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• Carlos Higuera

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Universidad de Caldas Facultad de Ciencias Exactas y Naturales Programa de Geología Geotecnia

Análisis de Estabilidad de Taludes Slide 6.0

Presentado por Carlos Mario Higuera Pacheco Juan Alejandro Ospina Bedoya

Presentado a Sergio López

Datos Tomados de Evaluación de Susceptibilidad y análisis de fenómenos de inestabilidad de un lote ubicado en el sector de La Linda (Comuna 1) Perfil #2 Camilo Rodriguez Duque Manizales, 2012

Manizales 2019

Introducción

El barrio La Linda se encuentra en el sector Noreste del casco urbano del Municipio de Manizales, sobre el flanco Oeste de la Cordillera Central de Colombia, entre los barrios Villa Pilar y la Vereda Manzanares, en el cual se proyecta una zona de expansión urbana, conformada litológicamente por depósitos volcaniclásticos edad Terciaria y depósitos de caída piroclástica, influenciados por el sistema de fallas Romeral, presenta una geomorfología montañosa, caracterizada por las laderas largas e irregulares y pendientes altas, presenta colinas altas y agudas. Los principales procesos erosivos son movimientos en masa y erosión superficial (surcos, erosión lateral), originados principalmente por acción antrópica. Geotecnicamente los suelos del sector La Linda presentan algunas superficies potenciales de falla, evidenciadas en los análisis de estabilidad de taludes, así como en las diferentes perforaciones y en sus respectos ensayos de laboratorio. En general los suelos de este sector tienen características cohesivas y friccionantes con un comportamiento a los esfuerzos plástico predominantemente. Actualmente los terrenos del sector de estudio son de utilización en mayor medida para el cultivo de plátano y café, además de ganadería, a pesar de ello por su protección urbanística se ha programado la ejecución de diversos proyectos en el área como: La Quinta, La Urbanización Monseñor Gerardo Valencia, Ciudadela La Linda, entre otros; estas zonas han sido intervenidas por medio de adecuaciones del terreno (corte y lleno) lo que genera cambios en el sistema hídrico y geomorfológico lo cual intensifica los procesos erosivos.

Metodología

La metodología se basa en la recopilación bibliográfica principal de la tesis de grado un levantamiento “Evaluación de Susceptibilidad y análisis de fenómenos de inestabilidad de un lote ubicado en el sector de La Linda (Comuna 1)” por Camilo Rodriguez Duque del cual se toma la topografía del Perfil #2 junto con sus respectivos datos de materiales y ensayos de laboratorio con base a sondeos que se realizaron en el año 2007 por Quasar Ingenieros & Consultores Cia Ltda, los cuales permiten hacer una caracterización de los materiales tomando principalmente datos de Cohesión (C), Angulo de rozamiento (Phi), Peso Específico (G), Peso Específico Saturado (Gs). Los datos obtenidos se introducen como un modelo del perfil seleccionado al software Slide versión 6.0, en donde se realizan 4 análisis de estabilidad por fallas rotacionales los cuales constituyen condiciones de: saturación de agua normal sin carga sísmica, saturación de agua normal con carga sísmica y saturación de agua crítica con y sin carga sísmica. Los valores de coeficiente de carga sísmica utilizados para la zona son para la horizontal de 0.15 y para la vertical de 0.23. Como método seleccionado para el análisis de estabilidad se toma Janbu Simplificado en los 4 modelos realizados.

Marco Geológico

Geología Local



Depósitos Volcaniclásticos

Localmente tienen un área del 85% aproximadamente, cubriendo el centro y la mayor parte de la zona de estudio, la cual corresponde a Depósitos Volcaniclásticos facies conglomeráticas meteorizadas grises e infrayacendo los Depósitos de Caída Piroclástica.



Depósitos de Caída Piroclástica

Representan una secuencia de ceniza y lapilli con fragmentos rotos de pómez y tobas de composición dacítica.

Geología Estructural Regional

El elemento estructural tectónico más importantes es el sistema de fallas de Cauca – Romeral que muestra su tras a lo largo de la cordillera central y atraviesa el país de sur a norte, representa una amplia zona de fracturamiento en la cual actúan varias fallas.

Análisis de Estabilidad

Capa

C (Kn/m2)

Phi

G (Kn/m2)

Gs (Kn/m2)

1 2 3

20 30 40

28 30 28

15 10.5 13

17 14.4 19.1

Litología

Relleno Ceniza Residual

Cohesión (C) Angulo de rozamiento (Phi) Peso Específico (G) Peso Específico Saturado (Gs).

Modelamiento de Estabilidad de Taludes por Falla Rotacional

Modelo Saturación Normal Sin Sismo

Modelo de estabilidad de talud del perfil #2 realizado en Slide V.6.0 en condiciones de saturación normal sin carga sísmica. Factor de seguridad: 0.890

Modelo Saturación Normal Con Sismo

Modelo de estabilidad de talud del perfil #2 realizado en Slide V.6.0 en condiciones de saturación normal con carga sísmica. Factor de seguridad: 0.619

Modelo Saturación Crítica Sin Sismo

Modelo de estabilidad de talud del perfil #2 realizado en Slide V.6.0 en condiciones de saturación critica sin carga sísmica.

Factor de seguridad: 0.672

Modelo Saturación Crítica Con Sismo

Modelo de estabilidad de talud del perfil #2 realizado en Slide V.6.0 en condiciones de saturación critica con carga sísmica. Factor de seguridad: 0.601

Conclusiones



Las temporadas lluviosas y eventos sísmicos son detonantes directos de la activación de procesos importantes de erosión para el área de estudio, resaltando las pluviosidades fuertes y duraderas.



La actividad antrópica ha tenido gran influencia en el deterioro de las laderas de la zona entre las que se encuentran el uso del suelo para la ganadería, además de la realización de cortes y rellenos.



Los depósitos de caída piroclástica y los depósitos volcaniclásticos representan formaciones que influencian directamente en la inestabilidad de la ladera, debido a que no representan una litología consolidada optima por si mismas para la construcción de obras de vivienda.



La amenaza geológica por movimientos en masa, es el resultado de las condiciones climáticas, de materiales, morfológicas y estructurales.



La mayor parte de la zona de estudio para las 4 condiciones de modelado se encuentran en rangos de estabilidad media a baja, por lo cual se hace necesario un tratamiento futuro para así tener la posibilidad de hacer construcción de viviendas de extensión urbana.

Propuestas de Soluciones y Recomendaciones



Tener presentes las zonas de rellenos para así proponer el tipo adecuado de cimentaciones para las edificaciones.



Usar métodos de canalización de aguas tanto servidas como aguas lluvia dentro del área de estudio debido a que las condiciones hídricas es uno de los factores de mayor importancia y de influencia para la ocurrencia de movimientos en masa.



Según planteamiento urbanístico del área, se recomienda viviendas para la parte baja y multifamiliar para la parte alta.



Los taludes de los bordes libres deben ser sometidos a un programa de revegetalización con especies naturales con el fin de mitigar los procesos erosivos, adicionalmente se recomienda para estos taludes obras de manejo de aguas superficiales y zonas de afloramiento de aguas obras de manejo de aguas subsuperficiales.



Todas las obras de control y estabilización de procesos erosivos requieren de mantenimiento y monitoreo, lo primero por medio de un programa de guardianes de la ladera.

Obras para la Estabilización

Estabilización de Línea de Drenaje Dique de Sedimentación: Se realiza para controlar la erosión por socavamiento, se disminuye pendiente para que el agua corra más lentamente, el agua se disipa pasando por estos diques, fragmentando las partículas de agua y no genere erosión. Obras de Recuperación de la Cárcava Cárcava que evolucionó a deslizamiento debido a su magnitud. Muro de Contención: Su fin es confinar el pie del deslizamiento. Relleno con Material Seleccionado: Se llena el espaldar del muro con material para solucionar signos de inestabilidad. Descoles: En las zonas de mayor escarpe, zonas deforestadas o con pendientes altas y que el agua descole directamente el talud se debe construir enrocados con ligante para evitar la erosión del terreno. Filtros: Este tipo de obra debe plantearse bajo los taludes superiores para poder controlar las aguas de infiltración y las aguas freáticas, con lo cual se logrará evitar la entrada de humedad dañina en el terreno. Box Colverts: Esta obra es canalizar y evacuar líneas de drenaje establecidas, permitiendo que este flujo siga, restringiendo la movilidad del agua. Zanja Colectora: Controlar las aguas superficiales en áreas de fuertes pendientes.

Bibliografía

Rodriguez, C. (2012). Evaluación de Susceptibilidad y análisis de fenómenos de inestabilidad de un lote ubicado en el sector de La Linda (Comuna 1). Manizales.