Presentación en PDF - Servicio Geológico Colombiano

GUÍA METODOLÓGICA PARA ESTUDIOS DE
AMENAZA, VULNERABILIDAD Y RIESGOS
ESCALA DETALLADA
Dirección Técnica de Geoamenazas
Mayo de 2015
GUÍA METODOLÓGICA PARA ESTUDIOS DE AMENAZA,
VULNERABILIDAD Y RIESGO POR MOVIMIENTOS EN MASA.
1. GENERALIDADES.
2. ÁREA DE ESTUDIO E INFORMACIÓN
BÁSICA.
3. ANÁLISIS DE AMENAZA .
4.
ANÁLISIS DE VULNERABILIDAD.
5.
CÁLCULO DE RIESGO.
6. EVALUACIÓN DEL RIESGO.
7. CONTENIDO DEL INFORME,
PRESENTACIÓN Y PERSONAL
REQUERIDO.
CAPÍTULO UNO
GENERALIDADES
DECRETO 1807 DE 2014
ANÁLISIS DE LA AMENAZA
ANÁLISIS DE LA
VULNERABILIDAD
CÁLCULO Y EVALUACIÓN
CALCULO
EVALUACION
DEL RIESGO
DEL RIESGO
MARCO CONCEPTUAL
AMENAZA
VULNERABILIDAD
RIESGO
CAPÍTULO DOS
ÁREA DE ESTUDIO E INFORMACIÓN BÁSICA
Decreto 1807 de 2014
ESTUDIOS BÁSICOS DE AMENAZA
POR MOVIMIENTOS EN MASA
ESCALA 1:5.000
ÁREAS
URBANAS
Zona Urbana
Zona Suburbana y
periurbana
Zona de Expansión
ZONA DE
ESTUDIO
Zona de Estudio
Delimitada Escala
1:5.000
ESTUDIOS DETALLADOS DE
AMENAZA POR MOVIMIENTOS EN
MASA A ESCALA 1:2.000
ÁREAS
URBANAS
Zona Urbana
Zona Suburbana
Zona de Expansión
ZONAS DE
AMENAZA
Área amenaza ALTA
Área amenaza MEDIA
Área amenaza BAJA
ZONA DE
ESTUDIO
ESCALA 1:2.000
Zona de Estudio
Delimitada
Escala 1: 2.000
CAPÍTULO TRES
ANÁLISIS DE AMENAZA
Estudios Básicos Escala 1:5.000
FACTORES CONDICIONANTES
PROCESO DE ELABORACIÓN DE
ZONIFICACIÓN
1. INSUMOS BÁSICOS
2. TRABAJO DE CAMPO
IMÁGENES SATELITALES
3. INSUMOS FINALES
MAPA GEOLOGÍA PARA INGENIERÍA
SALIDA Y RECONOCIMIENTO
DE CAMPO
CARTOGRAFÍA BÁSICA
MAPA GEOMORFOLOGÍA
MAPA DE USO Y COBERTURA
LEYES Y NORMAS
UNIDADES DE GEOLOGÍA PARA INGENIERÍA.
PRODUCTO
ELEMENTOS GEOMORFOLÓGICOS.
COBERTURA Y USO DEL SUELO
PRODUCTO
Municipio de Cáqueza - Cundinamarca
EXPLORACIÓN BÁSICA DEL SUBSUELO Y ENSAYOS DE
LABORATORIO.
INVENTARIO DE MOVIMIENTOS EN MASA.
MODELO GEOLÓGICO GEOTÉCNICO.
Perfiles geológicos
Análisis de estabilidad
FACTORES DETONANTES.
ANÁLISIS SISMOLÓGICO
Ejemplo de curva de amenaza sísmica para una ciudad capital en Colombia.
(Tomada de AIS, 2009).
MODELACIÓN.
CLASIFICACIÓN DE LA AMENAZA DE UN TALUD ANTE
DESLIZAMIENTO.
Suelos
Rocas
Presentación
ZONIFICACIÓN Y MAPA DE AMENAZA
Zonificación de Amenaza por Movimientos en Masa del Municipio de Caqueza Cundinamarca.
ZONIFICACIÓN DETALLADA DE AMENAZA POR MOVIMIENTOS
EN MASA A ESCALA 1:2.000.
ZONIFICACIÓN DETALLADA DE AMENAZA
POR MOVIMIENTOS EN MASA A ESCALA
1:2.000.
ÁREAS
URBANAS
Zona Urbana
Zona Suburbana
Zona de Expansión
ZONAS DE
AMENAZA
Área amenaza ALTA
Área amenaza MEDIA
Área amenaza BAJA
ZONA DE
ESTUDIO
ESCALA 1:2000
Zona de Estudio
Delimitada
Escala 1: 2000
FACTORES CONDICIONANTES.
MODELO GEOLOGICO - GEOTECNICO.
MODELO GEOLOGICO GEOTECNICO ESCALA 1:2.000.
UNIDAD
GEOTECNICA
DESCRIPCION
PERFIL
PROFUNDIDAD BASE
(m)
CL1
w(%)=28.2
0.6
LL(%)=41,59
LP(%)=24,12
IP(%)=17,48
γ (T/m³) = 1,90
Lc = 10,74
Gs = 2,76
qu(Kg/cm²)=4,71
C'(Kg/cm²)=0,6
Φ(º)=15,7
CL2
w(%)=25.3
3.0
LL(%)=39,6
LP(%)=22,66
IP(%)=17,58
γ (T/m³) = 1,92
Lc = 14,02
Gs = 2,75
qu(Kg/cm²)=1,43
C'(Kg/cm²)=0,63
Φ(º)=30,4
Cc=0.26
Cr = 0.039
CL4
w(%)=22.9
9 a 10
LL(%)=35,43
LP(%)=20,743
IP(%)=15,00
γ (T/m³) = 1,87
Lc = 11,86
Gs = 2,71
qu(Kg/cm²)=1,88
C'(Kg/cm²)=0,30
Φ(º)=16,9
Cc=0.33
Cr = 0.045
SC
w(%)=20.9
12 a 15
LL(%)=34,54
LP(%)=19,65
IP(%)=14,89
γ (T/m³) = 1,87
Lc = 9,47
Gs = 2,74
CL6
w(%)=19.9
18 a 25
LL(%)=29,63
LP(%)=34,54
IP(%)=10,21
(T/m³) = 2,06
Lc = 11,84
Gs = 2,72
> 18 a 25
γ (T/m³) = 2,03
C'(Kg/cm²)=0,40
Φ(º)=20.9
0.8
LL(%)=54,32
LP(%)=25,88
IP(%)=28,44
γ (T/m3) = 1,88
Lc = 8,08
Gs = 2,67
qu(Kg/cm²)=1,74
C'(Kg/cm²)=0,30
Φ(º)=28,1
Cc=0.26
Cr = 0.033
2a 3
LL(%)=39,60
LP(%)=22,66
IP(%)=17,58
γ (T/m3) = 1,92
Lc = 14,02
Gs = 2,75
qu(Kg/cm²)=1,43
C'(Kg/cm²)=0,30
Φ(º)=30,4
Cc=0.26
Cr = 0.039
7a 9
LL(%)=35,20
LP(%)=18,73
IP(%)=16,66
γ (T/m3) = 2,08
Lc = 8,84
Gs = 2,78
qu(Kg/cm²)=6,21
C'(Kg/cm²)=0,20
Φ(º)=34,7
Cc=0.196
Cr = 0.034
15 a 19
LL(%)=29,63
LP(%)=19,42
IP(%)=10,21
γ (T/m3) = 20,6
Lc = 11,84
Gs = 2,72
qu(Kg/cm²)=1,38
C'(Kg/cm²)=0,20
Φ(º)=32,0
> 15 a 19
γ (T/m³) = 2,03
C'(Kg/cm²)=0,40
Φ(º)=20.9
Depósitos de granulometría fina a media, constituidos por intercalaciones de arcilla de color gris claro a oscuro y tonos amarillentos por
oxidación. El depósito de materiales arcillosos está compuesto por una capa superficial de arcilla (CL1) que alcanza los 0.6 metros de
profundidad, presentando una humedad baja y plasticidad media a baja con IP de 17.48%, este material presenta una resistencia alta a la
compresión simple en condición no drenada y resistencia alta en condición drenada con un peso unitario alto de 1.9 Ton/m³. Subyace bajo
ésta capa una arcilla con condiciones similares de plasticidad (CL2), sin embargo presenta una resistencia menor en condición no
drenada, reduciendo su resistencia a 1,43 Kg/cm², sin embargo su resistencia aumenta un poco en condición no drenada, aumentando el
valor del ángulo de fricción de 15,7 a 30,4°; ésta capa alcanza una profundidad de 3,0 m por debajo de la superficie del terreno. Bajo estas
dos capas duras se presenta una arcilla (CL4) hasta aproximadamente los 10 metros de profunidad con resistencia a la compresión
simple que conserva los valores de la capa sobreyaciente y resistencia alta en condición drenada con ángulo de fricción de 16,9°.
Finalmente se presenta una delgada capa de arena arcillosa (SC) de 3 a 5 m de espesor de humedad baja presentando la fracción fina un
comportamiento poco plástico. Por debajo de estas capas se presenta nuevamente una arcilla (CL6) de humedad y plasticidad bajas y
resistencia a la compresión simple menor que los estratos anteriroes, con valores en compresión simple de 1,38 Kg/cm². Infrayaciendo las
CL
capas arcillosas se encuentra la Formación Trincheras, constituidas por lutitas y lodolitas calcáreas de color gris oscuro e intensamente
fracturadas por tectonismo. En condición crítica a corto plazo se espera una capacidad portante mínima de 50 ton/m² lo que dá un FS para
cargas esperadas de 10 Ton/m² por vivienda mayor a 3.0; sin embargo, los asentamientos probables para este nivel de carga pueden
llegar a 6.0 cm en la capa superficial, lo que puede generar daños estructurales y agrietamientos en viviendas por asentamientos
diferenciales producto de la variación en los pesos de las mismas. Estos materiales presentan una resistencia al corte que disminuye en
PARAMETROS GEOTECNICOS
profundidad y pueden presentar un comportamiento contráctil con agrietamientos y presencia de una capa dura en superficie en época de
verano. Aunque no se presentan evidencias contundentes de potencial de expansión, la presencia de suelos de menor consistencia y
mayor deformación en profundidad genera problemas de deformaciones importantes en condiciones de humedecimiento secado
continuos, especialmente en viviendas de mayor vulnerabilidad física. En el sector aledaño a la Vía Nacional, correspondiente a la unidad
geológica superficial "Stcoa", se tiene un FS=1.14 ante falla de tipo rotacional involucrando los niveles de arcillas CL1 y CL2 para
γ
qu(Kg/cm²)=1,38
C'(Kg/cm²)=0,20
Φ(º)=32
condiciones saturadas, el cual aumenta a un FS=0.78 al considerar la fuerza sísmica; lo anterior, califica estas zonas como de amenaza
alta por movimientos en masa. Por otro lado, las zonas identificadas con color amarillo presentan una amenaza media ante falla de tipo Roca Blanda
CH-CL
traslacional local que involucran igualmente los niveles de arcillas CL1 y CL2 para condiciones saturadas con o sin sismo.
Depósitos de granulometría fina a media, constituidos por intercalaciones de arcilla de color gris oscuro a negro y presencia de betas
amarillentas por oxidación. El depósito de materiales arcillosos está compuesto por una capa superficial de arcilla (CH) que alcanza los
CH
0.8 metros de profundidad, presentando una humedad baja y plasticidad media con IP de 28.44%, este material presenta una resistencia w(%)=24.3
media a alta a la compresión simple en condición no drenada ( 1.74 Kg/cm²) y resistencia media a alta en condición drenada con un peso
unitario alto de 1.88 Ton/m³. Subyace bajo ésta capa una arcilla de menor plasticidad (CL2), presentando una resistencia menor en
condición no drenada reduciendo su resistencia a 1.43 Kg/cm², sin embargo conserva una resistencia similar a la capa sobreyaciente en
condición dreanada con un valor de angulo de fricción de 30.4°, ésta capa alcanza una profundidad de 2.0 a 3.0 m por debajo de la
CL2
superficie del terreno. Bajo estas dos capas duras se presenta una arcilla CL3 hasta aproximadamente los 9 metros de profundidad con
w(%)=25.3
resistencia a la compresión simple que aumenta convirtiéndose en muy alta, con valores de 6.2 Kg/cm² y resistencia alta en condición
drenada con angulo de fricción de 34.7°. Por debajo de estas capas se presenta una arcilla CL6 de humedad y plasticidad bajas y
resistencia a la compresión simple menor que los estratos anteriroes, con valores en compresión simple de 1.38 Kg/cm². Infrayaciendo las
capas arcillosas se encuentra la Formación Trincheras, constituidas por lutitas y lodolitas calcáreas de color gris oscuro e intensamente
CL3
fracturadas por tectonismo. En condición crítica a corto plazo se espera una capacidad portante mínima de 20 ton/m² lo que dá un FS para
w(%)=20.8
cargas esperadas de 10 Ton/m² por vivienda mayor a 2.5; sin embargo, los asentamientos probables para este nivel de carga pueden
llegar a 5.0 cm en la capa superficial, lo que puede generar daños estructurales y agrietamientos en viviendas por asentamientos
diferenciales producto de la variación en los pesos de las mismas. Estos materiales presentan una resistencia al corte que disminuye en
profundidad y pueden presentar un comportamiento contráctil con agrietamientos y presencia de una capa dura en superficie en época de
CL6
verano. Se presentan evidencias de potencial de expansión que junto con la presencia de suelos de menor consistencia y mayor
deformación en profundidad, genera problemas de deformaciones severas en condiciones de humedecimiento secado continuos, w(%)=19.9
especialmente en viviendas de mayor vulnerabilidad física. Se esperarían menores deformaciones diferenciales en esta zona, sin embargo
la diferencia en comportamiento en deformación entre las dos zonas es mínima. Según los análisis de estabilidad realizados, esta zona
presenta amenaza baja ante falla de tipo rotacional. Por otro lado, se identifican esporádicas zonas identificadas con color amarillo que
Roca Blanda
presentan una amenaza media ante falla de tipo traslacional local que involucran los niveles de arcillas CH y CL2 para condiciones
saturadas con o sin sismo.
Zonificación Geotécnica del barrio San Jorge, Municipio de Villeta, Cundinamarca.
Análisis del modelo geológico - geotécnico, de la ladera del barrio San Jorge, Villeta Cundinamarca .
MODELACIÓN EN CALCULO DE PROBABILIDAD DE FALLA.
ZONIFICACIÓN DE LA AMENAZA.
PROBABILIDAD DE FALLA
Representación de los pesos asignados a los resultados de la función de
comportamiento. Tomado de (Russelli, 2008).
CLASIFICACIÓN DE LA AMENAZA EN FUNCIÓN DE LA
PROBABILIDAD ANUAL DE FALLA.
CARACTERIZACIÓN DE LA AMENAZA.
MAGNITUD.
B
Wr
Lc
A
Wd
L
A
Ld
Lr
Dr
Dd
B
Función del volumen de la masa deslizante.
DISTANCIA DE VIAJE.
Área de Fuente
ψ
Ápice Talud
α
H
Bloque más
alejado
H1
β
Pie Talud
L
γ
Por métodos Geométricos
INTENSIDAD
Función de la Amenaza.
CAPÍTULO CUATRO
ANÁLISIS DE VULNERABILIDAD.
ÁREA DE ESTUDIO DE
VULNERABILIDAD.
EVALUACIÓN DE VULNERABILIDAD
•
Identificación y localización de los elementos expuestos
•
Caracterización de elementos expuestos: exposición y
fragilidad.
•
Tipos de daño o efectos esperados como resultado de los
escenarios de vulnerabilidad
•
Zonificación de la vulnerabilidad.
ELEMENTOS EXPUESTOS
ELEMENTOS EXPUESTOS
CAPÍTULO CUATRO
ANÁLISIS DE VULNERABILIDAD
DIAGNÓSTICO ESTRUCTURAL E
INSPECCIÓN VISUAL
TIPOLOGÍA
EXPOSICIÓN DE LOS ELEMENTOS ANTE UN
DESLIZAMIENTO
NIVELES DE FRAGILIDAD
CAPÍTULO CUATRO
ANÁLISIS DE VULNERABILIDAD
MOVIMIENTO RÁPIDO
Caída de Rocas
Flujo de lodos
MOVIMIENTO LENTO
Escarpe Principal de
deslizamiento Rotacional
Reptación de Suelos
CAPÍTULO CUATRO
ANÁLISIS DE VULNERABILIDAD
CAPÍTULO CINCO
CÁLCULO DEL RIESGO
Rs P(Hi) * V * E
=
Donde, Rs = riesgo específico o grado de pérdidas esperadas
P(Hi) = Amenaza o probabilidad de ocurrencia de un movimiento en masa con una
magnitud o intensidad especifica en u n tiempo y área específicos
V = vulnerabilidad del elemento expuesto
E = valor total o costo de los elementos físicos expuestos ó
máximo número de personas expuestas
PÉRDIDAS ECONÓMICAS
Bienes físicos
Para el caso de la guía se tiene en cuenta:
• Valor comercial por unidad de área del terreno (valor unitario
del m2 de terreno)
• Valor comercial por unidad de área de la construcción (valor
unitario del m2 de construcción)
• Actividad comercial o industrial
• Producto interno por sectores
• Estadísticas de transporte y comercio interno para vías
• Cubrimiento de servicios públicos
• Número de usuarios de servicios públicos
• Usuarios del sector salud
• Estrato socioeconómico (por manzanas)
Para personas ocupando edificaciones:
• Población total
• Población laboral
• Empleados de sectores comerciales o industriales y
públicos
• Estudiantes por planteles educativos
• Distribución de la densidad poblacional por m2 de
construcción, por manzana
• Distribución de la densidad de la población por m2 de
terreno por manzana,
• Densidad poblacional por manzana (hab/km2)
CAPÍTULO SEIS
EVALUACIÓN DEL RIESGO
Esquema metodológico para la evaluación de riesgo
ESTIMACIÓN DEL COSTO APROXIMADO DE DAÑO
EVALUACIÓN DEL RIESGO
Esquema metodológico para la evaluación de riesgo
CRITERIOS DE AFECTACIÓN DE PERSONAS
CAPÍTULO SEIS
EVALUACIÓN DEL RIESGO
Esquema metodológico para la evaluación de riesgo
CATEGORIZACIÓN DEL RIESGO DE BIENES
FÍSICOS
CAPÍTULO SEIS
EVALUACIÓN DEL RIESGO
Esquema metodológico para la evaluación de riesgo
RIESGO TOTAL
DESCRIPCIÓN DE LAS CATEGORÍAS DE RIESGO TOTAL
CAPÍTULO SEIS
EVALUACIÓN DEL RIESGO
Esquema metodológico para la evaluación de riesgo
MEDIDAS DE INTERVENCIÓN
MEDIDAS DE INTERVENCIÓN Y CATEGORÍAS
DEL RIESGO
CAPÍTULO SEIS
EVALUACIÓN DEL RIESGO
Esquema metodológico para la evaluación de riesgo
RIESGO NO MITIGABLE
RIESGO MITIGABLE
MEDIDAS DE MITIGACIÓN
REUBICACIÓN
ESTRUCTURAL
ZONIFICACIÓN FINAL DEL RIESGO
CAPÍTULO SIETE
CONTENIDO DEL INFORME
MAPAS Y ANEXOS
•
•
•
•
•
•
•
Mapa de elementos geomorfológicos a escalas 1:5.000 y
1:2.000
Mapa de geología para ingeniería a escalas 1:5.000 y 1:2.000
Mapa de cobertura y uso del suelo a escalas 1:5.000
Mapa de zonificación geotécnica a escalas 1:5.000 y 1:2000
Mapa de zonificación de amenaza a escalas 1:5.000 y 1:2000
Mapa de zonificación de vulnerabilidad a escala 1:2.000
Zonificación de riesgo a escala 1:2.000
PERFIL DE LOS PROFESIONALES
ACTIVIDAD
PROFESIONAL
GEOLOGIA
GEOMORFOLOGIA
HIDROGEOLOGIA
Geólogo o Ingeniero Geólogo
CUANTIFICACIÓN DE LA
VULNERABILIDAD
Ingeniero Geólogo o Ingeniero Civil
MEDIDAS NO ESTRUCTURALES Ingeniero, Ciencias Sociales,
Ciencias Políticas, Administración,
DE REDUCCIÓN DEL RIESGO
Arquitectos y afines ,.
SUPERVISION DE DISEÑO DE
OBRAS
Ingeniero Civil
Posgrado en estructuras o
Geotecnia
GRACIAS
www.sgc.gov.co