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1 EVALUACIÓN TÉCNICA - ECONÓMICA EN OBRAS DE ESTABILIZACIÓN DE TALUDES EN LA VÍA SAN GIL CHARALÁ. JORGE IVÁN CUERVO CAMARGO UNIVERSIDAD PEDAGÓGICA Y TECNOLÓGICA DE COLOMBIA FACULTAD DE INGENIERÍA INGENIERÍA DE TRANSPORTE Y VÍAS TUNJA 2021 2 EVALUACIÓN TÉCNICA - ECONÓMICA EN OBRAS DE ESTABILIZACIÓN DE TALUDES EN LA VÍA SAN GIL CHARALÁ. JORGE IVÁN CUERVO CAMARGO Trabajo de grado en modalidad de práctica con proyecto empresarial, para optar al título de Ingeniero en Transporte y Vías DIRECTOR GONZALO PÉREZ BUITRAGO Ing. MSc. COORDINADOR CAMILO HERNANDO HERNÁNDEZ Ing. Esp. UNIVERSIDAD PEDAGÓGICA Y TECNOLÓGICA DE COLOMBIA FACULTAD DE INGENIERÍA INGENIERÍA DE TRANSPORTE Y VÍAS TUNJA 2021 3 La autoridad científica de la Facultad de Ingeniería reside en ella misma, por lo tanto, no responde por las opiniones expresadas en este trabajo de grado. Se autoriza su uso y reproducción indicando el origen. 4 Nota de aceptación Aprobado por el Comité de Currículo en cumplimiento de los requisitos exigidos por la Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia para optar al título de Ingeniero en Transporte y Vías, actuando como jurados: LUIS CARLOS LEGUIZAMÓN BARRETO Ing. PhD EDGAR ARNALDO CALDERÓN MALAGÓN Ing. Esp. Tunja, 20 de abril de 202 5 Dedicado a mis padres porque con su esfuerzo y amor me han dado todo. 6 CONTENIDO Pág. 1. INTRODUCCIÓN ............................................................................................... 12 2. FUNDAMENTOS BÁSICOS SOBRE ESTABILIDAD Y ESTABILIZACIÓN DE TALUDES ................................................................................................................. 13 2.1. INFORMACIÓN REQUERIDA PARA EL ANÁLISIS DE LOS TALUDES VIALES ................................................................................................................. 13 2.2. MÉTODOS DE ANÁLISIS DE ESTABILIDAD DE TALUDES ..................... 16 2.3. MÉTODOS DE ESTABILIDAD DE TALUDES ............................................ 17 3. ASPECTOS GENERALES DEL PROYECTO DE INTERVENTORÍA ............... 21 3.1. UBICACIÓN DEL PROYECTO. .................................................................. 21 3.2. CARACTERÍSTICAS GEOLÓGICAS DEL PROYECTO. ............................... 22 3.2.1. GEOLOGÍA ESTRUCTURAL. ................................................................. 25 3.3. CARACTERIZACIÓN DE ZONAS HOMOGÉNEAS ...................................... 25 4. DIAGNOSTICO GEOTÉCNICO DE TALUDES Y RECOMENDACIONES EN SITIOS CRÍTICOS ................................................................................................... 29 4.1. SITIO CRÍTICO K7+980 .............................................................................. 29 4.1.1. LOCALIZACIÓN Y CARACTERÍSTICAS ................................................ 29 4.1.2. DIAGNOSTICO GEOTÉCNICO Y RECOMENDACIONES ..................... 31 4.2. SITIO CRÍTICO K10+220 ............................................................................ 34 4.2.1 LOCALIZACIÓN Y CARACTERÍSTICAS ................................................. 35 4.2.2. DIAGNOSTICO GEOTÉCNICO Y RECOMENDACIONES. ................. 36 4.3. SITIO CRÍTICO K15+100 ............................................................................ 37 4.3.1. LOCALIZACIÓN Y CARACTERÍSTICAS ................................................ 38 4.3.2. DIAGNOSTICO GEOTÉCNICO Y RECOMENDACIONES. ................. 39 5. AUSCULTACIÓN Y EVALUACIÓN DE ESTRUCTURAS DE CONTENCIÓN EXISTENTES ........................................................................................................... 41 5.1. MURO EN GAVIÓN SITIO CRÍTICO K7+980 ................................................ 41 5.1.1. ANÁLISIS DE CANTIDADES ............................................................... 47 5.1.2. EVALUACIÓN DEL GAVIÓN ................................................................ 47 5.1.3. RECOMENDACIONES ............................................................................ 48 5.2. TENDIDO DE TALUD SITIO CRÍTICO K10+220 ........................................ 48 5.2.1. ANÁLISIS DE CANTIDADES Y COSTOS ............................................ 53 5.2.2. EVALUACIÓN DEL TALUD ..................................................................... 53 5.2.3. RECOMENDACIONES ............................................................................ 53 7 5.3. TERRACEO DEL TALUD SITIO CRÍTICO K15+100 ..................................... 54 5.3.1. EVALUACIÓN DEL TALUD .................................................................. 56 5.3.2. RECOMENDACIONES ............................................................................ 57 6. CONCLUSIONES .............................................................................................. 59 7. RECOMENDACIONES ...................................................................................... 60 BIBLIOGRAFÍA ........................................................................................................ 61 ANEXOS .................................................................................................................. 63 8 LISTA DE TABLAS Pág. Tabla 1. Formato de registro de daños. Primera página. secciones para diligenciamiento .. 14 Tabla 2. Formato de registro de daños. Segunda página. secciones para diligenciamiento 15 Tabla 3. Zonas Homogéneas .............................................................................................. 26 Tabla 5. Formato de campo página 1 para el gavión k7+980 .............................................. 43 Tabla 6. Formato de campo página 2 para el gavión k7+980 .............................................. 44 Tabla 7. Cantidades gavión................................................................................................. 47 Tabla 8. Cantidades filtro .................................................................................................... 47 Tabla 9. Formato de campo página 1 para el Talud tendido k10+220 ................................. 50 Tabla 10. Formato de campo página 2 para el talud tendido k10+220 ................................ 51 Tabla 11. Cantidades del tendido de talud .......................................................................... 53 Tabla 12. Formato de campo página 1 para el Talud terraceado k15+100 .......................... 55 Tabla 13. Formato de campo página 2 para el Talud terraceado k15+100 .......................... 56 9 LISTA DE FIGURAS Pág. Figura 1. Análisis de estabilidad por el software Slope/W ................................................... 16 Figura 2. Sección típica terraceo de talud ........................................................................... 17 Figura 3. Drenes horizontales ............................................................................................. 18 Figura 4. Esquema muro en gavión altura de 3 metros ....................................................... 19 Figura 5. Geometría de muro en concreto altura 1 metro .................................................... 20 Figura 6. Ubicación del proyecto ......................................................................................... 21 Figura 7. Plancha 135, Geología Regional – San Gil .......................................................... 23 Figura 8. Plancha 151, Geología regional - Charalá ............................................................ 24 Figura 9. Deslizamiento en el k7+980 .................................................................................29 Figura 10 Localización del sitio critico k7+980 .................................................................... 30 Figura 11. Topografía del sitio critico k7+980 ...................................................................... 30 Figura 12. Geología del sitio critico k7+980 ........................................................................ 31 Figura 13. Talud inestable del sitio critico k7+980 ............................................................... 32 Figura 14. Diseño gavión .................................................................................................... 32 Figura 15. Diseño drenes de penetración............................................................................ 33 Figura 16. Diseño drenaje superficial .................................................................................. 33 Figura 17. Diseño descole de estructuras de drenaje.......................................................... 34 Figura 18. Deslizamiento del Sitio Crítico k10+220 ............................................................. 34 Figura 19. Localización del Sitio Crítico k10+220 ................................................................ 35 Figura 20. Topografía del Sitio Crítico k10+220 .................................................................. 35 Figura 21. Geología del Sitio Crítico k10+220 ..................................................................... 36 Figura 22. Talud inestable sitio crítico k10+ 220 ................................................................. 37 Figura 23. Diseño de talud tendido ...................................................................................... 37 Figura 24. Ladera de roca del sitio crítico k15+100 ............................................................. 38 Figura 25. Localización del sitio crítico k15+100 ................................................................. 38 Figura 26. Geología del sitio crítico k15+100 ...................................................................... 39 Figura 27. Ladera inestable del sitio crítico k15+100 ........................................................... 40 Figura 28. Diseño de red de alta resistencia ....................................................................... 40 Figura 29. Muro en gavión sitio crítico k7+980 .................................................................... 41 Figura 30. Auscultación del gavión k7+980 ......................................................................... 41 Figura 31. Vista lateral gavión k7+980 ................................................................................ 42 Figura 32. Evidencia de rocas de gran tamaño ................................................................... 45 Figura 33. Evidencia de rocas con tamaño inferior al permitido .......................................... 45 Figura 34.Presencia de tirantes .......................................................................................... 46 Figura 35. Vegetación ......................................................................................................... 46 Figura 36. Talud Tendido Sitio Crítico k10+220 .................................................................. 48 Figura 37. Auscultación del talud ........................................................................................ 49 Figura 38. Flujo del talud sobre la cuneta ............................................................................ 49 Figura 39. Vista superior del talud ....................................................................................... 52 Figura 40. Vegetación inclinada .......................................................................................... 52 Figura 41. Ladera de roca sitio crítico k15+100 ................................................................... 54 Figura 42. Auscultación del talud ........................................................................................ 54 Figura 43. Caída de material a la vía .................................................................................. 57 10 Figura 44. Vegetación en la ladera ...................................................................................... 58 Figura 45. Caída de material a la cuneta............................................................................. 58 11 RESUMEN Este trabajo presenta la labor realizada en la práctica empresarial “EVALUACIÓN TÉCNICA – ECONÓMICA EN OBRAS DE ESTABILIZACIÓN DE TALUDES EN LA VÍA SAN GIL – CHARALÁ”, la cual se desarrolló con el convenio 918 INVIAS – UPTC, encargado de la interventoría en la red vial del departamento de Santander. El desarrollo de la evaluación comenzó con la recopilación de información secundaria la cual reposa en los archivos del convenio 918 INVIAS – UPTC, esta información brindo conocimientos acerca de las características del proyecto como ubicación, geológica, condiciones de la carretera y los puntos críticos que esta presentaba. De la misma manera se presenta la información de los diseños establecidos por el equipo consultor para las obras de estabilización de taludes y las diferentes obras a realizar a lo largo de la vía San Gil - Charalá. Se presentan las condiciones de los puntos críticos, basándose en los informes de análisis de estabilidad, estos dan a conocer las condiciones iniciales de los sitios críticos como lo son localización, geología y topografía, además de las obras de mitigación recomendadas por el consultor para cada punto, esta información se organiza y presenta de manera resumida. Se emplea el Manual Para la Inspección Visual de Obras de Estabilización, para la auscultación visual de los puntos críticos, esta labor presenta las condiciones y el funcionamiento actual de las obras de estabilización, permitiendo a la interventoría conocer el estado actual de las estructuras de contención en el tramo vial. Basado en esta información se pudo hacer un análisis de funcionalidad y se presentan alternativas que pueden mejorar las condiciones de los puntos evaluados. 12 1. INTRODUCCIÓN En nuestro país la infraestructura vial se ve afecta por diversos factores que la dañan y deterioran progresivamente, para ello es necesario que cada ente que intervine, consultor, diseñador, constructor e interventor, actúen con integridad aplicando las normas y conocimientos en la ejecución de cada obra a realizar en las carreteras de Colombia. El convenio 918 INVIAS – UPTC, es el interventor encargado de la supervisión técnica y administrativa de las actividades que se desarrollen sobre las obras de rehabilitación y pavimentación de la red secundaria del departamento de Santander, enmarcado en el contrato “PLAN DE LA NACIÓN CON EL DEPARTAMENTO DE SANTANDER”. En este trabajo se presentan los aportes del pasante al convenio 918 INVIAS – UPTC, como auxiliar de ingeniería, apoyando la interventoría técnica y administrativa en obras de estabilización de taludes. Inicialmente el trabajo se desarrolló recopilando la información correspondiente al corredor vial, la cual se encuentra depositada en archivos digitales y físicos de las oficinas del convenio, en estos datos se encuentran los informes realizados por el consultor, cartas dadas por el experto en geotecnia, actas de obra del constructor. De la información que reposa en el convenio 918 se pudieron conocer las condiciones geológicas y geomorfológicas de la vía, también características de las 12 zonas homogéneas y los puntos críticos evaluados, además de las obras de contención y estabilización empleadas en el proyecto. Se revisó la información corresponde a las 40 actas de construcción seleccionando información pertinente para conocer las cantidades y costos ejecutados sobre el corredor vial, la cual se discriminó por tipo de obra, esto permitió presentar elpresupuesto de las obras auscultadas. De manera paralela se hicieron visitas a campo para auscultar las obras de contención y realizar evaluaciones técnicas de las condiciones y funcionamiento de las mismas, para este proceso se empleó el Manual Para la Inspección Visual de Obras de Estabilización. Finalmente se presentó al convenio la información recopilada y organizada de las obras de contención que se encontraron en el tramo vial, esto se logró gracias a la participación activa en la interventoría y evaluación de los elementos viales. 13 2. FUNDAMENTOS BÁSICOS SOBRE ESTABILIDAD Y ESTABILIZACIÓN DE TALUDES Para realizar la interventoría en taludes es fundamental contar con los manuales y normas técnicas expedidas por el Instituto Nacional de Vías, ya que son el reglamento obligatorio para el desarrollo de las actividades en lo concerniente a estudios de suelos y en estabilización de laderas, y a su vez los estos estudios son la base para la construcción de las obras viales. El objetivo del interventor consiste en controlar que el contratista durante la ejecución de su contrato se ciña a los plazos, términos y demás condiciones contractuales, garantizando la eficiencia y oportuna inversión de los recursos invertidos, colaborando con el contratista en la correcta ejecución de los trabajos con orden y eficiencia, resolviendo con prontitud los requerimientos técnicos del contratista, previniendo con su experiencia y análisis los posibles inconvenientes técnicos y financieros en el desarrollo del contrato, verificando y supervisando las actividades de la firma contratista de obra, encaminadas a cumplir las especificaciones técnicas, actividades administrativas, requerimientos socio – ambientales, legales y presupuestales, estableciendo pliegos de condiciones en los contratos o convenios que se celebren, teniendo como referencia los principios establecidos en el Estatuto de Contratación Laboral. 2.1.INFORMACIÓN REQUERIDA PARA EL ANÁLISIS DE LOS TALUDES VIALES Para realizar el análisis se empleó el “MANUAL PARA LA INSPECCIÓN DE OBRAS DE ESTABILIZACIÓN” publicado en el año 2006 entre el INVIAS y la Universidad Nacional de Colombia, este manual presenta todas las características de los taludes y obras de contención, además de la descripción de las fallas que se pueden presentar dependiendo la estructura y naturaleza del talud. El manual nos muestra 9 señales de movimientos en los taludes y laderas, y recomienda que, al evidenciar alguna señal de inestabilidad, es apropiado describir y clasificar el movimiento, esta clasificación, considera las propiedades del suelo estable, características geomorfológicas, dimensiones del movimiento, tipo de movimiento, clima, humedad, velocidad del movimiento y mecanismo de disparo (INVIAS, Universidad Nacional de Colombia, 2006). También el pavimento nos da evidencias de fallas en el terreno, la presencia de daños sobre la calzada y en el entorno de la misma especialmente los taludes dan a entender el movimiento que se presenta. La presencia de ondulaciones y grietas son el primer indicio de inestabilidad ya sea por movimientos de masa o insuficiencia en la resistencia del terreno al soportar su propio peso, otro indicio es la presencia de agua, si se presenta humedad sobre el pavimento es un indicio de filtración la cual puede desestabilizar las laderas y causar daño es las estructuras (INVIAS, Universidad Nacional de Colombia, 2006). En el manual se presentan la información necesaria para la recolección de datos en campo, al hacer la inspección visual es fundamental conocer: los tipos de conformación de taludes, las obras de estabilización como los muros de gravedad, semigravedad, reforzados, etc. Los anclajes de suelo roca, estructuras de retención de rocas y los revestimientos a los taludes. 14 Todos estos elementos pueden presentarse de manera individual o combinada en un solo talud, por ello es necesario contar con los formatos de campo que permiten tomar la información de manera ordenada, referenciando el punto crítico, tipo de obra, condiciones y hacer las apreciaciones necesarias, estos formatos se presentan en las tablas 1 y 2 y fueron implementados en la interventoría técnica. Tabla 1. Formato de registro de daños. Primera página. secciones para diligenciamiento Fuente: Manual para Inspección Visual de Obras de Estabilización. REGIONAL FECHA ___________________________ ________ CONCESIÓN IDENTIFICACIÓN: 1.Ubicacion 2. Características de la obra PR inicial: _________ PR final _________ Costado ___________ Longitud_________m ESTABILIDAD DE TALUDES a. Tipo de movimiento Caída Volcamiento Rotacionales Plástico Traslacionales De Detritos De Lodos Obras N° de fotoTipo de daño OBRAS DE CONTENCIÓN FlujosDeslizamientos _________________ Rotura de malla Perdida de recubrimiento Meteorización Segregación Hormigueros Eflorescencias Carbonatación Contaminación del Concreto Punzonamiento Drenajes obstruidos Obstrucción de bermas Flujos Inestabilidad del terreno Juntas frías Refuerzo expuesto Socavación Asentamientos Giros Tamaño inadecuado Malla Agregados Perdida de Pernos Fisuramiento placa Paneles Asentamientos Exposición del refuerzo Corrosión Desplome Volcamiento Drenajes insuficientes R e co n fo r- m ac ió n M u ro s e n c o n cr e to A n cl aj e s M u ro s d e ti e rr a re fo rz ad a G av io n e s ObservacionesDimensiones Filtraciones Vegetación NOMBRE DE LA VÍA CÓDIGO DE LA VÍA NOMBRE DEL SECTOR SECTOR DE ADMÓN. VIAL N° INSPECCIÓN DE TALUDES Y OBRAS DE CONTENCIÓN ___________________________ _____________ Fisuras Altura ________m Otra:______________________ N° de Secciones ______ Tipo de obra N°. _______ G e n e ra l Longitud de la calzada afectada _________m Grietas Fracturamiento 15 Tabla 2. Formato de registro de daños. Segunda página. secciones para diligenciamiento Fuente: Manual para Inspección Visual de Obras de Estabilización. 1 4 7 10 13 2 5 8 11 14 3 6 9 12 15 INSPECCIÓN DE TALUDES Y OBRAS DE CONTENCIÓN TOPOLOGIA DE OBRAS Reconformación Muros de contrafuerte Muros de semigravedad Anclajes en suelo Suelo empernado Muros en voladizo Muros de gravedad Tierra armada Pantallas ancladas Estructuras de retencion de rocas Muros en gavion Muros anclados Muros confinados o cribas Anclajes en roca Pilotes y caisons ESQUEMA OBSERVACIONES 16 2.2. MÉTODOS DE ANÁLISIS DE ESTABILIDAD DE TALUDES En la ingeniería es común definir la estabilidad de los taludes en términos de un factor de seguridad (FS), obtenido de un análisis matemático que supone un equilibrio de fuerzas en caso de falla. El modelo debe tener en cuenta la mayor cantidad de parámetros geológicos, que afecten la estabilidad del talud, sin embargo, no todos los factores que afectan la estabilidad del talud se pueden representar matemáticamente. Pese a las debilidades no cuantificables los modelos buscan determinar con mayor probabilidad cual será la superficie de falla (Díaz Suárez, J. 1998). El factor de seguridad establecido para las laderas de la vía San Gil – Charalá se calculó empleando el software de análisis Slope/W, el programa analizó los taludes y determinó un FS por diferentes métodos. Método de Fellinius: “conocido también como método Sueco, método de las Dovelas o método U.S.B.R. Este método asume superficies de falla circulares, divide el área de falla en tajadas verticales, obtiene las fuerzas actuantes y resultantes para cada tajada y con la sumatoria de estas fuerzas obtiene el Factor de Seguridad.” (Díaz Suárez, J. 1998, p. 131). Método de Bishop: utiliza el método de Dovelas, para superficies de deslizamiento circular, satisface el equilibrio de fuerzas y momentos.Método de Jambu: presenta trabajo por Dovelas o capas, para superficie de fallas curvas, no circulares. Método de Spencer: permite analizar todas las superficies de deslizamiento, satisface todas las condiciones de equilibrio, asume que todas las capas presentan las mismas fuerzas de manera paralela, e inclinadas del plano horizontal (Turner A. K. Schuster, R. L. 1996). Figura 1. Análisis de estabilidad por el software Slope/W Fuente: equipo consultor 17 2.3. MÉTODOS DE ESTABILIDAD DE TALUDES El equipo consultor basado en la información recopilada en campo y estudios geotécnicos hechos a lo largo del corredor, presentan las obras de mitigación y recomendaciones para el funcionamiento adecuado de los elementos y obras realizadas sobre los taludes la vía San Gil – Charalá. A continuación, se enlistan las obras recomendadas por el equipo consultor para la estabilidad de taludes. Modificación de la pendiente o tendido del talud: Consiste en reconformar o reducir el talud, removiendo el escarpe principal, esta actividad resulta apropiada para taludes con pequeños deslizamientos y poco profundos en materiales meteorizados. El tendido de los taludes resulta conveniente en excavaciones de cortes nuevos, de tal forma que funcione como medida preventiva y correctiva de deslizamientos incipientes. (Tener presente las condiciones prediales para esta actividad, ya que esta fue una limitante para sugerir taludes con menor inclinación). Terraceo o escalonamiento del talud con bermas intermedias: Para este corredor vial se aplica a taludes mayores a 8 metros de altura y con una inclinación superior a 53 grados, se recomienda la construcción de bermas intermedias a una altura de 8 metros, dicha berma deberá tener un ancho mínimo de 2 metros y deberá llevar una trinchera drenante o un canal recolector. Figura 2. Sección típica terraceo de talud Fuente: equipo consultor, plano detalle de terraceo. 18 Revegetalización y drenes de penetración: Para todos los taludes de corte se recomienda la utilización de biomantos con fibras naturales o sintéticas para la revegetalización de tal manera que se logre la aparición de raíces que absorban la humedad y ayuden a prevenir la infiltración de agua dentro del talud y por ende evitar algún deslizamiento. En combinación con la revegetalización se recomienda la instalación de drenes de penetración subhorizontales en la pata del talud inclinados con un ángulo con la horizontal de 10 grados y con una longitud de 10 metros y espaciados cada 4 metros, con el fin de abatir el nivel freático. Los drenes deberán ir interconectados a cunetas que direccionen el agua hacia descoles o alcantarillas más cercanas, estos elementos constituyen un buen tratamiento preventivo y correctivo para interceptar el agua infiltrada en los taludes de corte y materiales no consolidados. Figura 3. Drenes horizontales Fuente: equipo consultor, plano de drenes horizontales. Contención con Muros de Gaviones: Resultan adecuados debido a su flexibilidad y permiten fácil drenaje, además se pueden construir con materiales del relleno de la zona. Los muros en gaviones se recomiendan hasta alturas de 4 metros. Los gaviones aplican para sitios donde el mecanismo de falla sea de carácter local producto del desprendimiento o desconfinamiento de la banca de la vía, es decir para los taludes externos. En caso de presentarse algún deslizamiento incipiente se pueden utilizar en los taludes internos. 19 Figura 4. Esquema muro en gavión altura de 3 metros Fuente: equipo consultor, plano muro tipo gavión h= 3.00m Contención con Muros en Concreto Reforzado: Con el propósito de contener la masa de suelo fallado y con el fin de incrementar las fuerzas que tienden a resistir a la falla y en dado caso que ocurra un deslizamiento en taludes empinados, se recomienda la construcción de muros en concreto reforzado en la pata del talud. Los muros trabajan fundamentalmente a flexión, siendo la compresión vertical debida a su propio generalmente despreciable. Los muros de contención en concreto reforzado pueden emplearse en alturas hasta de diez metros, previo a su diseño estructural y a la verificación de la estabilidad. 20 Figura 5. Geometría de muro en concreto altura 1 metro Fuente: equipo consultor, plano geometría de refuerzo h= 1.00m, muros de acompañamiento. 21 3.ASPECTOS GENERALES DEL PROYECTO DE INTERVENTORÍA El convenio 918 INVIAS – UPTC nace como un convenio interadministrativo celebrado entre estas dos entidades en el año 2014, el cual tiene como principal objetivo aunar esfuerzos entre la Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia y el Instituto Nacional de Vías para la ejecutar la interventoría técnica, administrativa, financiera, legal y ambiental del mejoramiento, rehabilitación y pavimentación de la red secundaria para la conectividad regional en el programa estratégico de infraestructura de conectividad para Santander enmarcado el plan de la nación con el departamento de Santander, este contrato cuenta con veintiún consideraciones y vestidos cláusulas que dan a entender acciones y responsabilidades a cada una de las partes suscritas. Para cumplir los objetivos del convenio, la universidad pone a disposición el conocimiento de docentes, alumnos y colaboradores con capacidades en ingeniería. Así quedó enmarcado en la consideración número veinte, por tal motivo se acepta a estudiantes en terminación académica para realizar práctica empresarial como modalidad de grado. 3.1.UBICACIÓN DEL PROYECTO. El proyecto de Mejoramiento y Mantenimiento de la vía San Gil – Charalá se encuentra ubicado en el departamento de Santander, entre los municipios de Gambita y San Gil, atravesando en casco urbano de Charalá pasando por las veredas de: Gambita, Valle De San José, Ocamonte, Confines, Coromoro, el Encino, Páramo y San Gil. Figura 6. Ubicación del proyecto Fuente: equipo consultor 22 3.2. CARACTERÍSTICAS GEOLÓGICAS DEL PROYECTO. El equipo consultor diagnosticó las características geológicas de la vía San Gil – Charalá basándose en las planchas 135 San Gil y 151 Charalá del Instituto Nacional de Geología y Minas, estas planchas permitieron conocer las unidades litológicas y la geología estructural sobre la cual se cimienta la carretera. El corredor vial se encuentra enmarcado dentro de la cuenca del río Fonce, formado a partir de procesos morfogenéticos particulares en donde se puede observar los procesos de levantamiento de sistemas montañosos con cerros de topes alargados, cerros de topes subredondeados, filos con flancos de fuerte inclinación, filos de vertientes de baja inclinación, en donde los valles se desarrollan los valles, en general desde estrechos a moderadamente estrechos y valles amplios. En los valles estrechos de vertientes de alta inclinación se presenta la mayor concentración de procesos erosivos activos, debido a la incisión que produce el río en la base o pata del talud, se presentan inestabilidades a lo largo de la vía. Las formaciones litográficas se presentan a continuación: FORMACIÓN ARCABUCO (JAR): Conjunto de areniscas cuarzosas claras, a veces de color rojo, de grano fino a medio. La formación en su parte inferior está constituida por un conjunto de limolitas rojas, el cual es suprayacido por areniscas y limolitas rojas. Las areniscas son de color blanco a amarillento cuarzosas, de grano medio a grueso, micáceas y friables, (Galvis Arenas, B. E. Valencia Escobar, J. L. 2009). FORMACIÓN ROSABLANCA (KIR): Está constituida principalmente por calizas duras, grises, fosilíferas. Formas pendientes estructurales relativamente suaves. Consta de caliza gris oscura, cristalina con algunas intercalaciones de areniscas y shales grises calcáreos y en la base margasgrises oscuras. La unidad descansa normalmente sobre la formación Cumbre e infrayace de igual manera a la formación Paja, (Galvis Arenas, B. E. Valencia Escobar, J. L. 2009). FORMACIÓN PAJA. (KIP) Sucesión de shales negros, ligeramente calcáreos y micáceos. En el área de San Gil conserva características típicas: arcillolitas de color gris a castaño e intercalaciones de caliza con nódulos calcáreos hasta 25 cm de diámetro, generalmente piritoso y esporádicas intercalaciones de láminas de yeso. Los límites estratigráficos tanto superior como inferior son de carácter normal, (Patarroyo, P. 2020). MIEMBRO INFERIOR ARENOSO (KIMPA) Sucesión de areniscas y arcillolitas que predominan en la base de la Formación Paja. Litológicamente se constituye por una alternancia de shales grises claros a negros con inclusiones de nódulos líticos parcialmente calcáreos y areniscas grises a amarillentas, arcillosas y fosilíferas, (Pulido González, O. 1979). FORMACIÓN TABLAZO. (KIT) Calizas duras cristalinas hacia la parte superior y margas o calizas arcillosas en la parte inferior. La formación Tablazo adquiere un carácter más arenoso hacia la región de Charalá, conservando sin embargo sus características litológicas predominantes. La formación Tablazo infrayace completamente al Simití y descansa en concordancia sobre la Formación Paja, (Pulido González, O. 1979). 23 CUATERNARIO ALUVIAL (QAL) Los aluviones son de mayor extensión y está compuesto por cantos rocosos heterogéneos. Figura 7. Plancha 135, Geología Regional – San Gil Fuente: tomado de las bases de datos del INVIAS, basado en INGEOMINAS. Unidades Litoestratigráficas Kip Formación Paja Qal Cuaternarío aluvial Kimpa Miembro inf arenoso Qd Cuaternarío derrubios Kit Formación Tablazo 24 Figura 8. Plancha 151, Geología regional - Charalá Fuente: tomado de las bases de datos del INVIAS, basado en INGEOMINAS. Unidades Litoestratigráficas Jar Formación Arcabuco Kip Formación Paja Kimpa Miembro inf arenoso Kit Formación Tablazo Qal Cuaternarío aluvial Qd Cuaternarío derrubios 25 3.2.1. GEOLOGÍA ESTRUCTURAL. El estudio realizado por la consultoría dictaminó que: “El marco tectónico del área es la posible resultante de una orogenia pre-Girón que facilitó los depósitos molásicos de Girón. Después se produce la acumulación de los estratos del Arcabuco que sufren plegamientos y hundimientos, permitiendo de esta manera la posterior sedimentación marina y discordante del Cretáceo. Por último, la Orogenia Andina levantó la cordillera oriental, afectando todo el conjunto, originando pliegues y fallas longitudinales y transversales.” Falla de Confines: estructura de dirección nor-este, su desplazamiento vertical no es muy grande y afecta solo a sedimentitas de la formación Paja. Anticlinal de Cerro Negro: Estructura ligeramente asimétrica cuyo eje tiene dirección nor-este. Hacia el sur el núcleo está constituido por la Formación Cumbre, mientras que al norte lo compone el Miembro Arenoso de la formación Paja. Anticlinal de Virolín: estructura ligeramente asimétrica con el flanco occidental más inclinado que el oriental. Su eje se prolonga hacia el sur. El núcleo está constituido por sedimentos del Arcabuco, Rosablanca y Paja. Al occidente de este pliegue se desarrollan dos estructuras conocidas como el Sinclinal y Anticlinal de Oiba. Anticlinal de Confines: estructura asimétrica, cuyo flanco occidental es afectado por la Falla de Confines. El núcleo está formado al sur por calizas de Rosablanca y al norte por el Miembro Arenoso de la formación Paja. Existen diversas estructuras geológicas las cuales se catalogan de poca importancia por parte de la agencia consultora, como lo son el sinclinal de Charalá y fallas menores. 3.3. CARACTERIZACIÓN DE ZONAS HOMOGÉNEAS Los aspectos geomorfológicos descritos anteriormente fueron empleados para establecer las 12 zonas homogéneas, así como la geología local y su litología, además de los suelos más comunes observables en el corredor vial existente, principalmente los taludes expuestos y depósitos de ladera a lo largo del corredor. El inicio de las secciones inicio en el KM 0+000 de la vía San Gil - Bucaramanga y la vía San Gil Charalá; comúnmente este punto se denomina “hoja de tabaco”. 26 Tabla 3. Zonas Homogéneas ZONAS HOMOGÉNEAS N° DE ZONA ABSCISADO FORMACIÓN DESCRIPCIÓN 1 KM 0+000 – KM 9+900 Tablazo Esta zona presenta alto grado de estabilidad. Presenta depósitos de coluvión y depósitos de derrubio en una topografía con laderas bajas, inclinación y taludes de poca altura. 2 KM 9+900 – KM 12+000 Paja Esta zona presenta un grado de estabilidad moderado, se encuentran bloques de rocas provenientes de la parte alta de la ladera, de formas angulares y de irregular tamaño los cuales varían entre unos pocos centímetros hasta 2.0 metros de diámetro, en el sector se presenta socavación del río en el margen de la vía. 3 KM 12+000 – KM 14+000 Cuaternario aluvial Zona de alto grado de estabilidad en donde la vía transcurre en un sector característico de depósitos de terrazas aluviales, de una topografía casi plana y por colinas de baja altura y pendientes bajas. 4 KM 14+000 – KM 20+000 Paja Esta zona presenta un alto grado de estabilidad en las laderas que conforman la parte superior de la vía, con laderas de pendientes de media a fuerte, con taludes de alturas superiores a los 15 metros y en sectores puntuales taludes verticales. 27 5 KM 20+000 – KM 24+000 KIMPA Esta zona presenta un grado de estabilidad baja, las inestabilidades se presentan tanto en el talud interno de la vía y como en el talud externo; es una zona compleja por las manifestaciones de movimientos en masa de grandes magnitudes 6 KM 22+000 – KM 35+000 Arcabuco La estabilidad de la zona es moderada, el trazado de la carretera se presenta por colinas con poca altura y taludes verticales, el río Fonce se encuentra en la margen izquierda de la carretera, el cual produce socavación de suelos residuales por lo que se presentan pérdidas en las propiedades geotécnicas. 7 KM 35+000 – KM 35+300 Rosablanca El tramo presenta afloraciones de macizos rocosos de calizas, intercalada con shales negros a amarillentos, el terreno natural presenta una buena estabilidad. 8 KM 35+000 – KM 37+300 Arcabuco Esta zona presenta una estabilidad alta, el río pasa a la margen derecha de la carretera y se desarrolla una topografía plana. 9 KM 37+300 – KM 37+700 KIMPA el sector no cuenta con cortes de ladera, presenta una topografía de colinas de punta redondeadas con pendientes bajas y una estabilidad moderada. 10 KM 37+700 – KM 45+800 KIMPA La zona presenta una estabilidad baja con fallas en media luna sobre la calzada, el tramo de esta se encuentra en un 80% sobre depósitos aluviales, las laderas cortadas presentan combinación de lutitas negras, areniscas arcillosas de grano fino y materia orgánica. 28 11 KM 45+800 – KM 48+700 KIMPA El tramo presenta condiciones críticas debido a lo angosto de la calzada, la inestabilidad de los taludes externos como internos, los cuales se ven meteorizados fácilmente, la estabilidad es moderada. 12 KM 48+700 – KM 48+878 KIMPA Este tramo cuenta con una terraza aluvial sobre la cual se cimienta un puente metálico sobre el río Pientá. Fuente: elaboración propia basado en información del INVIAS 29 4. DIAGNOSTICO GEOTÉCNICO DE TALUDES Y RECOMENDACIONES EN SITIOS CRÍTICOS La zona rehabilitada cuenta con una extensión 35,05 km entre San Gil y Charalá, sobre esta se realizaron 306 obras de estabilizacióny contención de taludes, entre reconformación, muros de gravedad y muros de refuerzo, el capítulo recopila la información de algunos puntos críticos y las características del sitio y diseños. 4.1.SITIO CRÍTICO K7+980 En este punto crítico el grupo Ingeniería y Suelos S.A.S, identifico una zona de inestabilidad, debido a suelos que al saturarse pierden su estabilidad y generan deslizamientos. Estos suelos se componen de una mezcla de suelos coluviales arcillosos con presencia de bloques de roca, la poca consolidación del suelo y alta porosidad ayudan a la saturación del terreno. Figura 9. Deslizamiento en el k7+980 Fuente: basado en información del INVIAS. 4.1.1. LOCALIZACIÓN Y CARACTERÍSTICAS Localización: El punto crítico se encuentra localizado en la abscisa K7+980 en la margen oriental de la vía en el sentido San Gil-Charalá. El punto registrado tiene las siguientes coordenadas planas en el sistema Magna Sirgas, Norte: 1`208.889 y Este: 1`106.277 y se encuentra frente a la afluente del río Fonce. 30 Figura 10 Localización del sitio critico k7+980 Fuente: basado en información del INVIAS, tomado de Google Earth. Topografía: El terreno se encuentra localizado en una zona topográfica de pendientes onduladas las cotas de altura decrecen hacia el río Fonce, la zona de afectación según levantamiento topográfico tiene una longitud de 60 metros. Figura 11. Topografía del sitio critico k7+980 Fuente: basado en información del INVIAS. 31 Geología: las formaciones geológicas que afloran corresponden a las formaciones Tablazo, Simití, Rosablanca y Arcabuco. Sin embargo, el área en estudio se encuentra sobre depósitos de ladera compuestos por bloques y cantos de calizas y areniscas, angulares a subungulares flotando en matriz de limos y arcillas, provenientes en su mayor parte de la acción denudatoria sobre las rocas de la Formacion Tablazo y sobre depósitos aluviales del Río Fonce. Figura 12. Geología del sitio critico k7+980 Fuente: tomado de las bases de datos del INVIAS, basado en INGEOMINAS. 4.1.2. DIAGNOSTICO GEOTÉCNICO Y RECOMENDACIONES Diagnóstico: Como se observa en la figura 13 el talud presenta un movimiento de masa hacia la superficie de la carretera. El suelo es un coluvión de matriz arcillosa con bloques de roca, arenisca y caliza, el deslizamiento se encuentra ubicado entre las abscisas k7+930 a la k7+980 aproximadamente, en sentido paralelo a la calzada. El suelo en condiciones de saturación es inestable y tiende a deslizase, generando desplazamiento de masa sobre la calzada. 32 Figura 13. Talud inestable del sitio critico k7+980 Fuente: basado en información del INVIAS. Recomendaciones: A continuación, se presentan los sistemas y obras de mitigación planteados por el equipo de consultoría para la estabilización del sitio crítico. 1. Construcción muro en gavión: Se plantea la construcción de un muro en gaviones de 30.0 metros de longitud y 3 niveles (3.0 metros), localizado en la parte inferior del deslizamiento como se indica en el plano de obras; en la base de este muro se recomienda construir un filtro con material granular seleccionado y con manguera de filtro de diámetro igual a 4”, las cuales entregan las aguas captadas a la estructura hidráulica de la vía más cercana. Figura 14. Diseño gavión Fuente: basado en información del INVIAS. 33 2. Sub drenes de penetración: uno de los factores detonantes en los problemas de inestabilidad del sector en estudio es la saturación del suelo producto de la infiltración de agua en épocas de lluvias y de los niveles freáticos por lo que se recomienda la construcción de un sistema de sub-drenes de penetración de 2 pulgadas, separados cada 4.0 metros horizontalmente y 2.0 metros verticalmente. Figura 15. Diseño drenes de penetración Fuente: basado en información del INVIAS. 3. Construcción de sistema de drenaje superficial: se propone la construcción de un canal en dirección perpendicular al movimiento, con la capacidad suficiente para captar y conducir las aguas de escorrentía que escurren sobre el deslizamiento. El canal en geomembrana tiene una longitud aproximada de 50 metros. Figura 16. Diseño drenaje superficial Fuente: basado en información del INVIAS. 4. Construcción de sistema de descole: los canales de recolección de aguas superficiales entregan sus aguas a un canal escalonado el cual redirecciona las aguas hasta la cuneta de la vía. 34 Figura 17. Diseño descole de estructuras de drenaje Fuente: basado en información del INVIAS. 5. Cortar, Rellenar, Conformar y Revegetalizar Talud: con el fin de mejorar la estabilidad del sitio, se recomienda cortar la parte superior del talud actual y conformar un nuevo talud 1.5H:1V. El talud se recomienda sea revegetalizado (tipo hidro-siembra). 4.2.SITIO CRÍTICO K10+220 El grupo Ingeniería y Suelos S.A.S. realizó el análisis geológico geomorfológico y geotécnico, en este punto crítico identificaron una zona de inestabilidad producto de suelos sueltos los cuales se saturan y se deslizan. Estos suelos están compuestos por una mezcla entre suelos coluviales arcillosos y con presencia de bloques, estos depósitos son poco consolidados y adicionalmente son bastante porosos y de fácil saturación. Figura 18. Deslizamiento del Sitio Crítico k10+220 Fuente: basado en información del INVIAS. 35 4.2.1 LOCALIZACIÓN Y CARACTERÍSTICAS Localización: El punto crítico objeto de este estudio se encuentra localizado entre las abscisas K 10+200 y K 10+460 en la margen oriental de la vía en el sentido San Gil-Charalá. El punto registrado tiene las siguientes coordenadas planas en el sistema Magna Sirgas, Norte: 1’207.253,1 y Este: 1’104.888,02 y se encuentra frente al río Fonce. Figura 19. Localización del Sitio Crítico k10+220 Fuente: basado en información del INVIAS, tomado de Google Earth Topografía: El terreno afectado por la falla está localizado en una zona ondulada con cotas decrecientes en dirección al río Fonce Figura 20. Topografía del Sitio Crítico k10+220 Fuente: basado en información del INVIAS. 36 Geología: el área en estudio se encuentra sobre depósitos de ladera compuestos por bloques y cantos de calizas y areniscas, angulares a subungulares flotando en matriz de limos y arcillas, provenientes en su mayor parte de la acción denudatoria sobre las rocas de las Formaciones Tablazo y sobre depósitos aluviales del Río Fonce. Figura 21. Geología del Sitio Crítico k10+220 Fuente: tomado de las bases de datos del INVIAS, basado en INGEOMINAS. 4.2.2. DIAGNOSTICO GEOTÉCNICO Y RECOMENDACIONES. Diagnóstico: El talud presenta un deslizamiento activo, el material asociado al deslizamiento es un coluvión, de matriz arcillolimosa con bloques de areniscas. La longitud de la zona afectada comprende los sectores entre las abscisas 10+200 a la 10+460 aproximadamente en dirección paralela a la vía. Con presencia de vegetación de poca altura sobre el talud. 37 Figura 22. Talud inestable sitio crítico k10+ 220 Fuente: basado en información del INVIAS. Recomendación: A continuación, se presenta la obra de mitigación planteada por el consultor para el tratamiento del punto crítico. 1. Cortar, rellenar, conformar y revegetalizar el talud: Con el fin de mejorar la estabilidad del sitio, se recomienda cortar la parte superior del talud actual y conformar un nuevo talud 2.0 H: 1 V. Además, se recomienda que el talud sea revegetalizado con hidrosiembra. Figura 23. Diseño de talud tendido Fuente: basado en información del INVIAS. 4.3.SITIO CRÍTICO K15+100 El equipo consultor realizó el análisis detallado de la ladera,la cual está conformada por estratos tubulares de rocas sedimentas que se encontraban fuertemente diaclasadas generando bloques de hasta 2 metros de diámetro y debido a la pendiente de corte que es 38 mayor al 75° se genera una acción gravitacional de desprendimiento de rocas las cuales generan un riesgo para la vía y su seguridad. Figura 24. Ladera de roca del sitio crítico k15+100 Fuente: basado en información del INVIAS. 4.3.1. LOCALIZACIÓN Y CARACTERÍSTICAS Localización: El punto crítico se encuentra ubicado en la abscisa k15+100 en la margen derecha de la vía San Gil – Charalá, cuenta con las siguientes coordenadas planas Norte: 1´203.753 y Este 1´102.090 y se encuentra a aproximadamente 500 metros de la salida para el municipio de Páramo. Figura 25. Localización del sitio crítico k15+100 Fuente: basado en información del INVIAS, tomado de Google Earth 39 Topografía: El terreno presenta laderas empinadas con grandes pendientes, además por la carreta al municipio del Páramo y su trazado se puede decir que este terreno es montañoso tendiendo a escarpado. Geología: El terreno presenta laderas definidas por la inclinación de los estratos en contra pendiente, estas son de longitud moderada a larga, de forma cóncavas, festoneadas o irregulares, tienden a presentar pendientes escarpas, la geomorfología de este punto crítico corresponde a la formación paja, que hace parte del Anticlinal de Páramo. Figura 26. Geología del sitio crítico k15+100 Fuente: tomado de las bases de datos del INVIAS, basado en INGEOMINAS. 4.3.2.DIAGNÓSTICO GEOTÉCNICO Y RECOMENDACIONES. Diagnóstico: El talud presenta remoción de masas, Este proceso se presenta principalmente con la caída de rocas debido a la pendiente escarpada, al diaclasamiento continuo de la roca los cuales generas estratos tubulares de dimensiones considerables. La combinación de un corte con alta pendiente y los esfuerzos estructurales de la roca junto con el peso adicional que es la masa de suelo colgando sobre la masa rocosa además de factores sísmicos, climáticos o sobre cargas, son circunstancias que podrían ocasionar caída de bloques sobre la vía. 40 Figura 27. Ladera inestable del sitio crítico k15+100 Fuente: basado en información del INVIAS. Recomendación: A continuación, se presenta la obra de mitigación planteada por el consultor para el tratamiento del punto crítico. Se recomienda la instalación de una red de alta resistencia tipo MACCAFERRI,. SYSTEM o HEA PANE, sobre todo el talud. Figura 28. Diseño de red de alta resistencia Fuente: basado en información del INVIAS. 41 5.AUSCULTACIÓN Y EVALUACIÓN DE ESTRUCTURAS DE CONTENCIÓN EXISTENTES La valoración de las estructuras para la contención de taludes que se presentan a continuación fue realizada teniendo en cuenta la guía metodológica del Instituto Nacional de Vías INVIAS, este trabajo se hizo bajo supervisión del equipo interventor convenio 918 INVIAS – UPTC, el cual se encargó de suministrar toda la información y equipos para obtener los resultados. 5.1. MURO EN GAVIÓN SITIO CRÍTICO K7+980 En este punto crítico se construyó un gavión siguiendo las recomendaciones del consultor, este es diferente a las especificaciones planteadas en el capítulo 3, a continuación, se describe físicamente teniendo en cuenta los informes del constructor presentados a la interventoría y las visitas a campo realizadas por el pasante. Figura 29. Muro en gavión sitio crítico k7+980 Fuente: Elaboración propia Figura 30. Auscultación del gavión k7+980 Fuente: Elaboración propia 42 Figura 31. Vista lateral gavión k7+980 Fuente: Elaboración propia 43 Tabla 4. Formato de campo página 1 para el gavión k7+980 Fuente: elaboración propia, formato tomado de “formato de registro de daños primera página”, Manual para Inspección Visual de Obras de Estabilización. REGIONAL FECHA 5701 CONCESIÓN IDENTIFICACIÓN: Ubicación 2. Características de la obra PR inicial: k7+930 PR final k7+960 Costado Derecho Longitud30 m ESTABILIDAD DE TALUDES a. Tipo de movimiento Caída Volcamiento Rotacionales Plástico Traslacionales De Detritos De Lodos Obras N° de foto Drenajes obstruidos no visible Inestabilidad del terreno G av io n e s Malla Corrosión no visible Rotura de malla no visible Tamaño inadecuado subdimensionados y sobredimensionados Se evidencia que el tamaño del material de relleno no es el adecuado ya que presenta partículas sobredimensionadas que llegan a medir mas 0,4 m y partículas subdimensionadas que se salen por la malla. Perdida de recubrimiento no visible Agregados Meteorización R e co n fo r- m ac ió n Obstrucción de bermas Flujos Vegetación General Se observa gran cantidad de vegetación en el ultimo nivel del muro, a demás de vegetación de menor tamaño en los niveles inferiores, en la parte final del muro se evidencia que la vegetación se encuentra en los tres niveles en un largo aproximado de 5 metros Drenajes insuficientes Fracturamiento Filtraciones Fisuras Grietas Desplome Volcamiento Giros Deslizamientos Flujos Longitud de la calzada afectada _________m OBRAS DE CONTENCIÓN Tipo de daño Dimensiones Observaciones G e n e ra l Socavación Asentamientos Altura 2.2 m N° de Secciones 3 INSPECCIÓN DE TALUDES Y OBRAS DE CONTENCIÓN Santander 30/10/2020 NOMBRE DE LA VÍA NOMBRE DEL SECTOR ___________________________ CÓDIGO DE LA VÍA SECTOR DE ADMÓN. VIAL N° _____________ Tipo de obra N°. 2 Otra:______________________ San Gil - Charalá 44 Tabla 5. Formato de campo página 2 para el gavión k7+980 Fuente: elaboración propia, formato tomado de “formato de registro de daños segunda página”, Manual para Inspección Visual de Obras de Estabilización. 1 4 7 10 13 2 5 8 11 14 3 6 9 12 15 10m 20m 1 m 1 m 1m 1 m 1m 1 m 0,2 m 0,2 m 0,5m 1 m 1m 1 m 1m 0,2 m 1 m 10m 20m 0,2 m OBSERVACIONES INSPECCIÓN DE TALUDES Y OBRAS DE CONTENCIÓN TOPOLOGÍA DE OBRAS Reconformación Muros de contrafuerte Muros de semigravedad Anclajes en suelo Suelo empernado Muros en voladizo Muros de gravedad Tierra armada Pantallas ancladas Estructuras de retención de rocas Muros en gavión Muros anclados Muros confinados o cribas Anclajes en roca Pilotes y caisons El muro presenta una base de ancho de un metro en el nivel inferior, en el segundo nivel un ancho de 2 metros, el tercer y ultimo nivel presenta dos metros de ancho en los dos primeros tercios, en el tercio final este se reduce a la mitad. El material de relleno presenta rocas de gran tamaño (>40 cm) y partículas tamaño inferior a los diez centímetros, esto se evidencia cuando se pueden sacar rocas por la malla del gavión, se ve gran cantidad de partículas de tamaños menores contra la malla esto evidencia un mal llenado del gavión, se pueden observar los tirantes tanto verticales, horizontales y diagonales. hay presencia de alambres sueltos pero estos no son de ruptura de la malla o tirantes, se puede inferir que fueron elementos sobrantes y no retirados al momento de su construcción. el crecimiento vegetal sobre el gavión es evidente y de gran magnitud. el muro presenta deformación en su parte central debido al peso de la tierra. secciones de 2 m L=30 m últimos 10 m ESQUEMA primeros 20 m 45 Figura 32. Evidencia de rocas de gran tamaño Fuente: Elaboración propia Figura 33. Evidencia de rocas con tamaño inferior al permitido Fuente: Elaboración propia 46 Figura 34.Presencia de tirantes Fuente: Elaboración propia Figura 35. Vegetación Fuente: Elaboración propia 47 5.1.1.ANÁLISIS DE CANTIDADES En las tablas 4 y 5se evidencia los costos y materiales empleados en la construcción del gavión y filtros implementados para contener el movimiento de tierras presente en este punto, el gavión presenta un costo por metro lineal de $1´328.205,96 y el filtro $122.795,91, la obra presentó un costo total de $43´898.443.91 en el año 2017. Tabla 6. Cantidades gavión Fuente: elaboración propia Tabla 7. Cantidades filtro Fuente: elaboración propia 5.1.2.EVALUACIÓN DEL GAVIÓN El gavión construido muestra buenas características funcionales no se encuentra deformado en ninguno de sus extremos, presenta una deformación en el centro lo suficiente para que esta sea visible sin afectar la estabilidad del mismo, el funcionamiento integral de la malla, agregados y tirantes de amarre permite que el suelo contenido se mantenga estable y sus deformaciones sean mínimas sin causar daño a la calzada y terrenos. - Malla y tirantes: se encuentran en buenas condiciones no es visible la corrosión o ruptura, se presentan algunos alambres sueltos que son residuos del proceso constructivo que no fueron retirados por los trabajadores. - Agregados: los agregados físicamente presentan buenas condiciones no se observa meteorización o desgaste alguno por la carga del suelo o peso propio, se observan mal NIVEL 1 NIVEL 2 NIVEL 3 TOTAL UNIDAD COSTO UNITARIO COSTO TOTAL SOPORTE GAVIONES 30 30 24 168 m3 $ 181.549,69 30.500.347,92$ Ver acta 36 PDF pág. 233, 249. LARGO ANCHO ALTURA TOTAL UNIDAD COSTO UNITARIO COSTO TOTAL SOPORTE EXCAVACIÓN 30 2 0,9 54 m3 $ 31.320,95 1.691.331,30$ Ver acta 36 PDF pág. 233, 249. MEJORAMIENTO PISO CONCRETO E 30 2 0,2 12 m3 $ 543.425,78 6.521.109,36$ Ver acta 36 PDF pág. 233, 249. RELLENO ESTRUCTURAL 30 1,2 0,8 28,8 m3 $ 39.353,83 1.133.390,30$ Ver acta 36 PDF pág. 233, 249. TOTAL $ 39.846.178,88 CONSTRUCCIÓN DE GAVIÓN LARGO ANCHO ALTURA TOTAL UNIDAD COSTO UNITARIO COSTO TOTAL SOPORTE EXCAVACIÓN 33 1 0,5 16,5 m3 $ 31.320,95 516.795,68$ Ver acta 28 PDF pág. 209, 239. GEOTEXTIL 33 3,8 125,4 m2 $ 6.519,90 817.595,46$ Ver acta 28 PDF pág. 209, 239. MATERIAL FILTRANTE 33 1 0,5 16,5 m3 $ 114.187,87 1.884.099,86$ Ver acta 28 PDF pág. 209, 239. TUBERÍA DE 4" 33 33 ml $ 25.265,88 833.774,04$ Ver acta 28 PDF pág. 209, 239. TOTAL $ 4.052.265,03 CONSTRUCCIÓN DE FILTRO 48 manejo en la granulometría del agregado ya que se encuentran partículas menores a la apertura de la malla y mayores a los 30 cm especificados por la norma. - Filtro: este no se puede evaluar físicamente ya que se encuentra debajo del gavión, sin embargo, la no presencia de agua sobre el talud o visual de alguna saturación o escorrentía excesiva sobre el muro de gravedad nos da a entender que este trabaja de manera eficiente y ayuda a recolectar el agua que satura el suelo evitando la presión de poros que daría inestabilidad el suelo. 5.1.3. RECOMENDACIONES Por lo anterior se concluye que no es necesario intervenirlo estructuralmente, pero el muro debe ser evaluado regularmente, observando su funcionalidad y características físicas, para que cuando este haya culminado su ciclo de vida, se reconstruya o se cambie por otra estructura de contención. 5.2. TENDIDO DE TALUD SITIO CRÍTICO K10+220 Como se describe en el numeral 3.2 este talud contaba con una pendiente pronunciada la cual generaba caída de material en la cuneta, berma y calzada, para este se recomendó hacer el tendido del talud a 1V:2H, lo cual se realizó junto con la revegetalizacion del terreno para mejorar su estabilidad. Figura 36. Talud Tendido Sitio Crítico k10+220 Fuente: elaboración propia 49 Figura 37. Auscultación del talud Fuente: elaboración propia Figura 38. Flujo del talud sobre la cuneta Fuente: elaboración propia 50 Tabla 8. Formato de campo página 1 para el Talud tendido k10+220 Fuente: elaboración propia, formato tomado de “formato de registro de daños primera página”, Manual para Inspección Visual de Obras de Estabilización. REGIONAL FECHA 5701 CONCESIÓN IDENTIFICACIÓN: 1.Ubicacion 2. Características de la obra PR inicial: k10+200 PR final k10+260 Costado Derecho Longitud60 m ESTABILIDAD DE TALUDES a. Tipo de movimiento Caída Volcamiento Rotacionales Plástico Traslacionales De Detritos De Lodos Obras N° de foto Altura 2 m N° de Secciones INSPECCIÓN DE TALUDES Y OBRAS DE CONTENCIÓN Santander 30/10/2020 NOMBRE DE LA VÍA San Gil - Charalá NOMBRE DEL SECTOR ___________________________ CÓDIGO DE LA VÍA SECTOR DE ADMÓN. VIAL N° _____________ Tipo de obra N°. Otra: Tendido de talud Deslizamientos Flujos Longitud de la calzada afectada _________m OBRAS DE CONTENCIÓN Tipo de daño Dimensiones Observaciones G e n e ra l Socavación Asentamientos Giros Desplome Volcamiento Fisuras Grietas Fracturamiento Filtraciones Vegetación General Presenta vegetación de pastos grandes, este se Drenajes insuficientes R e co n fo rm ac ió n Obstrucción de bermas 20 m El material proveniente del talud y que ya se encuentra obstruyendo la cuneta se desplaza hacia la berma, generando inseguridad y daño sobre la vía. Flujos B 10 m A 30 m H 40 m Se observa como el material desplazado lo ha hecho de manera gradual, la vegetación de mayor altura y mayor tiempo, presenta un angulo de inclinación mayor a la vegetación de menor edad, en el terreno superior se evidencia la presencia de escalonamientos o fisuras de forma redondeada, y la inclinación de los postes que conforman la cerca. Inestabilidad del terreno Drenajes obstruidos 30 m Se presentan cunetas obstruidas por el material 51 Tabla 9. Formato de campo página 2 para el talud tendido k10+220 Fuente: elaboración propia, formato tomado de “formato de registro de daños segunda página”, Manual para Inspección Visual de Obras de Estabilización. 1 4 7 10 13 2 5 8 11 14 3 6 9 12 15 INSPECCIÓN DE TALUDES Y OBRAS DE CONTENCIÓN TOPOLOGÍA DE OBRAS Reconformación Muros de contrafuerte Muros de semigravedad Anclajes en suelo Suelo empernado La revegetación y postes inclinados a si como la presencia de fisuras como pliegues u escalones en el terreno es evidencia de un movimiento plástico continuo del suelo lo que se conoce como flujo, las berma y cuneta se encuentran bastante obstruidas. ESQUEMA OBSERVACIONES Muros en gavion Muros anclados Muros confinados o cribas Anclajes en roca Pilotes y caisons Muros en voladizo Muros de gravedad Tierra armada Pantallas ancladas Estructuras de retencion de rocas 52 Figura 39. Vista superior del talud Fuente: elaboración propia Figura 40. Vegetación inclinada Fuente: elaboración propia 53 5.2.1.ANÁLISIS DE CANTIDADES Y COSTOS En el tendido del talud se retiraron un total de 218,96 metros cúbicos de tierra, esta actividad se dividió en dos debido a la naturaleza del suelo la primera fue remoción de derrumbes y la segunda como excavación de material común seco, se separan por la dureza y compactación del suelo lo que hace necesario el cambio de equipo de trabajo. Tabla 10. Cantidades del tendido de talud Fuente: elaboración propia 5.2.2. EVALUACIÓN DEL TALUD El talud tendido presenta un desplazamiento continuo hacia la calzada, esto se detecta viendo la inclinación de la vegetación, además se puede apreciar una línea de falla predominante en el terreno aledaño a este, se pueden apreciar la formación de pliegues en forma de escalonamiento sobre el lote superior del talud y al costado de la carretera terciaria, estos pliegues se presentan debido a la dureza del suelo mejorado en la parte superior derecha. -Obstrucción de cuentas:la obstrucción de los elementos de evacuación de aguas se encuentra obstruidos por presencia de suelos con materia vegetal, lo que genera represamiento en este punto y podría estar causando daños a la estructura del pavimento por infiltración. -Obstrucción de berma: la berma como elemento de seguridad se ve afectada por la presencia de suelo proveniente del talud lo que genera inseguridad, en este punto la calzada presenta una recta de gran longitud lo que les permite a los vehículos aumentar la velocidad y al combinar estos dos factores se está presentando un punto inseguro sobre la vía. 5.2.3. RECOMENDACIONES Muro de gravedad: hacer un muro de gravedad tipo gavión de cuerpo con una longitud de 25 metros y que cuente con dos o tres niveles de altura, con el primer nivel ubicado por debajo de la capa de rodadura para generar mayor estabilidad. Drenajes al terreno: se recomienda hacer un sistema de drenes de perforación al suelo afectado a una distancia no mayor a 4 metros. Cunetas: realizar cunetas a la vía terciaria que se encuentra situada al costado superior de la falla, evitando la escorrentía de aguas hacia el talud. LARGO ANCHO ALTURA TOTAL UNIDAD COSTO UNITARIO COSTO TOTAL SOPORTE EXCAVACIÓN 4,7 28 0,6 78,96 m3 $ 7.137,04 563.540,68$ Ver acta 20 PDF pág. 213. REMOCIÓN DE DERRUMBES 140 m3 $ 4.687,78 656.289,20$ Ver acta 20 PDF pág. 404. TOTAL 1.219.829,88$ TENDIDO DE TALUD 54 5.3. TERRACEO DEL TALUD SITIO CRÍTICO K15+100 En este punto crítico la interventoría no autorizó ningún tipo de obra ya que el punto se encuentra terraceado con taludes a cinco metros y una berma intermedia de 2 metros y no representaba una amenaza para la vía. Figura 41. Ladera de roca sitio crítico k15+100 Fuente: elaboración propia Figura 42. Auscultación del talud Fuente: elaboración propia 55 Tabla 11. Formato de campo página 1 para el Talud terraceado k15+100 Fuente: elaboración propia, formato tomado de “formato de registro de daños primera página”, Manual para Inspección Visual de Obras de Estabilización. REGIONAL FECHA 5701 CONCESIÓN IDENTIFICACIÓN: 1.Ubicacion 2. Características de la obra PR inicial: k15+100 PR final Costado Derecho Longitud ESTABILIDAD DE TALUDES a. Tipo de movimiento Caída Volcamiento Rotacionales Plástico Traslacionales De Detritos De Lodos Obras N° de foto Drenajes obstruidos general Las cunetas se ven obstruidas por material que cae del muro inferior del talud y el crecimiento de vegetación sobre estas. San Gil - Charalá R e co n fo r- m ac ió n Obstrucción de bermas Flujos Inestabilidad del terreno Vegetación general El talud en sus dos secciones y berma intermedia presenta vegetación de tamaño mediano y alto, como arbustos y arboles. Drenajes insuficientes Fractura miento cada 0,5-2 metros El talud rocoso se presenta bastantes diaclasas estas se encuentran entre el metro y los dos metros tanto en sentido vertical como horizontal, se presenta pérdida de material de menor tamaño el cual cae a la cuneta y berma. Filtraciones Fisuras Grietas G e n e ra l Socavación Asentamientos Giros Desplome >20 cm Se presenta caída de rocas de la parte inferior del talud, estas son de tamaños considerables y al momento de su caída llegan hasta la berma generando inseguridad y obstrucción en la vía. Volcamiento Deslizamientos Flujos Longitud de la calzada afectada _________m OBRAS DE CONTENCIÓN Tipo de daño Dimensiones Observaciones Altura 5 m N° de Secciones 2 INSPECCIÓN DE TALUDES Y OBRAS DE CONTENCIÓN Santander 30/10/2020 NOMBRE DE LA VÍA NOMBRE DEL SECTOR SALIDA AL PARAMO CÓDIGO DE LA VÍA SECTOR DE ADMÓN. VIAL N° _____________ Tipo de obra N°. Otra: 56 Tabla 12. Formato de campo página 2 para el Talud terraceado k15+100 Fuente: elaboración propia, formato tomado de “formato de registro de daños segunda página”, Manual para Inspección Visual de Obras de Estabilización. 5.3.1.EVALUACIÓN DEL TALUD La ladera terraceada presenta caída de rocas con dimensiones considerables además las diaclasas muestran que puede llegar a caer material de mayor tamaño, la vegetación que se acumula en el borde de la calzada sobre el talud es útil para la erosión y pérdida de material, sin embargo, los árboles de gran tamaño que no tienen una cantidad de suelo adecuada para la fundación de sus raíces podrán caer poniendo en riesgo la seguridad de la vía. El talud cuenta con una zanja de coronación y un disipador escalonado para la recolección de las aguas de escorrentía provenientes de la montaña, estos se encuentran en buenas 1 4 7 10 13 2 5 8 11 14 3 6 9 12 15 ESQUEMA OBSERVACIONES El talud se encuentra terraceado, con presencia de vegetación boscosa, arboles, arbustos y pastos altos, el suelo que conforma la ladera esta fracturado por la presencia seguida de diaclasas, estas generan la caída de material sobre la cuneta de la vía, en la cuneta se observan rocas de un diámetro mayor los 25 centímetros y vegetación proveniente del talud tapando la en su totalidad. Muros en gavion Muros anclados Muros confinados o cribas Anclajes en roca Pilotes y caisons Muros en voladizo Muros de gravedad Tierra armada Pantallas ancladas Estructuras de retencion de rocas INSPECCIÓN DE TALUDES Y OBRAS DE CONTENCIÓN TOPOLOGÍA DE OBRAS Reconformación Muros de contrafuerte Muros de semigravedad Anclajes en suelo Suelo empernado 57 condiciones físicas sin embargo, la caída de material vegetal dentro de estos sistemas de drenaje puede ocasionar daños. - Obstrucción de cuentas: la cuneta presenta crecimiento de vegetación sobre el suelo depositado en ella por la ladera del talud, la vegetación es grande lo que obstruye el curso del agua generando estancamiento y transporte de sedimentos hacia la alcantarilla, esto representa un riesgo para la integridad física de la calzada y sus obras complementarias. 5.3.2. RECOMENDACIONES El talud se encuentra como describe el equipo consultor y debido a que no fue intervenido sigue presentando la caída de material a la vía, por lo que se sugiere seguir las recomendaciones del consultor e instalar una malla de alta resistencia con pernos anclados e incluir una capa de concreto lanzado para proteger el talud. Figura 43. Caída de material a la vía Fuente: elaboración propia 58 Figura 44. Vegetación en la ladera Fuente: elaboración propia Figura 45. Caída de material a la cuneta Fuente: elaboración propia 59 6. CONCLUSIONES Bajo la supervisión de la interventoría económica, técnica y administrativa ejecutada por el convenio 918 INVIAS – UPTC, se realizó un análisis de taludes y obras de contención de manera detallada basada en la información recopilada en los archivos de la institución, esta información permitió determinar las condiciones de cada uno de los puntos específicos analizados y partir de esta para hacer el cálculo de cantidades complementando con la ocultación física realizada en campo por el pasante. Dentro del proceso de interventoría se desarrolló la revisión técnica de las obras de contención, analizando las actas de cantidades, informes y verificando los datos pertenecientes a cada obra. El convenio 918 INVIAS – UPTC cuenta con toda la información necesaria para realizar un análisis detallado de las condiciones iniciales de la vía, por lo que es posible recoger, agrupar y clasificar los documentos que permiten diagnosticar la vía y su evolución. Los métodos y estructuras planteadas por el consultor enumerados en el capítulo 2.3, se implementaron a lo largo de todo el corredor vial, en casos en los que no se tenía planteada una estructura de contención el constructor implemento estos diseñoscon aprobación del interventor. El trabajo realizado en la práctica empresarial fue de importancia para el convenio ya que este permitió la recopilación de información secundaria y primaria relacionando las actividades del consultor, constructor y a su vez lo autorizado y pagado por la interventoría, haciendo un análisis de profundidad a las obras viales. La auscultación de taludes se ve afectada por el crecimiento excesivo de vegetación, además de las pocas herramientas con las que se contó en las visitas a campo debido al estado de pandemia que impedía la congregación de un grupo de trabajo mayor a dos personas, la falta de transporte y el cierre de oficinas, evitó contar con herramientas que facilitara los trabajos en la vía. 60 7.RECOMENDACIONES Realizar el seguimiento a los taludes y obras elaboradas en la vía ya que estas presentan un deterioro a lo largo del tiempo, este seguimiento permitirá conocer el período de vida útil de cada obra es especial de los taludes expuestos y muros en gavión ya que estos son más propensos a la erosión, corrosión, perdida de material y demás daños efectuados por todos los factores que intervienen en la vía. Realizar un posicionamiento de todas las obras con un sistema de información y referenciación geográfica sobre la calzada para conocer la ubicación exacta de cada obra, ya que en las actas de construcción se presentan obras referenciadas en un punto diferente al que fueron construidas, debido al error en la medición respecto al Punto de referencia más cercano. Hacer un inventario compacto de todas las obras que se encuentran sobre la calzada, el convenio cuenta con el realizado por el grupo de pasantes sin embargo en este solo se encuentran las obras construidas durante el período de rehabilitación y reconstrucción y no asocia las obras que se construyeron antes, estas también deben ser revisadas y evaluadas periódicamente. 61 BIBLIOGRAFÍA Das, B. M. León Cárdenas, J. (2012). Fundamentos de ingeniería de cimentaciones. Cengage Learning. Gonzales De Vallejo. L. (2002). Ingeniería geológica. Ilustre Colegio Oficial de Geólogos. Díaz Suárez, J. (1998). 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