materiales que conforman esta ladera y su posterior implementación como piezómetros. Vale señalar que el estudio sólo abarcó el área de influencia del deslizamiento que dejó sin cobertura a la tubería. En la tabla AII.6 se muestra las características de estos sondajes. Se preparó la ubicación de las calicatas y perforaciones y se muestra en la figura AII.3, y en la figura AII.4 los perfiles estratigráficos.

Tabla AII.6 Características de los sondajes ejecutados.

SONDEO COORDENADAS PROFUNDIDAD (m)

PROF. CONTACTO SUELO/ROCA (m) NORTE ESTE COTA

SD-11 9397798.00 779428.00 359.00 50.44 30.00 SD-12 9397536.00 778962.00 381.50 65.51 51.19 SD-17 9397777.00 779172.00 363.00 80.00 NO ROCA* SD-18 9397675.00 779191.00 387.50 51.20 39.60

* No se llegó al basamento rocoso.

Figura AII.3 Esquema de ubicación de calicatas y sondajes. Elaborada en base al informe de Geotécnica, 2000.

Se llevó a cabo un solo ensayo de compresión triaxial consolidado no drenado (CU) ASTM-D4767, las muestras alteradas fueron obtenidas a una profundidad de 2.86m procedente de la calicata C-11 (CH). Los resultados de cohesión y ángulo de fricción totales hallados a partir del Círculo de Mohr (leídos) y del Diagrama P vs. Q (calculados) fueron los siguientes: φcu = 13.40º ccu = 0.20 kg/cm2 Círculo de Mohr φcu = 18.20º ccu = 0.21 kg/cm2 Diagrama P vs. Q Siendo:

φcu: Ángulo de fricción del suelo total ccu: Cohesión total

TORREOA

OAOA

OA

OA

OA

OA

OA

OA

R I O

M A R A Ñ Ó N


B R I D A 01

B R I D A 02

97

El tipo de material limitó la extracción de muestras inalteradas para este tipo de ensayo. Los valores antes obtenidos por venir de muestras alteradas se tomaron sólo como referenciales.

Figura AII.4 Esquema de sondajes (perfiles).

0.00m

30.11m

50.44m

0.00m

65.51m

SD-11 SD-12

N.F 21.00m

N.F 9.00m



N.F 17.50m PROMEDIOFEB-MAR 00

341.50 msnm

contacto suelo/roca

328.89 msnm

308.56 msnm

372.50 msnm


330.31 msnm

315.99 msnm

SE MANTIENEDIC 99-MAR 00

338.00 msnm

arcilla arenosa gravosa

INICIONOV-DIC 99

0.00m

80.00m

0.00m

51.20m

SD-17 SD-18

N.F 27.50m

N.F 44.00m



N.F 25.00m338.00 msnm

335.50 msnm

283.00 msnm

N O R O C A

N.F 47.50m340.00 msnm

343.50 msnm

336.30 msnm


347.90 msnm

PROMEDIOFEB-MAR 00

PROMEDIOMAR 2000

INICIOFEB 00

INICIOFEB 00

98

E n s a y o s d e p e r m e a b i l i d a d . Los ensayos de permeabilidad in situ se llevaron a cabo en los sondajes y en las calicatas de la ladera inestable Km. 484 ONP. Los ensayos de campo que se han realizado en los sondajes exploratorios corresponden a ensayos de permeabilidad tipo Lefranc en suelos o roca muy fracturada. Los resultados se indican en las tablas preparadas AII.7 y AII.8.

Tabla AII.7 Resultados de los ensayos de permeabilidad en sondajes. Sondeo Ensayo

Nº Tipo de Ensayo

Profundidad del tramo (m)

Permeabilidad “K” (cm/s) Clasificación

SD-11

01 02 03 04 05 06 07 08

C. Variable C. Constante C. Constante C. Constante C. Constante C. Constante C. Constante C. Constante

4.50 – 5.00 9.50 - 10.00 14.50 - 15.00 19.50 - 20.00 23.26 - 25.00 29.50 - 30.00 46.13 - 47.83 49.94 - 50.44

1.09 x 10-5

3.44 x 10-4 4.36 x 10-4 6.70 x 10-3 7.48 x 10-4

2.15 x 10-3 3.07 x 10-3 6.45 x 10-3

Baja Media Media Media-alta Media Media-alta Media-alta Media-alta

SD-12

01 02 03 04 05 06 07

C. Constante C. Constante C. Variable C. Variable C. Variable C. Constante C. Constante

4.50 - 5.00 19.61 - 20.11 24.50 - 25.00 29.50 - 30.00 40.22 - 40.72 49.50 - 50.00 54.50 - 55.00

1.50 x 10-2 1.86 x 10-3 2.67 x 10-6 4.05 x 10-3 3.50 x 10-2 9.41 x 10-3 3.17 x 10-4

Alta Media-alta Baja Media-alta Alta Media-alta Media

SD-17

01 02 03 04 05 06 07 08 09 10

C. Constante C. Constante C. Constante C. Constante C. Constante C. Constante C. Constante C. Constante C. Constante C. Constante

3.00 - 5.00 9.00 - 10.00 10.50 - 15.00 20.00 - 21.00 19.00 - 25.00 30.00 - 31.00 30.55 - 35.00 36.52 - 40.00 40.00 - 41.00 40.00 - 45.00

1.47 x 10-2 5.30 x 10-3

2.23 x 10-3

2.53 x 10-3 7.81 x 10-4 1.56 x 10-4 5.79 x 10-4 4.68 x 10-4 1.15 x 10-3 1.86 x 10-4

Alta Media-alta Media-alta Media-alta Media Media Media Media Media-alta Media

SD-18

01 02 03 04 05 06 07

C. Constante C. Constante C. Variable C. Variable C. Constante C. Constante C. Constante

4.00 - 5.00 9.00 - 10.00 11.00 - 16.00 22.20 - 27.20 30.00 - 35.00 35.00 - 42.00 44.00 - 51.20

1.04 x 10-4 2.37 x 10-4 2.37 x 10-7 1.96 x 10-7 2.10 x 10-4 1.38 x 10-4 4.80 x 10-4

Media Media Muy baja Muy baja Media Media Media

Tabla AII.8 Ensayos de permeabilidad en calicatas. Calicata Tipo de

Ensayo Profundidad del

tramo (m) Permeabilidad

“K” (cm/s) Clasificación

C-09 C. Variable 2.60 – 3.10 1.80 x 10-3 Alta C-10 C. Variable 1.85 – 2.35 1.20 x 10-3 Alta C-11 C. Variable 2.70 – 3.30 8.30 x 10-4 Baja C-12 C. Variable 2.35 – 2.85 5.40 x 10-4 Baja

99

I n t e r p r e t a c i ó n d e l o s r e s u l t a d o s . (16) a) Basamento rocoso. Esta unidad es la más antigua, está constituida por lodolitas de color marrón rojizo levemente alteradas intersectadas por vetillas polidireccionales de yeso, fracturamiento medio a alto. La profundidad variable entre 30 y 50m y se encuentra subyaciendo al suelo. b) Depósitos no consolidados. Se diferencian tres unidades, que se describen a continuación. U n i d a d I . Corresponde depósitos de deslizamientos antiguos, diferenciados en tres sub-unidades: S u b - u n i d a d 1 . Esta unidad sobreyace al basamento rocoso y la constituye un suelo arcilloso con clastos de color marrón rojizo, angulosos a sub-angulosos de hasta 2.5" de diámetro, el espesor promedio es de 17 a 20m. S u b - u n i d a d 2 . Esta unidad se encuentra sobreyaciendo a la sub-unidad 1, la constituyen suelos limo arcillosos de color marrón claro a grisáceo, clastos sub-angulosos y en menor proporción gravas con un espesor promedio de 3 a 4m. S u b - u n i d a d 3 . Está constituida por una arena limosa de color pardo claro a amarillenta, de baja plasticidad y compacidad. Tiene un espesor promedio de 4m y sobreyace a la sub-unidad 2. U n i d a d I I . Esta unidad correspondería a los Depósitos Fluviotorrenciales Inferiores, se detectó en el sondaje SD-11, los materiales que la constituyen corresponden a un limo arcilloso de color gris oscuro con un espesor promedio de 0.50m, sin embargo éste no es representativo de toda el área, debido a que en la parte central alcanza espesores de hasta 10m. U n i d a d I I I . Esta unidad correspondería a Depósitos Fluviotorrenciales Superiores, ubicados en las partes altas de las laderas y está constituida por gravas arenosas con bajo contenido de limos de color pardo amarillento, fragmentos angulosos a sub-angulosos de hasta 2" de diámetro, alcanza espesores máximos de 4m y sobreyace a la sub-unidad II. U n i d a d I V . Esta unidad es la más superficial y está constituida por un limo y gravas de color gris verdoso. Los clastos son angulosos a sub-angulosos de hasta 1.5" de diámetro.

En el caso del sondaje SD-17, atravesó tres unidades de suelos, sin llegar al basamento rocoso. La primera unidad corresponde a una arcilla arenosa con gravas y bolones donde se intercalan niveles de arcillas plásticas poco cohesionadas, en los niveles más plásticos presenta mayor cohesión; los valores de permeabilidad para esta unidad son del orden de 10-2 a 10-3 cm/s, es decir, de media-alta a alta. Esta unidad está entre los 0 y los 21m aproximadamente. La segunda unidad, entre los 21 y 40m, corresponde a intercalaciones de gravas arenosas con algo de arcillas y arenas finas con limos y gravas. Presenta

100

consistencia baja y permeabilidades medias del orden de 10-4 cm/s y la tercera unidad que está bajo los 40m y que correspondería a un depósito del tipo fluviotorrencial antiguo, constituido por gravas y bolones en una matriz arcillo arenosa que se intercalan con niveles de gravas finas con bolones, esta unidad presenta una consistencia media, con permeabilidades del orden de 10-4 cm/s, es decir, medias. El sondaje SD-18 detectó cuatro unidades geológicas, la primera de 0 a 25.10m corresponde a una arcilla gravosa, plástica a muy plástica de color beige amarillento, las gravas son angulosas a sub-angulosas de calizas, también aparecen bolones de hasta 30cm, presenta permeabilidades muy bajas a medias del orden de las 10-4 a 10-7 cm/s. La segunda unidad que va de los 25.10 a 39.60m, corresponde a intercalaciones de arcilla arenosas pardo amarillentas con algo de gravas y bolones angulosos de hasta 30cm, con arenas limosas y arcillas altamente plásticas. La tercera unidad que está entre los 39.60 y 45.40m corresponde a un suelo residual, constituido por una arcilla arenosa gruesa gris oscura plástica a medianamente plástica. La cuarta unidad corresponde al basamento rocoso constituido por una lodolita gris oscura altamente fracturada y alterada, con RQD = 0 y frecuencia de fracturas mayor de 20. Se preparó la tabla AII.9 como un resumen.

Tabla AII.9 Unidades litoestratigráficas resumidas, según Geotécnica S.A. UNIDAD / SUB-UNIDAD MATERIAL PROF.

(m) ESPESOR

(m)

BASAMENTO ROCOSO Lodolitas levemente alteradas intersectadas por vetillas de yeso 30 – 50 -

DEPÓSITOS NO

CONSOLIDADOS

UNIDAD I

1 Arcillas con gravas, los clastos de las gravas son angulosos a sub-angulosos 15 – 30 17 - 20

2 Limo arcilloso, gravas en poca proporción con clastos sub-angulosos 13 – 15 3 - 4

3 Arena limosa, presenta baja plasticidad y compacidad 9 4

UNIDAD II Limo arcilloso, detectada por el SD-11. Depósitos Fluviotorrenciales inferiores 5 0.5

UNIDAD III Gravas arenosas con algo de limo. Depósitos Fluviotorrenciales superiores 2 4

UNIDAD IV Limo con gravas, los clastos son angulosos a sub-angulosos de hasta 1.5”

A.1.2.3 Prospección geofísica. La prospección geofísica sísmica es un método de investigación indirecta que consiste en explorar el subsuelo mediante la generación artificial de ondas. Este método utiliza un elemento para originar dichas ondas denominado fuente (a base de explosiones o golpes a la superficie terrestre), un medio de propagación y un elemento detecto-registrador de las ondas denominado receptor (geófonos). La información registrada se analiza y evalúa con softwares especializados que interrelacionados con las otras investigaciones de campo interpretan la conformación espacial del subsuelo y sus propiedades elásticas. La prospección utilizada fue del tipo refracción, método geofísico más utilizado para obtener datos geotécnicos del subsuelo superficial (profundidades entre 0 y 100m). Es relativamente económico y proporciona información de las propiedades físicas del subsuelo. Existe una demanda creciente de esta técnica debido al incremento en los costos de sondeos por perforación.

101

Es efectivo para delimitar la interfase entre medios elásticos con un fuerte contraste de velocidad (mayor que 2:1), tal como el que existe entre el basamento de roca inalterada y el material de recubrimiento constituido por aluvión o por roca meteorizada(17). No suele ser de utilidad para delimitar estratos sedimentarios entre sí (Ej. arcillas y gravas). Las ondas elásticas que se propagan por el subsuelo se conocen como ondas sísmicas, hay que señalar que la velocidad de propagación de éstas es independiente de la potencia de la fuente y sólo depende de las propiedades del material por el que viajan. Esto simplifica la caracterización de los estratos geológicos del subsuelo por sus velocidades(18). Las rocas y sedimentos no suelen ser materiales homogéneos, sino que son agregados de diferentes minerales, con espacios porosos de forma variable, e incluyen fluidos como agua o aire, presentan fracturas y microfracturas de diversas formas y orientaciones. Por ello, las fórmulas para calcular velocidades de las ondas convencionales (primarias y secundarias) son aproximadas en rocas y en sedimentos. Se dispone de gran variedad de fórmulas semiempíricas para calcular velocidades, las cuales toman en cuenta los parámetros elásticos de la matriz y fluidos, la porosidad, etc. En general se cumple, con excepciones, que los valores de velocidad son mayores en(18): • Rocas ígneas que en rocas sedimentarias. • Sedimentos consolidados que en no consolidados. • Sedimentos no consolidados saturados que en sedimentos no consolidados secos. • Suelos húmedos que en suelos secos. Carbonatos que en areniscas. • Areniscas que en lutitas. Rocas sólidas que en rocas fracturadas o con diaclasas. • Rocas inalteradas que en rocas meteorizadas. • Rocas densas que en rocas livianas. Rocas viejas que en rocas jóvenes. Los sedimentos presentan casi siempre velocidades inferiores a 2000 m/s. Las areniscas y lutitas velocidades entre 1000 y 3000 m/s. Las rocas ígneas y metamórficas velocidades superiores a los 3500 m/s. Las velocidades típicas de onda P de algunos de estos tipos de rocas se ven en la tabla AII.10. Las velocidades se dan solamente como referencia, ya que pueden existir materiales litológicos similares y con valores fuera de los rangos indicados.

Tabla AII.10 Velocidades típicas de onda primaria en rocas.

VELOCIDAD DE ONDA "P" (m/s) TIPO LITOLOGÍA CARACTERÍSTICA

200 – 500 1 Turba en formación, no saturada 200 – 700 2 Arena no saturada 500 – 900 3 Arena saturada

400 – 1200 4 Aluvión suelto 800 – 2000 5 Aluvión mezclado, gravas, limos

1500 – 2000 6 Morrena suelta 1500 – 2800 7 Aluvión con bloques 2000 – 3000 8 Morrena compacto 1600 – 2000 9 Roca extremadamente alterada 2000 – 3000 10 Roca muy alterada o fracturada 3000 – 3500 11 Roca poco alterada, liviana 3500 – 4000 12 Roca poco alterada, densa 4000 – 5000 13 Roca compacto densa 4500 – 5500 14 Roca intrusiva básica compacta

Fuente: (16)

102

La correlación entre velocidad y grado de meteorización por lo general es de carácter aproximado y depende entre otras variables de la litología, contenido de fluidos etc. Por ejemplo, una velocidad de 2000 m/s en un granito es indicativo de un grado alto de meteorización o fracturamiento, en cambio en una arenisca es indicativo de roca inalterada. Sin embargo, el grado de meteorización es mayor cuanto menor sea la velocidad registrada con relación a la velocidad típica de la roca considerada en estado inalterado. En la prospección por refracción, la fuente y los detectores se alinean en el área de investigación. La información del subsuelo es aportada por las ondas sísmicas refractadas en las interfases entre estratos de diferente velocidad de las ondas compresionales (ondas primarias P). Estas ondas refractadas también se conocen como ondas cónicas, ondas de primera llegada, ondas de cabecera u ondas laterales. Ellas son las que primero llegan a los receptores desde el instante en que se produce la liberación de energía en la fuente, por lo que identificarlas y medirles el tiempo de llegada suele ser relativamente sencillo(18). Con las ondas P se dibuja un gráfico donde las abcisas son las distancias desde la fuente hasta cada detector y el eje de las ordenadas son los respectivos tiempos de primera llegada de la onda. Este gráfico se denomina gráfico tiempo vs. distancia, y las curvas representadas son las dromocrónicas. En principio, a partir de este gráfico es posible calcular el perfil de espesores y la velocidad de propagación de las ondas sísmicas P de cada estrato en el subsuelo. En este estudio se utilizó una técnica de cálculo basada en los "tiempos de retardo" más seis iteraciones de trazado de rayos y ajuste del modelo. En general los métodos geofísicos por ser indirectos aportan datos referenciales para la interpretación y el diagnóstico del proceso geológico o geotécnico. Correlacionarlos con la geología de superficie, perforaciones, ensayos de geomecánicos de los suelos y/o rocas in situ o en laboratorio, etc; mejoran la interpretación. Sólo en zonas de geología homogénea la información e interpretación geofísica por sí sola podría llevar a un diagnóstico preciso del problema investigado. En este caso las perforaciones y los sondeos sísmicos se calibran mutuamente. No sustituye a las perforaciones, pero optimiza su ubicación y por lo tanto el costo del estudio. R e s u l t a d o s d e l e s t u d i o . (16) Geotécnica S.A entregó los trabajos de geofísica como subcontrato a la empresa José E. Arce Helberg EIRL, y consistió en el levantamiento de tres perfiles sísmicos transversales al eje del Oleoducto (Oeste a Este). Las longitudes fueron, Perfil Nº1 : 840m, Perfil Nº2 : 600m y Perfil Nº3 : 720m, (ver figura AII.5). La longitud total de los perfiles sísmicos es 2160m y han permitido ubicar tres grandes unidades de diferente velocidad sísmica, que son las siguientes: U n i d a d s u p e r f i c i a l . Esta unidad presenta velocidades entre 460 y 1150 m/s, y profundiza hasta los 27m. Estas velocidades son características de depósitos mal consolidados, altamente permeables, a los que se les puede atribuir una génesis de tipo aluvional.

103

U n i d a d i n t e r m e d i a . Subyace a la anterior y presenta velocidades entre 850 y 2000 m/s, y espesores de 0 a 55m. Sin embargo, es posible observar que las velocidades sísmicas son decrecientes hacia el Este, el Perfil Nº 1 posee las más altas (2000 m/s), en el Perfil Nº 2 son de hasta 1500 m/s y el Perfil Nº 3 tiene las velocidades más bajas (850 m/s). U n i d a d i n f e r i o r . Es la más profunda y se subyace a las dos anteriores, su velocidad sísmica es del orden de 1700 a 2850 m/s, el contacto con las unidades superiores se ubica entre los 7 y 55m desde la superficie y con una profundidad media de 25 a 30m. Estas velocidades son características de rocas totalmente alteradas y meteorizadas. En el Perfil Nº 3 se observa velocidades mayores a 3000 m/s, pero también se trataría de rocas muy alteradas y meteorizadas.

Figura AII.5 Ubicación de perfiles de refracción sísmica. En base a Geotécnica, 1999.

Se elaboró tabla AII.11 para resumir las características de estas unidades y en la figura AII.6 se detallan los tres perfiles geofísicos de Refracción Sísmica originales mostrando las velocidades de onda P en m/s.

Tabla AII.11 Unidades reconocidas a través de prospecciones geofísicas. UNIDAD VELOCIDAD

(m/s) ESPESOR

(m) PROFUNDIDAD

(m) MATERIAL

Superficial 460 – 1150 27 0 Depósitos mal consolidados, altamente permeables (aluvional)

Intermedia 850 – 2050 0 – 55 27 Materiales coluviales mal consolidados y de deslizamiento

Inferior 1700 – 2850 – 7 – 55 Rocas totalmente alteradas y meteorizadas

TORREOA

OAOA

OA

OA

OA

OA

OA

OA



DESLIZAMIENTO1999

R I O

M A R A Ñ Ó N


B R I D A 01

B R I D A 02

PERFIL Nº 2 (600m)

PERFIL Nº 3 (720m)

PERFIL Nº 1 (840m)

SECCION C-C'

SECCION B-B'

SECC

ION

D-D

'

104

Figura AII.6 Perfiles geofísicos de refracción sísmica (líneas sísmicas).

Sondeos de resistividad eléctrica. (Geotécnica S.A & Arce Helberg EIRL, 1999).

340

360

380

400

420

440

460

480

500

520

540

560

580

600

620

640

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320 340 360 380 400 420 440 460 480 500 520 540 560 580 600 620 640 660 680 700 720 740 760 780 800 820 840

1135

617

2008

2788

5502036

2674

960

1045

2472

1625

23351883

685

1625

2855

833

1589

2779

763

P E R F I L S I S M I C O 1

unidad superficial

unidad intermedia

unidad inferior

DISTANCIA (m)

m.s.n.m

320

340

360

380

400

420

440

460

480

500

520

3000 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320 340 360 380 400 420 440 460 480 500 520 540 560 580 600

668

565

1541

2853

2704

1513

780

690

1284

2656

828

1346

2524

749


unidad superficial

unidad intermediaunidad inferior

DISTANCIA (m)

ELEV

AC

ION

(m.s.

n.m

)

320

340

360

380

400

420

440

460

480

500

520

540

560

580

600

620

640

660

680

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320 340 360 380 400 420 440 460 480 500 520 540 560 580 600 620 640 660 680 700 720

1157

620

879

2524

694

860

3139

465

852

1747

627

1138

1732

5271337

2000

720


unidad superficialunidad intermedia

unidad inferior

DISTANCIA (m)

ELEV

AC

ION

(m.s.

n.m

)

105

A.2 Monitoreo inclinométrico de ladera inestable (1995). Como consecuencia de los eventos geodinámicos producidos en los meses de abril y julio de 1994 en el Km. 484 del ONP, Petróleos de Perú S.A y S&Z Consultores Asociados S.A ese mismo año celebraron el contrato de servicios de consultoría para realizar el estudio “Proyecto y Asesoramiento Técnico para la Instalación, Control y Monitoreo Inclinométrico en el Km. 484 del Oleoducto Norperuano”. Este estudio tuvo como objetivo instalar un sistema de control inclinométrico en los sondeos ejecutados (ver Ítem A.1.1.2, Perforaciones Diamantinas) en parte del área de influencia del ONP, para determinar o descartar la existencia de planos de deslizamientos que comprometan la seguridad física del Oleoducto, no abarcó toda la ladera inestable. A.2.1 Conceptos previos. La técnica de monitoreo inclinométrico, se emplea para ubicar probables superficies de falla en taludes y laderas así como para definir sus tendencias y la magnitud de los movimientos que puedan generarse. Durante la fase de ejecución de una obra civil o durante su período de operación, puede surgir la necesidad de monitoreos geotécnicos de los materiales que interactúan con dicha estructura, sean estos materiales de soporte -como suelos de fundación- o materiales que forman parte de su entorno, como el caso de taludes o laderas naturales que según su grado de estabilidad pueden representar una amenaza a poblaciones o estructuras cercanas. La puesta en marcha de un monitoreo en particular, depende del grado de seguridad que se requiera para la inversión realizada y para sus usuarios. En detalle el monitoreo inclinométrico consiste en la determinación de los desplazamientos laterales de taludes y laderas naturales a diferentes profundidades, así como asentamientos de los materiales de soporte de estructuras civiles, como terraplenes, edificaciones, presas y otros. Dichos desplazamientos, son de gran utilidad para evaluar el grado de estabilidad de las estructuras o laderas monitoreadas. Los monitoreos inclinométricos, están basados en las deformaciones que puedan sufrir los materiales ante las cargas laterales o gravitacionales, las cuales son determinadas por medio de observaciones en la deformación de tuberías inclinométricas que son introducidas en los estratos de suelo o roca. (Ver figura AII.7).

106

Figura AII.7 Esquema de mediciones de desplazamientos de los inclinómetros. La medición de los desplazamientos de la tubería inclinométrica puede ser realizada de manera periódica o continua, según el tipo de inclinómetro utilizado, portátil o fijo respectivamente. PETROPERU S.A utilizó un inclinómetro portátil para el monitoreo de desplazamientos del talud crítico en el Km. 484. Los inclinómetros son equipos que miden la inclinación de una tubería inclinométrica introducida en estratos de suelos y/o rocas, respecto a una línea vertical u horizontal, según la posición de la misma, y mediante operaciones trigonométricas determinan los desplazamientos horizontales o verticales correspondientes a dichos puntos de medición. Para la medición de la inclinación de la tubería y transferencia de información, los inclinómetros cuentan con diversos dispositivos como sensores electrónicos de inclinación o servo acelerómetros, cables eléctricos, unidad de almacenamiento y programas de apoyo. Los sensores electrónicos se encargan de medir la inclinación de la tubería, respecto al eje vertical u horizontal; los cables, transfieren mediante impulsos eléctricos la información de los sensores a una unidad lectora o de almacenamiento de información y los programas de apoyo sirven para transferir la información a computadoras personales y para realizar presentaciones diversas de los resultados. Por otra parte, según las necesidades del proyecto, puede requerirse de una mayor o menor continuidad de los ensayos inclinométricos, por lo cual se puede optar entre “inclinómetros portátiles o fijos”, siendo los primeros los utilizados en aquellos casos en que los riesgos involucrados son menores y es factible la realización de ensayos con sondas inclinométricas de forma periódica (diarias, semanales, mensuales, etc). A diferencia de los inclinómetros portátiles, los inclinómetros fijos son recomendados para estructuras o laderas que involucran un alto riesgo, por lo que es necesario un monitoreo automático y continuo, mediante la instalación permanente de inclinómetros dentro de la tubería. Por lo general, en dicho monitoreo los sensores inclinométricos se colocan en la zona donde se sospecha exista movimiento y los resultados son transferidos vía modem a centrales de procesamientos información de manera automática.

107

Cabe mencionar, que ambas clases de inclinómetros (portátiles o fijos), pueden ser instalados horizontal o verticalmente dependiendo del tipo de obra que se vaya a monitorear (ver figuras AII.8 y AII.9 respectivamente).

a) Inclinómetro horizontal con tubería accesible en ambos extremos

b) Inclinómetro horizontal con tubería accesible en un extremo

c) Inclinómetro vertical

Figura AII.8 “Inclinómetros portátiles”, horizontal y vertical.

108

a) Inclinómetro horizontal

b) Inclinómetro vertical

Figura AII.9 “Inclinómetros fijos”, horizontal y vertical.

109

A.2.2 Perforaciones diamantinas. En el caso del Km. 484 del Oleoducto Norperuano, las perforaciones diamantinas fueron subcontratadas por la empresa Alfredo Gómez Hnos. SRL, con la respectiva autorización de PETROPERU S.A. Esta misma empresa se encargó de la instalación de los forros inclinométricos. Se ejecutaron tres (03) perforaciones diamantinas verticales con recuperación continua de testigos, el esquema de ubicación para estas tuberías inclinométricas se preparó en la figura AII.10. Las características de los sondeos ejecutados se resumen en la siguiente tabla.

Tabla AII.12 Características de los sondeos. SONDEO COTA PROFUNDIDAD

(m) PROF. CONTACTO SUELO/ROCA (m)

PROFUNDIDAD INSTRUMENTADA (m)

SRI-01 387.50 68.00 57.40 60.32 SRI-02 386.00 58.10 51.25 58.10 SRI-03 405.50 66.20 58.90 66.20

Figura AII.10 Esquema de ubicación de pozos inclinométricos. En base a informe de S&Z, 1995.

A.2.3 Instalación de forros inclinométricos. Al finalizar la perforación de cada uno de los sondeos denominados SRI-01, SRI-02 y SRI-03, la compañía S&Z Consultores Asociados S.A por intermedio de su subcontratista, procedió con la instalación de los forros inclinométricos adquiridos a SINCO (Slope Indicador Company).

TORRE

B R I D A 01

B R I D A 02

O L E O D U C T O 36"R I O

M A R A Ñ Ó N

110

En todos los casos los forros inclinométricos están anclados en roca poco meteorizada y poco fracturada. Es decir la tubería debe extenderse 5m más allá de la posible zona o superficie de falla del estrato de suelo (ver figura AII.11). Las ranuras de los forros fueron orientadas en dirección de la línea de máxima pendiente del talud. Durante la instalación se verificó el alineamiento de éstas. Figura AII.11 Esquema de la ubicación de la tubería a través de la supuesta superficie de

falla. El espacio anular entre el forro inclinométrico y el taladro se rellenó con una mezcla de agua, cemento y bentonita y la parte expuesta en superficie de los forros ha sido adecuadamente protegida con dados de concreto y cerraduras de seguridad. Las características principales de los forros inclinométricos instalados se preparó en la tabla AII.13.

Tabla AII.13 Principales características de los forros inclinométricos. SONDEO LONGITUD TOTAL

INSTALADA (m) LONGITUD SOBRE EL TERRENO (m)

FECHA DE INSTALACIÓN

FECHA 1º MEDICIÓN

SRI-01 60.32 0.40 11.08.95 03.06.96 SRI-02 58.10 0.40 28.09.95 04.06.96 SRI-03 66.20 0.40 01.12.95 04.06.96

A.2.4 Inclinómetro portátil utilizado en el monitoreo del Km. 484. Se describirá de manera general el funcionamiento del inclinómetro utilizado en el monitoreo del talud inestable del Km. 484; el cual consiste en un inclinómetro portátil de la compañía Slope Indicator. C a r a c t e r í s t i c a s d e l e q u i p o . Como se mencionó anteriormente, los equipos para monitoreo inclinométrico están conformados por tuberías inclinométricas y diversos dispositivos para la medición y procesamiento de información recolectada en campo. En el caso de los inclinómetros portátiles, dichos dispositivos consisten en una sonda inclinométrica, unidad lectora portátil y cable eléctrico. El equipo usado en este monitoreo aún no contaba con software para el procesamiento automático de la información, las lectoras actuales ya cuentan con un software de apoyo. Las características y funciones particulares de cada uno de estos componentes se describen a continuación.

111

T u b e r í a s i n c l i n o m é t r i c a s . Estas son fabricadas de plástico, aleaciones de aluminio o fibra de vidrio, la selección de las mismas depende del entorno en que serán instaladas y de su facilidad de manipulación, por ejemplo, las altas temperaturas pueden dañar las tuberías de plástico, altos o bajos contenidos de PH pueden dañar la tubería de aluminio y las de fibra de vidrio pueden astillarse o romperse al ser manipuladas bruscamente. Son fabricadas en diámetros de 85, 70 y 48 milímetros, en piezas de 1.5 ó 3.0 metros de largo (ver figura AII.12a), las de mayor diámetro son las más recomendables para monitoreos prolongados por su mayor durabilidad, debido a que resisten grandes deformaciones. Sin embargo, usualmente el diámetro de la perforación es el que determina el diámetro de la tubería a instalar. Para la unión de estas piezas se utilizan acoples especiales, los cuales son recomendados por el fabricante(19). Para el caso del talud ubicado en el Km. 484 ONP, se han perforado pozos inclinométricos de diversas profundidades, con piezas de tuberías plásticas de 1.5 metros de longitud y 48 milímetros de diámetro, adquiridas a la compañía Slope Indicator. Las tuberías inclinométricas contienen en su interior cuatro ranuras en todo su largo, orientadas a 90°, las cuales son utilizadas como guías para las ruedas de la sonda inclinométrica que es introducida al momento de realizar las mediciones. Ver figura AII.12b.

a) Diámetros de fabricación de la tubería b) Vista de las ranuras de las tuberías inclinométricas

Figura AII.12 Tuberías inclinométricas. S o n d a i n c l i n o m é t r i c a . (19) Para la adquisición de datos de las tuberías existen dos tipos de sondas inclinométricas, las uniaxiales y las biaxiales. Ambas constan de sensores de inclinación o servo acelerómetros, que consisten en dispositivos electromecánicos, formados básicamente por un péndulo simple colocado dentro de un campo electromagnético de una bobina, el cual genera fuerzas de inercia en el péndulo, cuando este último cambia de su posición original, dichas fuerzas son transformadas en inclinaciones y transferidas a la unidad lectora mediante impulsos eléctricos. Las sondas uniaxiales contienen un servo acelerómetro, que registra las inclinaciones en la dirección del plano de las ruedas que le sirven de guía, en cambio las biaxiales contienen dos sensores orientados a 90° grados uno del otro, con el cual en una misma

112

medición se realizan lecturas ortogonales, proporcionando un análisis más completo de una forma más eficiente y rápida. Respecto a los ejes de las ruedas de dichas sondas, éstos se encuentran a 0.5m de separación en el caso sondas diseñadas para unidades métricas, y a 24 pulgadas para las diseñadas en unidades inglesas. Generalmente estas distancias de separación representan el intervalo de profundidad al cual se deben tomar las lecturas al realizar los monitoreos, no obstante estos intervalos de toma de datos podrían variar según el criterio del investigador. (Ver figura AII.13) También, es importante mencionar que la “rueda alta” del “eje superior” es la que indica la dirección en que se efectuará la medición.

a) Esquema de sonda inclinométrica

b) Sonda inclinométrica. [www.slopeindicator.com]

113

c) Inspección de tubería con la sonda inclinométrica

Figura AII.13 Sonda inclinométrica utilizada en el sondeo de tuberías verticales. En particular la sonda inclinométrica utilizada en el talud monitoreado del Km. 484, consiste en una sonda uniaxial de aluminio con longitud 1m y con diámetro 1”, diseñada para unidades métricas y el rango de separación adoptado para la toma de lecturas consecutivas, coincide con la separación de las ruedas de la sonda (0.5 m). Cabe destacar que este equipo tiene un rango de medición de ± 23.58° respecto a la vertical, una precisión de ± 7.5 mm por cada 30m de medición y un rango de temperaturas de operación de 0 a 50 °C(20). U n i d a d l e c t o r a p o r t á t i l . Es el dispositivo que registra las lecturas que nos proporciona la sonda en el momento de la adquisición de datos en campo. Las unidades lectoras modernas nos permiten la comunicación con una computadora para poder almacenar y analizar las lecturas obtenidas. PETROPERU S.A, en sus actividades de monitoreo del talud inestable utilizó una unidad lectora modelo 50325M de la compañía Slope Indicator. (Ver figura AII.14)

114

Figura AII.14 Unidad lectora portátil, utilizada para la recolección de las desviaciones de

los pozos inclinométricos. P r o g r a m a s d e a p o y o . En el caso de la sonda inclinométrica y la unidad lectora propiedad de PETROPERU S.A, no cuentan con programas de apoyo. Los equipos actuales poseen softwares denominados, Digital DataMate Manager y Digipro, los cuales se encargan respectivamente, de transferir la información del colector de datos a la computadora y de facilitar la presentación de resultados. C a b l e e l é c t r i c o . (19) El cable cumple tres funciones básicas, las cuales consisten en proveer de energía eléctrica a los servo acelerómetros de la sonda inclinométrica, transmitir la información hasta la unidad lectora portátil y establecer un control de los intervalos de lecturas, gracias a los puntos de control colocados en forma equidistante en toda su longitud. Las distancias entre cada marca dependen del sistema de unidades del equipo utilizado, en nuestro caso, por tratarse de un inclinómetro en unidades métricas dichas marcas están separadas cada 50cm, en contraste a los equipos diseñados para el sistema inglés, cuyas separaciones se encuentran cada 2 pies = 24 pulgadas. (Ver figura AII.15)

Figura AII.15 Esquemas de las marcas en los cables eléctricos.

(En inclinómetros de sistema métrico, las marcas rojas distan cada 0.5m y las amarillas cada 5m).

115

A.2.5 Mediciones de control inclinométrico. Según la normativa ASTM D 6230-98, la medición de los desplazamientos de los pozos inclinométricos consiste básicamente en una medición inicial de las desviaciones de la tubería con la vertical, la cual representa su perfil original o de instalación y sirve de base para el cálculo de desplazamientos en posteriores mediciones. Las primeras mediciones inclinométricas se efectuaron los días 03 y 04 de junio de 1996 para los sondeos SRI-01 y SRI-02 respectivamente. Para el sondeo SRI-03 la primera medición se llevó a cabo el día 04 de junio del mismo año. Estas mediciones se hicieron utilizando un equipo inclinométrico propiedad de PETROPERU S.A, el cual fue reparado y calibrado en la casa matriz de Slope Indicator Company, Seattle-USA. Antes de proceder a las mediciones inclinométricas se entrenó al personal técnico de PETROPERU S.A que las tendría a cargo posteriormente (Grupo Derecho de Vía). El equipo inclinométrico utilizado solo sirvió para registrar datos de desplazamientos de los tres primeros meses posteriores a la primera toma de lecturas, como consecuencia de una avería en el equipo. Actualmente, no se ha podido retomar aún el monitoreo inclinométrico por no haberse concluido la construcción de un nuevo cable y la adquisición de una batería, se estima que al término de esta tesis se estará iniciando nuevamente la toma de lecturas, consideradas dentro del programa de retoma de los monitoreos en el área inestable del Km. 484.

Tabla AII.14 Resumen de las características de los sondeos. CARACTERISTICA SRI-01 SRI-02 SRI-03

Profundidad de perforación (m) 68.00 58.10 66.20 Prof. contacto suelo/roca (m) 57.40 51.25 58.90 Profundidad del nivel de agua (m) 38.30 30.10 49.30 Diámetro final de perforación 4” 4” 4” Profundidad instrumentada (m) 60.32 58.10 66.20 Profundidad de lectura (m) 59.00 58.00 5.00* Diámetro forro CPI 1.9” 1.9” 1.9” Fecha instalación 10.08.95 28.09.95 01.12.95 Fecha 1ra. Medición 03.06.96 04.06.96 04.06.96

* Obstruido. El control de los forros inclinométricos se hizo con el siguiente equipo de medición: • Sensor inclinométrico marca SINCO (Slope Indicator Company). • Lector inclinométrico marca SINCO (Slope Indicator Company). • Cable inclinométrico de 100m de longitud. Como se explicó, el sensor inclinométrico es un torpedo de acero inoxidable y aluminio de 1m de longitud y 1” de diámetro con cuatro ruedas que sirven para bajarlo a través de las ranuras existentes en los forros inclinométricos instalados. Este instrumento permite medir la inclinación con respecto a la vertical, en base a la cual se puede determinar el desplazamiento total que ha sufrido el forro con respecto a la primera medición. El lector inclinométrico es una caja metálica portátil de 12.70x17.80x17.80cm que en su parte interior tiene un sistema integrado por software y hardware que permite la toma de datos de las mediciones inclinométricas. Es alimentado por una batería recargable de

116

Níquel-Cadmio, de 6V, 6 Amper-hora, que permite realizar mediciones durante 8 horas continuas cuando no hay agua en el sondeo. Las lecturas se efectúan en una pantalla de cristal líquido. El cable inclinométrico, de 100m de longitud es un cable especial de 10.7mm de diámetro exterior, que se emplea para realizar mediciones de inclinometría profunda; está cubierto de Neopreno y marcado cada 0.5m. En su interior contiene 6 conductores AWG N° 22 con cubierta protectora y un cable de acero de 1/16" que evita la deformación por elongación, por tanto, permite trabajar colgado hasta la profundidad especificada. El cable es sellado y evita el ingreso de agua a su interior hasta presiones máximas de 300m de columna de agua. Sus extremos terminan en conectores para empalmar tanto al lector como al sensor inclinométrico. M e t o d o l o g í a d e m e d i c i ó n . Al empezar las mediciones se bajó el sensor inclinométrico orientando la rueda alta en la dirección +A (A0) marcada en la boca del sondeo, a través de las ranuras del forro inclinométrico hasta el fondo del sondeo instrumentado (ver figura AII.16).

Figura AII.16 Vista en planta de la orientación de las ranuras de la tubería, respecto a la dirección de los movimientos esperados en el talud.

Luego se iniciaron las lecturas subiendo el sensor hasta hacer coincidir la parte media de la primera identificación de profundidad del cable con la boca del forro inclinométrico. Se tomaron las mediciones primero en +A (A0) y después en +B (B0). Se continuó con las mediciones hacia arriba cada 0.5m de la misma manera a la indicada anteriormente hasta la culminación del sondeo. A continuación se giró 180° el sensor y se introdujo nuevamente por las ranuras del forro bajándolo hasta el fondo del sondeo. Este procedimiento permitió efectuar las mediciones en el sentido -A y -B. Realizando las mediciones en este sentido, también de abajo hacia arriba, se logró completar la data para cada pozo. Los resultados fueron procesados como sumatoria de las desviaciones desde el fondo del sondeo instrumentado o como diferencias entre puntos de medición.

117

A.3 Monitoreo piezométrico de la ladera inestable (2000). A.3.1 Generalidades. Debido al deslizamiento masivo ocurrido en el Km. 483 del ONP y a la ocurrencia de un deslizamiento superficial en la ladera del Km. 484, PETROPERU S.A en el contrato suscrito con Geotécnica S.A, para realizar el “Estudio geotécnico integral y solución a nivel de ingeniería de detalle del Km. 483”, incluyó una investigación preliminar del área de influencia del deslizamiento del Km. 484 considerando la perforación diamantina de cuatro (04) pozos piezométricos con recuperación continua de testigos. A.3.2 Monitoreo del nivel freático. Este monitoreo se realizó con la finalidad de observar posibles cambios en el nivel freático, que indiquen la saturación de los materiales que conforman el talud y a la vez su desestabilización, o bien, la presencia de fallas bajo el talud, al observarse una disminución del mismo. Por tanto se perforaron cuatro pozos en el talud inestable (ver Ítem A.1.2.2, Perforaciones Diamantinas), dentro de los cuales se ha instalado una tubería perforada, en la que se introdujo una sonda eléctrica para determinar la profundidad del acuífero. La tabla preparada AII.15 describe las características de las perforaciones diamantinas verticales ejecutadas. El esquema de ubicación elaborado para estos sondajes se muestra en la figura AII.17.

Tabla AII.15 Características de los sondajes ejecutados. SONDEO COORDENADAS PROFUNDIDAD

(m) PROF. CONTACTO SUELO/ROCA (m) NORTE ESTE COTA

SD-11 9397798.00 779428.00 359.00 50.44 30.00 SD-12 9397536.00 778962.00 381.50 65.51 51.19 SD-17 9397777.00 779172.00 363.00 80.00 NO ROCA SD-18 9397675.00 779191.00 387.50 51.20 39.60

Figura AII.17 Esquema de ubicación de piezómetros. En base al informe de Geotécnica.

TORRE

B R I D A 01

B R I D A 02

O L E O D U C T O 36"R I O

M A R A Ñ Ó N

118

A.3.3 Instrumentación de pozos piezométricos. Con el propósito de medir las variaciones del nivel freático de los cuatro sondajes ejecutados en el Km. 484 se colocaron piezómetros cuyas descripciones se realizan a continuación. En todos los sondeos se instalaron piezómetros tipo punta abierta empleando tubería de PVC de 2" de diámetro, esta instalación se llevó a cabo al término de la perforación. Se dibujó el esquema de los sondajes y se presenta en la figura AII.18. S o n d a j e S D - 1 1 . (16) Las tuberías en el tramo del filtro (25.25 - 30.11m), fueron forradas con geotextil Bidim OP-30, en forma de vendaje y atadas con hilo de nylon. Al fondo del sondeo se colocó un filtro compuesto por gravilla de 1/4" de diámetro (tramo 30.11 - 50.44m), luego se colocó el piezómetro y se procedió a rellenar el espacio anular. La mezcla para el filtro se compone de gravilla de 1/4" y 40% de gravilla de 1/8". El sello primario de bentonita granulada Hole Plug de 3/8" se colocó entre los 24.25 y 25.25m. De los 0 a 24.25m se selló con lechada de cemento (mezcla 0:7:1). En superficie se dejó 1m de tubería, para permitir efectuar las mediciones periódicas del caso. Las primeras mediciones del nivel freático realizadas después de terminado el sondaje, durante el mes de noviembre y diciembre del año 1999, indican que éste se encontró entre los 20.40 y los 21.50m. S o n d a j e S D - 1 2 . (16) Las tuberías en el tramo del filtro (11.10 - 17.00m), fueron forradas con malla de polietileno, en forma de vendaje y atadas con hilo de nylon. Al fondo del sondeo se colocó un filtro compuesto por gravilla de 1/4" de diámetro (tramo 17.00 - 65.51), luego se colocó el piezómetro y se procedió a rellenar el espacio anular. La mezcla para el filtro se compone de gravilla de 1/4" y 40 % de gravilla de 1/8". El sello primario de bentonita granulada Bensoal de 3/8" se colocó entre los 9.60 y 11.10m. De los 0.5 a 9.60m se rellenó con gravas no seleccionadas sub redondeadas. Entre los 0 y 0.50 m se colocó un sello de cemento para evitar posibles daños e infiltraciones superficiales a través de la perforación. En la superficie se dejó 1m de tubería, para permitir efectuar las mediciones periódicas del caso. Las medidas del nivel freático efectuadas una vez terminada la perforación (entre el 20.12.99 y el 07.01.2000), indican que éste varió entre los 8.45 y 9.45m S o n d a j e S D - 1 7 . (16) Las tuberías en el tramo del filtro (29.30 - 35.30m), fueron forradas con malla de polietileno, en forma de vendaje y atadas con hilo de nylon. Al fondo del sondeo se colocó un filtro compuesto por gravilla de 1/4" de diámetro (tramo 35.30 - 80.00m), luego se colocó el piezómetro y se procedió a rellenar el espacio anular. La mezcla para el filtro se compone de gravilla de 1/4" y 40% de gravilla de 1/8". De los 0.5 a 29.30m se rellenó con gravas no seleccionadas sub redondeadas. Entre los 0.0 y 0.50 m se colocó un sello de cemento para evitar posibles daños e infiltraciones superficiales a través de la perforación. En superficie se dejó 1m de tubería, para permitir efectuar las mediciones periódicas del caso. La medida del nivel freático efectuada en febrero del año 2000 indica que éste se encontró aproximadamente a los 27.5m.

119

S o n d a j e S D - 1 8 . (16) Las tuberías en el tramo del filtro (46.20 - 51.20m), fueron forradas con malla de polietileno, en forma de vendaje y atadas con hilo de nylon. De los 0.50 a 29.30m se rellenó con gravas no seleccionadas sub redondeadas. Entre los 0.0 y 0.50 m se colocó un sello de cemento para evitar posibles daños e infiltraciones superficiales a través de la perforación. En superficie se dejó 1m de tubería, para permitir efectuar las mediciones periódicas del caso. Las mediciones obtenidas del piezómetro en febrero del año 2000 indican que el nivel freático estaba aproximadamente a los 44m.

Figura AII.18 Esquema de implementación de los sondajes. En base al informe de Geotécnica, 2000.

0.00m

24.25m25.25m

30.11m

50.44m

0.00m

9.60m11.10m

17.00m

65.51m

gravilla φ =

14"

fondo gravilla φ =

14"

fondo

φ1/4 " + 40% φ1/8" filtro

cemento(0:7:1) sello

bentonitagranulada

φ 38"

selloprimario

bentonita

granulada φ 38"

selloprimario

φ1/4 " + 40% φ1/8" filtro

gravas no

seleccionadas

N.F 21.00m

N.F 9.00m



308.56 msnm

315.99 msnm

INICIODIC 99-ENE 00


330.31 msnm

contacto suelo/roca

328.89 msnm

SD-11 SD-12

INICIONOV-DIC 99

0.00m

29.30m

35.30m

80.00m

0.00m

29.30m

51.20m

46.20m

gravilla φ =

14"

fondo

φ1/4 " + 40% φ1/8" filtro

gravas no

seleccionadas subredondeadas

gravas no

seleccionadas subredondeadas

φ1/4 " + 40% φ1/8" filtro

no especificado

N.F 27.50m

N.F 44.00m



283.00 msnm

336.30 msnm


347.90 msnm

N O R O C A

SD-17 SD-18

INICIOFEB 00

INICIOFEB 00

120

A.3.4 Mediciones de la profundidad del nivel freático. Las primeras lecturas se efectuaron entre noviembre 1999 y marzo 2000 (Tabla AII.16), se tomaron utilizando una sonda eléctrica proporcionada por el contratista y que estuvo disponible sólo durante los cuatro primeros meses siguientes a la lectura inicial. Desde el 18 de marzo del 2000, fecha de la última lectura, no se cuenta con datos del nivel freático sino hasta el periodo marzo-abril 2005. Fue posible retomar el monitoreo de los pozos con una wincha metálica de 50m y un marcador de nivel de agua; ésto formó parte del programa de retoma de los monitoreos en el área inestable del Km. 484 sugeridos en esta tesis. Las características de los sondajes se resumen a continuación.

Tabla AII.16 Resumen de las características de los sondajes. CARACTERISTICA SD-11 SD-12 SD-17 SD-18

Profundidad de perforación (m) 50.44 65.51 80.00 51.20 Prof. contacto suelo/roca (m) 30.11 51.19 NO ROCA 39.60 Profundidad instrumentada (m) 30.11 17.00 35.30 51.20 Diámetro del piezómetro 2” 2” 2” 2” Fecha 1ra. Medición 11.1999-12.1999 12.1999-01.2000 02.2000 02.2000 Prof. Inicial del nivel de agua (m) 20.40 - 21.50 9.60 - 11.10 27.50 44.00 Prof. prom. del nivel de agua (m) (Dentro del periodo de lecturas) 17.50 9.00 25.00 47.50

Los reportes (diarios y/o mensuales) correspondientes al monitoreo piezométrico e inclinométrico sirvieron como base para la elaboración de gráficas profundidad vs tiempo y gráficas profundidad vs desplazamiento respectivamente, presentadas y analizadas en el Capítulo II. A.4 Monitoreo topográfico de ladera inestable (2002). A.4.1 Generalidades. La empresa Hidráulica y Oceanografía Ingenieros Consultores S.A (H&O) el año 2002 se adjudicó la Buena Pro como consultor para realizar el estudio “Monitoreo topográfico de áreas inestables Km. 484 ONP” el cual se elaboró en dos etapas. En noviembre del 2002 y febrero del 2003 se ejecutó el primer y segundo monitoreo respectivamente, en diciembre del 2003 se realizó el tercer control y para el mes de setiembre del año 2005 se programó el cuarto. A.4.2 Objetivo. Este trabajo tuvo como objetivo determinar el desplazamiento de los puntos monitoreados dentro del Km. 484 y de ser necesario, tomar acciones preventivas para minimizar el riesgo sobre la seguridad física del ONP. Para la ejecución de los trabajos se emplearon equipos de alta precisión y de avanzada tecnología como los GPS geodésicos y estaciones totales, como también softwares para los sistemas automatizados de recolección y post-procesamiento de datos de geodesia satelital.

121

A.4.3 Conceptos previos. G e o d e s i a . La Geodesia, es la ciencia que estudia la forma, dimensiones y campo de gravedad de la tierra y permite determinar con gran precisión la posición de un punto (latitud y longitud), sobre una superficie matemática denominada elipsoide, figura imaginaria cuyos parámetros no son los mismos para las diferentes regiones de la tierra. Cada elipsoide tiene un punto fundamental o Datum, punto desde el cual se extiende la Red Geodésica que cubre una determinada región. La Red Geodésica Nacional está referida al Datum Provisional Sudamericano 1956, Elipsoide Internacional. Sin embargo en la actualidad con el advenimiento de la tecnología del Sistema de Posicionamiento Global (GPS), se está emigrando al Sistema Geodésico Mundial (WGS 84), densificándose una red geodésica satelital integrada al Sistema de Referencia Geodésico para América del Sur (SIRGAS). P o s i c i o n a m i e n t o g e o d é s i c o . Todo levantamiento geodésico y/o topográfico debe ser enlazado a estaciones de la red geodésica nacional, cuya precisión debe ser igual o mayor al orden B (ver figura AII.19), de acuerdo a los parámetros de precisión para geodesia satelital utilizados por el Instituto Geográfico Nacional, ente rector de la cartografía nacional, que actualmente viene referenciándola al Sistema Geodésico Mundial WGS 84. El monitoreo topográfico de esta ladera fue referido a la Red Geodésica Nacional. Con este propósito se desarrolló un control horizontal que permitió determinar puntos de referencia con latitud, longitud y alturas conocidas. El procedimiento consiste en el posicionamiento mediante sistemas GPS teniendo como base una estación geodésica de primer, segundo o tercer orden y componiendo poligonales, triangulaciones o simplemente radiaciones. A.4.4 Monitoreo topográfico.(21) El posicionamiento de los hitos base para el monitoreo topográfico fue realizado mediante el uso de un sistema de posicionamiento GPS de 12 canales de simple frecuencia. La distancia máxima de separación entre la estación base y la estación remota o rover no debe ser mayor a 20 Km. Para el monitoreo topográfico del área se utilizó una estación total sobre las estaciones geodésicas de apoyo o hitos base, realizando cinco lecturas de repetición angular, distancias, cotas y coordenadas. Una estación total es análoga a un teodolito electrónico, que permite el almacenamiento de la información así como su procesamiento en el software interno del equipo. Las estaciones geodésicas de apoyo utilizadas son las que se establecieron mediante los GPS de simple frecuencia. Los alcances del monitoreo topográfico están referidos a hitos de control que forman la base del sistema de medición y éstos, a su vez, enlazados a un punto geodésico establecido por el Instituto Geográfico Nacional. El método de posicionamiento para el monitoreo topográfico fue el de ángulo y distancia, para la determinación de la altura se leyó el ángulo vertical.

122

Figura AII.19 Estaciones de la red geodésica nacional / Fuente (22)

123

A.4.5 Nivelación diferencial.(21) Para el primer y segundo monitoreo se efectuó la nivelación diferencial desde la brida ubicada en la progresiva Km. 484+172 del ONP, la cual presenta altura conocida sobre el nivel medio del mar, hasta cada uno de los hitos de control instalados sobre el área inestable. A la cota de la brida utilizada como punto de partida para la nivelación diferencial se le tuvo que agregar el radio de la tubería (18 pulg.) ya que esta cota está referida al centro de la tubería. En el tercer monitoreo de la zona inestable Km. 484 ONP se efectuó la nivelación diferencial desde el BM-LB ubicado en el centro poblado La Libertad, el cual presenta altura conocida sobre el nivel medio del mar, hasta cada uno de los hitos de control instalados en el área inestable. El BM-LB fue instalado como seguridad a partir de la brida del Km. 484+172, en el primer monitoreo. A.4.6 Resultados del estudio.(22) M o n u m e n t a c i ó n d e l o s h i t o s d e c o n t r o l . Consistió en la implantación de una red de cincuenta y cuatro (54) hitos de concreto en forma de pirámide truncada, de 30x30cm de base y 25x25cm en la parte superior, ubicada en la ladera del Km. 484 sobre la margen derecha del río Marañón, ver figura AII.20. Junto a la red de hitos anteriores se instalaron como ya dijimos cuatro (04) hitos base de concreto (estaciones de apoyo), ubicados en la margen izquierda del río Marañón. Se ubicaron en zonas estables y sobre afloramiento rocoso, los mismos que forman la base del sistema de medición a realizar. Un quinto hito base llamado STN-LB se ubicó en el centro poblado de La Libertad. G e o d e s i a . En el primer y segundo monitoreo se posicionaron las cinco (05) estaciones de apoyo que sirvieron como base al sistema de medición, y en el tercer monitoreo se verificó el posicionamiento de estas estaciones de apoyo (hitos base). Las coordenadas del punto base utilizadas para la ubicación de las estaciones de apoyo fueron de la Estación Bagua Chica, a partir de esta estación se posicionó la Estación Libertad (STN-LB) ubicada en el centro poblado del mismo nombre. Las estaciones de apoyo B-1, B-2, B-3 y B-4 se posicionaron a partir de la Estación Libertad, estas estaciones sirvieron como base para la ejecución del 1er y 2do monitoreo topográfico de los cuarenta (40) hitos de control instalados inicialmente en la zona inestable, y también de los cincuenta y cuatro (54) hitos (cuarenta más catorce instalados adicionalmente) para el tercer monitoreo. La distribución de los hitos del primer y segundo monitoreo en la zona inestable del Km. 484 ONP, se observa en el esquema elaborado en la figura AII.20.

124

Figura AII.20 Distribución de hitos de control sobre el Km. 484 ONP. (H&O – 2002)

C o n t r o l v e r t i c a l . Las cotas de todos los hitos a monitorear se tomaron una a una por el método de nivelación diferencial, con un nivel automático. Se efectuó la nivelación diferencial del primer monitoreo partiendo de la brida ubicada en la progresiva Km. 484+ 172 del ONP, cuya altura es de 386.56 msnmm, a esta altura se le agregó 18 pulgadas del radio de la tubería, ya que dicha cota se refiere al centro de la tubería y para este trabajo se requirió la cota en el lomo del tubo. Por lo tanto la cota de partida fue de 387.018 msnmm. Adicionalmente se instaló un BM cerca a la zona de estudio, ubicado en el centro poblado de La Libertad cuya altura es de 362.64 msnmm. Esto como seguridad, ya que para el segundo monitoreo se corría el riego de que la brida se haya desplazado; de esta manera se aseguró que el BM de partida sea el mismo para el primer, segundo y tercer monitoreo. Así, se efectuó la nivelación diferencial del tercer monitoreo partiendo del BM-LB de altura 362.64 msnmm. M o n i t o r e o t o p o g r á f i c o . Se realizaron tres monitoreos topográficos, el primer monitoreo se realizó los días 10, 11, 12 y 13 de noviembre del 2002, el segundo monitoreo los días 17,18, 19 y 20 de febrero


HITO 35

HITO 39

HITO 36HITO 34

HITO 03

HITO 08

HITO 33 HITO 04

HITO 07

HITO 09

HITO 14

HITO 13

HITO 18HITO 12

HITO 19

HITO 20

HITO 23

HITO 24

HITO 25

HITO 22

HITO 05

HITO 06

HITO 38

HITO 37

HITO 32HITO 02

HITO 01

HITO 10

HITO 11

HITO 21

HITO 17

HITO 16

HITO 28

HITO 27

HITO 26

HITO 29

HITO 30

HITO 31

HITO 15

HITO 40AHITO 35B

HITO 35A

HITO 34A

HITO 35C

HITO 05B

HITO 05A

HITO 06A

HITO 06B

HITO 06C

HITO 26B

HITO 38A

HITO 33A

HITO 32A

CASA

BASE 04

BASE 03

BASE 01

BASE 02

B R I D A 01B R I D A 02

HITO 40

R I O

M A R A Ñ Ó N

TORRE

125

del 2003 y el tercer monitoreo se realizó los días 15,16,17,18,19 y 20 de diciembre del 2003. El área a monitorear comprendió una longitud de 850m aproximadamente y un ancho variable entre 300 y 450m. Los hitos de la base seleccionada tienen una longitud de 452m y son perfectamente visibles entre sí. Los hitos base se posicionaron con GPS geodésico a partir de un punto SIRGAS ubicado en la Municipalidad de Bagua Chica. El monitoreo de los hitos de control ubicados a la margen derecha del río Marañón, se efectúo con estación total, realizando cinco lecturas de repetición angular, distancias, cotas y coordenadas, las mismas que se promediaron. Los hitos N° 16, 17, 26, 27, 28, 29, 30 y 31 fueron medidos a partir del hito B-2 con referencia a B-l. El resto de hitos fueron medidos a partir del hito B-l con referencia a B-2. En los cuadros AII.16 y AII.17, se aprecia la comparación de coordenadas y cotas, además del sentido del desplazamiento de los hitos para el primer y segundo monitoreo, así como también para el primer y tercer monitoreo respectivamente. Se utilizó la misma metodología de medición para el segundo y tercer monitoreo.

126

Cuadro AII.16 Comparación de coordenadas y cotas: 1er y 2do monitoreo.

PRO

GR

ESIV

A

:

K

M 4

84FE

CH

A D

E M

EDIC

ION

:17

/02/

2003

al 2

1/02

/200

3

FEC

HA

NO

RTE

ESTE

NO

RTE

ESTE

NO

RTE

ESTE

CO

TA1

9397

687.

9777

9045

.66

367.

3893

9768

7.96

7790

45.7

036

7.38

0.01

-0.0

40.

00N

O2

9397

633.

0977

9076

.58

384.

6893

9763

3.07

7790

76.5

438

4.68

0.02

0.04

0.00

N E

393

9759

3.39

7791

03.8

539

4.34

9397

593.

3677

9103

.82

394.

340.

030.

030.

00N

E4

9397

551.

9577

9128

.08

411.

0593

9755

1.96

7791

28.1

541

1.06

-0.0

1-0

.07

-0.0

1S

O5

9397

509.

0377

9151

.18

422.

9493

9750

9.06

7791

51.2

542

2.99

-0.0

3-0

.07

-0.0

5S

O6

9397

544.

2977

9213

.30

424.

6493

9754

4.31

7792

13.3

742

4.68

-0.0

2-0

.07

-0.0

4S

O7

9397

573.

8477

9182

.04

416.

3593

9757

3.87

7791

82.0

941

6.36

-0.0

3-0

.05

-0.0

1S

O8

9397

623.

0677

9149

.80

394.

7593

9762

3.01

7791

49.8

039

4.75

0.05

0.01

0.00

N E

993

9766

2.70

7791

28.6

938

4.53

9397

662.

6677

9128

.66

384.

540.

040.

03-0

.01

N E

1093

9772

3.74

7791

21.7

936

9.91

9397

723.

7577

9121

.83

369.

92-0

.01

-0.0

4-0

.01

S O

1193

9774

3.51

7791

60.0

637

0.65

9397

743.

5177

9160

.11

370.

670.

00-0

.05

-0.0

2N

O12

9397

714.

8477

9190

.42

378.

4893

9771

4.86

7791

90.4

637

8.49

-0.0

2-0

.04

-0.0

1S

O13

9397

672.

4777

9195

.83

388.

2093

9767

2.52

7791

95.9

038

8.22

-0.0

5-0

.07

-0.0

2S

O14

9397

617.

2177

9257

.76

420.

2493

9761

7.24

7792

57.8

142

0.24

-0.0

2-0

.05

0.00

S O

1593

9758

0.76

7792

68.1

543

2.99

9397

580.

8177

9268

.24

433.

05-0

.05

-0.0

9-0

.06

S O

1693

9760

9.94

7793

25.5

942

9.20

9397

609.

9177

9325

.58

429.

250.

030.

01-0

.05

N E

1793

9766

0.74

7792

92.2

540

4.98

9397

660.

7477

9292

.06

405.

000.

000.

19-0

.02

N E

1893

9770

3.80

7792

68.0

139

0.71

9397

703.

8477

9268

.05

390.

74-0

.04

-0.0

4-0

.03

S O

1993

9773

5.01

7792

43.8

837

9.90

9397

735.

0477

9243

.91

379.

93-0

.03

-0.0

3-0

.03

S O

2093

9777

5.80

7792

24.1

236

8.22

9397

775.

8377

9224

.16

368.

22-0

.03

-0.0

40.

00S

O21

9397

784.

7377

9288

.92

369.

6593

9778

4.76

7792

88.9

536

9.66

-0.0

3-0

.03

-0.0

1S

O22

9397

766.

5777

9307

.97

376.

6193

9776

6.62

7793

08.0

137

6.65

-0.0

5-0

.04

-0.0

4S

O23

9397

746.

3077

9313

.64

380.

6493

9774

6.36

7793

13.6

838

0.67

-0.0

6-0

.04

-0.0

3S

O24

9397

682.

3777

9347

.68

401.

3193

9768

2.45

7793

47.7

240

1.32

-0.0

8-0

.04

-0.0

1S

O25

9397

645.

2877

9381

.01

423.

8993

9764

5.36

7793

81.0

642

3.92

-0.0

8-0

.05

-0.0

3S

O26

9397

710.

7077

9490

.73

410.

0593

9771

0.69

7794

90.7

441

0.07

0.01

-0.0

1-0

.02

N O

2793

9774

4.76

7794

78.7

938

7.03

9397

744.

7577

9478

.83

387.

050.

01-0

.04

-0.0

2N

O28

9397

786.

8077

9458

.07

365.

8593

9778

6.78

7794

58.0

536

5.88

0.02

0.02

-0.0

3N

E

2993

9783

1.37

7795

88.0

536

8.61

9397

831.

2577

9588

.08

368.

630.

12-0

.03

-0.0

2N

O30

9397

796.

4277

9602

.66

393.

9193

9779

6.34

7796

02.6

639

3.95

0.08

0.00

-0.0

4N

3193

9777

6.08

7796

08.5

340

6.58

9397

776.

0177

9608

.52

406.

620.

070.

01-0

.04

N E

3293

9764

2.90

7789

64.1

536

3.56

9397

642.

8977

8964

.19

363.

560.

01-0

.04

0.00

N O

3393

9755

2.26

7790

23.0

339

0.78

9397

552.

2377

9023

.00

390.

780.

030.

030.

00N

E34

9397

481.

2877

9072

.70

416.

8293

9748

1.26

7790

72.6

541

6.86

0.02

0.05

-0.0

4N

E35

9397

411.

8677

8999

.14

406.

5093

9741

1.83

7789

99.0

940

6.59

0.03

0.05

-0.0

9N

E36

9397

487.

7277

8925

.60

379.

5693

9748

7.70

7789

25.5

437

9.59

0.02

0.06

-0.0

3N

E37

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127

Cuadro AII.17 Comparación de coordenadas y cotas: 3er monitoreo.

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003

131

CALCULO LOCAL LADERA ARRIBA DEL AREA DESLIZADA CONDICIONES POTENCIALES DE ESTABILIDAD, CON MATERIAL SATURADO Y NIVEL FREATICO SUPERFICIAL (SECCION C-C’)

NF SUPERFICIAL 3m

DISTANCIA (m)

ALT

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)

JANBU SIMPLICADO, F.S = 1.480, SIN SISMO

DISTANCIA (m)

ALT

UR

A (m

)

DISTANCIA (m)

JANBU SIMPLICADO, F.S = 1.000, CON SISMO

132

CALCULO LOCAL LADERA ARRIBA DEL AREA DESLIZADA CONDICIONES POTENCIALES DE ESTABILIDAD, CON MATERIAL SATURADO Y NIVEL FREATICO ABATIDO (SECCION C-C’)

NF ABATIDO 40m

ALT

UR

A (m

)


DISTANCIA (m)

ALT

UR

A (m

)

DISTANCIA (m)


133

CALCULO GLOBAL DEL AREA DESLIZADA CONDICIONES POTENCIALES DE ESTABILIDAD, CON MATERIAL SATURADO Y NIVEL FREATICO SUPERFICIAL (SECCION C-C’)

NF SUPERFICIAL 3m

ALT

UR

A (m

)


DISTANCIA (m)

ALT

UR

A (m

)

DISTANCIA (m)


134

CALCULO GLOBAL DEL AREA DESLIZADA CONDICIONES POTENCIALES DE ESTABILIDAD, CON MATERIAL SATURADO Y NIVEL FREATICO ABATIDO (SECCION C-C’) NF ABATIDO 40m

ALT

UR

A (m

)


DISTANCIA (m)

ALT

UR

A (m

)

DISTANCIA (m)


135

CALCULO LOCAL LADERA ABAJO DEL AREA DESLIZADA CONDICIONES POTENCIALES DE ESTABILIDAD, CON MATERIAL SATURADO Y NIVEL FREATICO SUPERFICIAL (SECCION C-C’)

NF SUPERFICIAL 3m

ALT

UR

A (m

)


DISTANCIA (m)

ALT

UR

A (m

)

DISTANCIA (m)


136

CALCULO LOCAL LADERA ABAJO DEL AREA DESLIZADA CONDICIONES POTENCIALES DE ESTABILIDAD, CON MATERIAL SATURADO Y NIVEL FREATICO ABATIDO (SECCION C-C’) NF ABATIDO 40m

ALT

UR

A (m

)


DISTANCIA (m)

ALT

UR

A (m

)

DISTANCIA (m)


137

CALCULO LOCAL POR DEBAJO DE BRIDAS (AREA DESLIZADA 1999) CONDICIONES POTENCIALES DE ESTABILIDAD, CON MATERIAL SATURADO Y NIVEL FREATICO SUPERFICIAL (SECCION D-D’)

NF SUPERFICIAL 4m

ALT

UR

A (m

)


DISTANCIA (m)

ALT

UR

A (m

)

DISTANCIA (m)


138

CALCULO LOCAL POR DEBAJO DE BRIDAS (AREA DESLIZADA 1999) CONDICIONES POTENCIALES DE ESTABILIDAD, CON MATERIAL SATURADO Y NIVEL FREATICO ABATIDO (SECCION D-D’)

NF ABATIDO 20m

ALT

UR

A (m

)


DISTANCIA (m)

ALT

UR

A (m

)

DISTANCIA (m)


139

CALCULO LOCAL POR DEBAJO DE BRIDAS (AREA DESLIZADA 1999) CONDICIONES POTENCIALES DE ESTABILIDAD, CON MATERIAL SATURADO Y NIVEL FREATICO SUPERFICIAL (SECCION B-B’)

NF SUPERFICIAL 3m

ALT

UR

A (m

)


DISTANCIA (m)

ALT

UR

A (m

)

DISTANCIA (m)


140

CALCULO LOCAL POR DEBAJO DE BRIDAS (AREA DESLIZADA 1999) CONDICIONES POTENCIALES DE ESTABILIDAD, CON MATERIAL SATURADO Y NIVEL FREATICO ABATIDO (SECCION B-B’)

NF ABATIDO 20m

ALT

UR

A (m

)


DISTANCIA (m)

ALT

UR

A (m

)

DISTANCIA (m)


141

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863

CSB

C1_

3Sp

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73)

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ular

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862

CSB

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we

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circ

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1Ja

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Sim

plifi

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no c

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C1_

3Lo

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circ

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fricc

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valo

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cu)

1 4 3 6

Los v

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coh

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sin

sism

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0.2

y el

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fricc

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27º (

valo

res e

fect

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De

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4 se

bus

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supe

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e ci

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falla

segú

n de

Met

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Mod

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p pa

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uló

el F

S m

inim

o, lu

ego

se re

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lizó

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los m

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Bis

hop

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1.04

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SI1.

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CSB

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ular

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CSB

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SSJN

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CSJ

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el F

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CJa

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3Sp

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r (19

73)

circ

ular

NO

1.50

6SS

BC

1_4

Low

e &

Kar

afia

thci

rcul

arN

O1.

507

CSB

C1_

1B

isho

p M

odifi

cado

circ

ular

SI0.

976

CSB

C1_

2Ja

nbu

Sim

plifi

cado

circ

ular

SI0.

982

CSB

C1_

3Sp

ence

r (19

73)

circ

ular

SI0.

988

CSB

C1_

4Lo

we

& K

araf

iath

circ

ular

SI0.

976

SSJN

C1_

1Ja

nbu

Sim

plifi

cado

no c

ircul

arN

O2.

249

SSJN

C1_

2Sp

ence

r (19

73)

no c

ircul

arN

O2.

311

SSJN

C1_

3Lo

we

& K

araf

iath

no c

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arN

O2.

328

CSJ

NC

1_1

Janb

u Si

mpl

ifica

dono

circ

ular

SI1.

506

CSJ

NC

1_2

Spen

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1973

)no

circ

ular

SI1.

563

CSJ

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1_3

Low

e &

Kar

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circ

ular

SI1.

543

-Pa

ra to

dos l

os c

asos

se h

a co

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o N

F ab

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o 40

m d

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la su

perfi

cie

- - -Se

mov

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mpl

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l pie

de

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lla h

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ío

CE

NTR

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LO

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LL

AA

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O

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RM

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)

mis

ma

sup.

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falla

1, 2

mis

ma

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de

falla

4, 5

supe

rfici

e de

falla

no

circ

ular

supe

rfici

e de

falla

no

circ

ular

De

1 y

4 se

bus

có la

supe

rfici

e ci

rcul

ar m

ás c

rític

a de

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segú

n de

Met

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Mod

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do d

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p pa

ra la

cua

l de

calc

uló

el F

S m

inim

o, lu

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se re

-ana

lizó

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rfici

e de

fa

lla c

rític

a ha

llada

por

los m

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isho

p M

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Janb

u Si

mp.

, Spe

ncer

(197

3) y

Low

e &

Kar

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th.

Para

2 y

5 lo

s res

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dos s

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n lo

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que

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y 4,

ya

que

a pe

sar d

e ha

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) los

dat

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e en

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nalis

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ica

halla

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cuad

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y 6

se b

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no c

ircul

ar m

ás c

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Met

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ego

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-ana

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e de

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halla

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s mét

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(197

3) y

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Kar

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de

0.5

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fricc

ion

inte

rna

23º (

valo

res t

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es -

cu)

1 4 3 6

Los v

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es d

e la

coh

esió

n pa

ra c

aso

sin

sism

o es

de

0.2

y el

ang

ulo

de

fricc

ion

inte

rna

27º (

valo

res e

fect

ivos

)

145

SUPE

RFI

CIE

CR

ITIC

A D

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LLA

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)y(

m)

1SS

BC

Bis

hop

Mod

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doci

rcul

arN

O1.

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49.1

058

9.31

561.

7015

.00

336.

7410

2SS

JCJa

nbu

Sim

plifi

cado

circ

ular

NO

1.88

015

.00

336.

7410

3SS

JNC

Janb

u Si

mpl

ifica

dono

circ

ular

NO

1.99

525

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327.

7028

4C

SBC

Bis

hop

Mod

ifica

doci

rcul

arSI

0.99

349

.10

589.

3156

1.70

15.0

033

6.74

105

CSJ

CJa

nbu

Sim

plifi

cado

circ

ular

SI1.

004

15.0

033

6.74

106

CSJ

NC

Janb

u Si

mpl

ifica

dono

circ

ular

SI1.

089

30.0

027

5.61

28

- - -

AN

ALI

SIS

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SUPE

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1B

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SI0.

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CSB

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SI1.

004

CSB

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73)

circ

ular

SI1.

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CSB

C1_

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SSJN

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995

SSJN

C1_

2Sp

ence

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73)

no c

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O2.

068

SSJN

C1_

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we

& K

araf

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041

CSJ

NC

1_1

Janb

u Si

mpl

ifica

dono

circ

ular

SI1.

089

CSJ

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1_2

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1973

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circ

ular

SI1.

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CSJ

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Low

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SI1.

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-Pa

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1 4 3 6

Los v

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De

1 y

4 se

bus

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rcul

ar m

ás c

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n de

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Mod

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ular

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SUPE

RFI

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CR

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A D

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x(m

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m)

1SS

BC

Bis

hop

Mod

ifica

doci

rcul

arN

O2.

817

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0412

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912

10.8

730

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348.

5610

2SS

JCJa

nbu

Sim

plifi

cado

circ

ular

NO

2.85

130

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348.

5610

3SS

JNC

Janb

u Si

mpl

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circ

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NO

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CSJ

CJa

nbu

Sim

plifi

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circ

ular

SI1.

579

15.0

030

9.83

106

CSJ

NC

Janb

u Si

mpl

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dono

circ

ular

SI1.

655

25.0

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- - -

AN

ALI

SIS

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SUPE

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A C

RIT

ICA

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C1_

1B

isho

p M

odifi

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circ

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NO

2.81

7SS

BC

1_2

Janb

u Si

mpl

ifica

doci

rcul

arN

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851

SSB

C1_

3Sp

ence

r (19

73)

circ

ular

NO

2.81

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Low

e &

Kar

afia

thci

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O2.

817

CSB

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SI1.

572

CSB

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2Ja

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circ

ular

SI1.

589

CSB

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ence

r (19

73)

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ular

SI1.

589

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945

SSJN

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CSJ

NC

1_1

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SI1.

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1973

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4, 5

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ular

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y 6

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res t

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1 4 3 6

Los v

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sism

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0.2

y el

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147

SUPE

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2SS

JCJa

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017

7.66

75

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