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CONSULTORES GEOTECNICOS
PROYECTO
HOMECENTER
- SODIMAC
INFORME GEOTECNICO
CHILLAN
ANÁILISIS DE ESTABILIDAD DE TALUDES DE
CORTE Y MEDIDAS CORRECTORAS
Dm 63500 – 101160
TRAMO TRES PINOS - ACCESO NORTE A CORONEL
CONCESIÓN RUTA 160
SOLICITADO POR:
ACCIONA CHILE
DICIEMBRE 2012
INFORME Nº 3306-ING-SGC-734/2012
Dr. Roberto del Río 1245 Santiago-Chile
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MEMORANDUM Nº ING-SGC-734/2012
A
:
Sr. Patricio Bustamante
(Acciona Chile)
De :
Sr. Pedro Ortigosa
Sr. Claudio Martínez
(Petrus)
(Petrus)
Ref.:
Proyecto Concesión Ruta 160. Coronel – Tres Pinos.
Mat.:
Informe Geotécnico: Análisis de Estabilidad de Taludes
de Corte. Tramo Dm 63.500 a 101.160
Fecha:
11.12.2012.
De nuestra consideración:
Adjuntamos el informe Geotécnico para la materia de la referencia del
proyecto Concesión Ruta 160.
Quedando a vuestra disposición para atender cualquier consulta relativa al
presente envío, saluda atentamente a Ud.,
Ing. Pedro Ortigosa de Pablo
Gerente Técnico
CMH/saf
Dr. Roberto del Río 1245 Santiago-Chile
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CONTENIDO
1.
INTRODUCCIÓN
2.
GEOLOGÍA DEL TRAZADO
3.
2.1
Marco geológico
2.2
Sectorización geológico-geotécnica del trazado
CARACTERIZACIÓN GEOTÉCNICA DE LOS MATERIALES DE TALUDES
DE CORTE
4.
3.1
Capa vegetal y suelos limo arcillosos color marón oscuro
3.2
Gravas en matriz limo arenosa
3.3
Arenas limpias
3.4
Arenas limosas color anaranjado
3.5
Limos arcillosos colores marrones y anaranjados
3.6
Arcillas y lutitas grises
3.7
Pizarras, areniscas y esquistos
3.8
Resumen de parámetros geotécnicos
DESCRIPCIÓN DEL TIPO DE INESTABILIDADES OBSERVADAS EN LOS
TALUDES DE CORTE
4.1
Roturas en roca a favor de discontinuidades: falla tipo cuña
4.2
Roturas rotacionales superficiales en cortes de roca muy fracturada
4.3
Roturas
en
suelos
residuales a través de discontinuidades
heredadas
4.4
Roturas rotacionales de suelos
4.5
Erosión interna o externa en suelos por circulación de agua
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5.
DESCRIPCIÓN
DE
LAS
SOLUCIONES
TIPO
ESTABILIZACIÓN
PROPUESTAS
5.1
Elementos de drenaje y evacuación de aguas de escorrentía
5.1.1 Elementos de evacuación
5.1.2 Elementos de drenaje
5.2
Revegetación y protección contra la erosión
5.2.1 Revegetación o Hidrosiembra
5.2.2 Protección con mantas o mallas de geosintéticos
5.2.3 Protección con escollera
6.
5.3
Restauración con escollera de zonas deslizadas
5.4
Correcciones geométricas y retaluzados
5.5
Gaviones al pie y restitución de geometría con relleno granular
5.6
Malla metálica y pernos
ANÁLISIS DE INESTABILIDADES Y SOLUCIONES PROPUESTAS
FIGURAS:
ANEXO:
1 a 18
DETALLES
DEL
ANÁLISIS
DE
TALUDES
Y
SOLUCIONES
PROPUESTAS
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1.
INTRODUCCIÓN
Con motivo del proyecto de construcción de la Concesión Ruta 160 entre el
Acceso Norte a Coronel y Tres Pinos, la empresa Acciona Chile solicitó a
Petrus el estudio geotécnico a los taludes de corte ejecutados hasta
Noviembre de 2012 entre el Dm 63500 y Dm 101160.
Según se ha comprobado en las visitas realizadas a la obra de la Ruta 160
por Petrus en conjunto con miembros del departamento de Geotecnia de la
Dirección Técnica de Acciona Infraestructuras, durante el año 2012, que
existen taludes de corte con problemas de deslizamientos que requieren
soluciones correctoras.
La casuística de inestabilidades sistemáticas en un porcentaje elevado de
los cortes observados requerirá de un enfoque global, para lo cual se
elabora este informe que pretende abarcar el análisis, primero de todos los
taludes los inestables, y a continuación, de aquellos que si bien, no
presentan roturas todavía, podrían presentarla a futuro, desde una
caracterización geotécnica general y un análisis de roturas, para dar
soluciones generales y particulares en cada caso. Finalmente también se
tratará de proponer pautas para que los cortes que aún quedan por
ejecutar, se ejecuten con medidas que minimicen el riesgo de
inestabilidades.
En el Anexo del presente informe se detalla el análisis de estabilidad de los
taludes de corte que permiten obtener las medidas correctoras propuestas.
Estos análisis complementan los entregados en informes anteriores.
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2.
GEOLOGÍA DEL TRAZADO
2.1
Marco geológico
El trazado de la Ruta 160 se ha insertado en la Fig. 1 donde se representa
una síntesis de los distintos mapas geológicos a escala 1:250.000
elaborados por el Instituto de Investigaciones Geológicas, por los que
atraviesa la traza: hoja Concepción, hoja Los Ángeles-Angol, y hoja AraucoLebu.
De acuerdo con esta información, en el área de estudio afloran rocas
metamórficas asignadas al Paleozoico, rocas sedimentarias y volcánicas,
marinas y/o continentales del Mesozoico-Cenozoico y sedimentos no
consolidados del Cenozoico.
El basamento metamórfico del Paleozoico Superior, denominado Serie
Oriental o unidad Pz4b en la cartografía geológica regional, está constituido
por metagrauwacas, filitas, rocas córneas y gneises asociadas a
granitoides. También se encuentran en la región, rocas del CarboníferoPérmico (CPg) pertenecientes a un batolito de granitos, granodioritas,
tonalitas y dioritas.
La Formación Santa Juana se encuentra representada por conglomerados,
areniscas y lutitas continentales de Triásico, Tr2c. Además se encuentran
secuencias sedimentarias de areniscas y arcillolitas marinas de la
Formación Santa Juana, Tr1c, también del Triásico.
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Conglomerados de cantos rodados y areniscas de la Formación Quiriquina,
Ks1m, del Jurásico-Cretácico se encuentran al oriente del trazado
proyectado.
Las Formaciones Curanilahue y Boca Lebu del Paleoceno-Eoceno (PE1)
presentan
secuencias
sedimentarias
marinas
y
transicionales
(continentales) de areniscas, limolitas y mantos de carbón. La Formación
Curanilahue se encuentra parcialmente cubierta, en discordancia de
erosión y levemente angular, por mantos de arenas cuarcíferas del
Cuaternario.
Sobre estas formaciones se localizan unas secuencias sedimentarias
marinas de areniscas, lutitas y limolitas con flora fósil de la Formación
Millongue del Eoceno superior (E1m).
La Formación Trihueco del Eoceno (E1c) constituida por areniscas con
intercalaciones de lutitas y mantos de carbón constituyendo secuencias
sedimentarias continentales. Esta Formación afloraría principalmente en la
zona de Coronel, Bypass de Laraquete, entorno del puente Pilpilco y
estructuras de Curanilahue.
La secuencia continúa con unas areniscas tobáceas y limolitas marinas de
la Formación Navidad del Mioceno (unidad Mn), las cuales se encuentran
en la península de Arauco.
La Formación Tubul del Plioceno (unidad Pt) constituida por areniscas y
limonitas marinas se presenta aflorando en Arauco pero no se detecta en el
trazado estudiado. En cambio las areniscas, arcillolitas y limolitas marinas
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de la unidad Paa, también del Plioceno si se encuentran afectadas por el
trazado.
Por último se detectan de manera general en varias zonas del trazado
depósitos litorales o terrazas marinas de arenas y gravas de playas
actuales del Pleistoceno-Holoceno, (unidad Qm), los cuales se sitúan sobre
las unidades de las formaciones mas antiguas.
2.2
Sectorización geológico-geotécnica del trazado
Con la información de los antecedentes detallados en el capitulo anterior,
de las visitas a terreno realizadas durante la campaña de exploración y
construcción por profesionales de PETRUS y de la prospección efectuada
para las estructuras, terraplenes y cortes se obtiene la sectorización
siguiente:
P.K. 14+300 – 21+000
En esta zona el terreno es muy llano y está constituido por depósitos
cuaternarios de tipo litoral (unidad Qm), formados por arenas finas a
gruesas, con escasa matriz. Son suelos de baja compacidad y su potencia
supera los 10 m.
El nivel freático se sitúa superficial, en general a menos de 2 m de
profundidad,
pudiendo
desarrollarse
amplias
extensiones
de
encharcamiento o inundación en época de lluvias.
P.K. 21+000 – 22+850
El trazado en este tramo se sitúa en una zona en la que alternan relieves
donde afloran areniscas grises y arcillas anaranjadas de la unidad E1c y
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zonas deprimidas o de vaguadas recubiertas por depósitos cuaternarios de
tipo arenoso o areno-arcilloso (Qm y Qf).
P.K. 22+850 – 24+000
En este tramo la traza se vuelve a situar sobre depósitos cuaternarios de
tipo litoral, de composición arenosa, que recubren el sustrato terciario.
P.K. 24+000 – 27+300
El trazado se desarrolla muy cerca de la costa, afectando tanto a materiales
terciarios de la unidad E1c (areniscas, limolitas y arcillas) como a suelos
cuaternarios de litoral y playa. Los primeros afloran en los relieves que
aparecen entre el P.K. 25+000 y 26+400, mientras que en el tramo 26+400
– 27+300 la traza se sitúa en la zona de transición entre depósitos de playa
(Playa Blanca) y los relieves terciarios.
P.K. 27+300 – 33+700. By-pass de Lota
En este by-pass se pueden diferenciar distintas zonas, ya que el trazado
pasa desde la costa, con sus depósitos cuaternarios, hasta la zona elevada
constituida por sustrato paleozoico (pizarras, filitas y grauvacas). En
general pueden distinguirse los siguientes tramos:
P.K. 27+300 27+850: el enlace del Acceso Norte a Lota se sitúa sobre una
zona deprimida y posiblemente inundable en épocas lluviosas, ocupada por
suelos cuaternarios de tipo litoral (arenas fundamentalmente). En esta zona
se proyectan terraplenes de altura importante.
P.K. 27+850 – 30+500: el trazado se desarrolla con sucesivos rellenos,
desmontes, y tramos a media-ladera de alturas importantes. Se observan
materiales terciarios constituidos por arcillas y limos anaranjados con
intercalaciones areniscosas y de lutitas grises (unidad E1c).
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P.K.30+500 – 33+700: aproximadamente en el P.K.30+500 la traza
empieza a afectar a filitas y pizarras de la denominada Serie Oriental
(Pz4b, Paleozoico). Las pizarras y filitas presentan un elevado grado de
meteorización (IV-V), apareciendo en algunas zonas importantes espesores
de suelos residuales de tipo limoso y color marrón procedentes de la total
alteración del sustrato rocoso. La estructura de la roca presenta una
importante fracturación y una esquistosidad a veces bastante replegada.
P.K. 33+700 – 35+200. Colcura
Tramo de trazado sobre una zona deprimida formada por suelos
cuaternarios de tipo litoral (Qm), procedentes de la vaguada que
desemboca en esta zona y de la línea de costa, en los que se han
reconocido más de 20 m de potencia de arenas, limos y arcillas con restos
de materia orgánica recubriendo el sustrato paleozoico profundo.
P.K. 35+200 – 44+500 (aprox.) Colcura – Laraquete
La zona se caracteriza por un fuerte relieve desarrollado en terrenos
constituidos por pizarras y grauvacas paleozoicas, con excepción del tramo
entre el P.K.41+200 y 42+500, donde la traza cruza el valle del río
Chivilingo y la playa que se genera en la desembocadura de éste en el mar.
Se aprecia de forma general el afloramiento de pizarras y esquistos con
intercalaciones
de
areniscas
de
tipo
grauváquico.
El
grado
de
meteorización es medio – alto (grado IV-III) y la estructura general se
presenta con buzamientos bajos (inferiores a 50º) hacia el Este y Sureste
mayoritariamente, aunque en zonas de repliegues esta tendencia puede
verse alterada.
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By-pass de Laraquete
P.K. 51+000 – 51+300. Desmontes antes de Laraquete: en esta zona se
localiza el contacto entre pizarras paleozoicas y materiales terciarios
(arcillas, limolitas y areniscas anaranjadas y grises de la unidad E1c).
P.K. 51+300 – 55+000: la mayor parte del trazado del by-pass de
Laraquete se desarrolla sobre una zona de llanura litoral y marismas
costeras (unidad Qm) al inicio de la cual se sitúa el cauce del río Cruces
justo antes de su desembocadura. Estos terrenos están constituidos por
sedimentos cuaternarios de tipo principalmente arenoso en los que pueden
aparecer niveles de grava, más frecuentes junto al río Cruces, y niveles
limoarcillosos con materia orgánica.
Tramo Laraquete – Ramadillas (desde P.K. 55+000 – hasta cruce del
río Ramadillas)
Desde Laraquete hasta Ramadillas, el trazado de la Ruta 160 describe una
larga recta sobre una zona de llanura litoral en la que pueden apreciarse
zonas inundables y humedales, así como numerosos meandros y antiguos
cauces abandonados de los ríos Conumo y Ramadillas, cuyos cauces
actuales se cruzan en el P.K.65+600 del Proyecto Laraquete – Ramadillas,
y 62+900 del tramo Ramadillas – Curanilahue, respectivamente.
En esta zona hay materiales cuaternarios de tipo aluvial y costero
compuestos mayoritariamente por sedimentos arenosos y limosos con
posibilidad de encontrar niveles ricos en materia orgánica. El nivel freático
se encuentra a poca profundidad, llegando a presentarse en superficie en
algunas zonas durante las épocas lluviosas.
Antes de cruzar el cauce del Conumo, entre el P.K.65+000 – 65+300,
aparece un resalte topográfico constituido por materiales terciarios de la
unidad E1c.
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Tramo Ramadillas – Tres Pinos
Todo el tramo final del trazado de estudio se caracteriza por la presencia en
superficie de materiales de edad terciaria constituidos por areniscas,
limolitas y lutitas de las unidades E1c, E1m y Paa, recubiertos en algunas
zonas por depósitos cuaternarios de tipo mayoritariamente limo-arcilloso
(limos pardos, rojizos y anaranjados) o por importantes espesores de
suelos residuales o de alteración del propio sustrato terciario.
Los principales cursos fluviales que cruzan el trazado en esta zona final son
los ríos Curanilahue (P.K.82+800) y Trongol (P.K.. 94+600).
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3.
CARACTERIZACIÓN
GEOTÉCNICA
DE
LOS
MATERIALES
DE
TALUDES DE CORTE
A lo largo del trazado y de acuerdo con la diferenciación geológica de los
materiales presentes, se interviene una serie de unidades litológicas, las
cuales
presentan
características
geotécnicas
y
comportamientos
geotécnicos diferenciables. A continuación se analizan las características
de las siguientes unidades afectadas principalmente en los cortes
ejecutados durante la construcción de la Ruta 160:
Unidad geotécnica
Correspondencia geológica
Tierra vegetal y limos-arcillas marrón
oscuro
Cuaternarios
Gravas en matriz limoarenosa
Arenas limpias
Plioceno-Eoceno. Pasadas arenosas de las Formaciones Paa y E1c
Arenas limosas naranjas
Limos arcillosos marrones-anaranjados
Eoceno. Pasadas limosas de las formaciones E1c y E1m
Arcillas y lutitas grises
Eoceno. Pasadas de arcillas y lutitas de las formaciones E1c y E1m
Pizarras, areniscas y esquistos
Paleozoico. Formación Pz4b
3.1
Capa vegetal y suelos limo arcillosos color marón oscuro
Como se muestra en la Fig. 2 los suelos color marrón oscuro se localizan
en la superficie de casi todos los cortes de la obra, con espesores que no
suelen superar los 3-4 m. Soportan la cubierta vegetal y en general se
trata de materiales cohesivos con cierto contenido en materia orgánica. Su
capacidad portante es baja así como su resistencia al corte.
En base a la información geotécnica disponible, la experiencia en obras
con materiales similares y el comportamiento observado en la obra y
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reproducido en análisis retrospectivos, se estiman unos parámetros de
corte de:
• Peso Unitario = 1,8 t/m3
• Cohesión efectiva = 5-10 KPa
• Fricción efectiva = 25º
3.2
Gravas en matriz limo arenosa
Son materiales aluviales de naturaleza granular, que se localizan en las
terrazas de los diferentes ríos y arroyos que son cruzados por la vía, con
espesores del orden métrico, y rara vez superiores a los 3-4 m. En general
abundan más en los tramos 3 y 4 de la Ruta, en los cruces de los ríos de
la zona de Curanilahue y Trongol. Pueden aparecer imbricados con otras
capas de naturaleza arenosa o cohesiva, y con perfiles serpenteantes.
Se trata de materiales de buenas características geotécnicas, cuyo uso es
idóneo para la construcción de terraplenes. Sin embargo, su aparición en
cortes puede resultar problemática, puesto que pueden almacenar flujos
de agua que al ser cortados por las excavaciones provoquen la
humectación e incluso saturación de los materiales inferiores, generando
caídas ulteriores del corte. Un fenómeno similar a este es el que se estaría
produciendo en el corte de Trongol (ver Fig. 3).
En base a la información geotécnica disponible, la experiencia en obras
con materiales similares y el comportamiento observado en la obra, se
estiman unos parámetros de corte de:
•
Peso Unitario = 2,1 t/m3
•
Cohesión efectiva = 0 KPa
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•
3.3
Fricción efectiva = 35º
Arenas limpias
Se trata de materiales arenosos de origen marino. Son arenas muy
limpias, sin casi finos, que pueden presentar cierta cohesión al ser
excavadas debido a la humedad (succión), pero que progresivamente,
bien en época seca al perder la humedad, bien en época lluviosa al
saturarse, la pierden, quedando su resistencia al corte únicamente ligada
al sumando friccional.
Se localizan, especialmente, en el final de tramo II y en todo el tramo III,
desde el Dm 43000 (como cimiento de los terraplenes) y en los cortes
localizados
desde
Ramadillas
hasta
prácticamente
el
enlace
de
Curanilahue.
Son materiales que presentan excelentes características geotécnicas para
ser empleados en la formación de terraplenes, pero cuya aparición en
cortes, puede resultar problemática, debido a la pérdida de cohesión
progresiva, erosión eólica y por escorrentía y por poder saturarse en el
contacto sobre materiales impermeables. Una casuística de este tipo sería
la que se está presentando en el talud de corte Dm 71900 (Fig. 4).
En base a la información geotécnica disponible, la experiencia en obras
con materiales similares y el comportamiento observado en la obra y
reproducido en análisis retrospectivos, se estiman unos parámetros de
corte de:
•
Peso Unitario = 1,8 t/m
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•
Cohesión efectiva = 0-5 KPa
•
Fricción efectiva = 31-33º
De esta forma, se trata de materiales, que cortados al 1H:1V, estarían
presentando, a largo plazo, de entrada, coeficientes de seguridad de en
torno a 1, por lo que en caso de no protegerse, deberán tenderse, de
forma generalizada al 3H:2V.
3.4
Arenas limosas color anaranjado
Se trata de materiales areno-limosos, generalmente con menos de 40%
de contenido en finos, y que a menudo presentan cierto grado de
cohesión e incluso de litificación. Se podrían clasificar como materiales
eluviales procedentes de la meteorización de las areniscas. Su espesor es
superior a la decena de metros en mucho de los cortes visitados, y suele
aparecer relacionado con otras de las formaciones aquí recogidas
(generalmente las arcillas o lutitas grises).
Se localizan de forma general a lo largo de toda la obra, aunque
especialmente se afectarán tanto en la variante de Lota (Fig. 5), como los
desmontes del tramo IV, situándose por encima de materiales arcillosos y
lutíticos de colores grises o limoarcillosos marrones.
Son materiales que presentan, en general, buenas características
geotécnicas, tanto para ser empleados en la formación de terraplenes
como en su comportamiento en los cortes, aunque el contenido en agua
que presenten, puede dificultar o impedir su empleo.
En el caso concreto de los cortes, si el material se sitúa sobre materiales
impermeables, como pueden ser arcillas limosas marrones o lutitas o
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arcillas grises, puede presentar excesos de humedad o incluso saturarse,
en cuyo caso sus propiedades geomecánicas pueden verse mermadas y
llegar a presentar problemas de estabilidad.
En base a la información geotécnica disponible, la experiencia en obras
con materiales similares y el comportamiento observado en la obra y
reproducido en análisis retrospectivos, se estiman unos parámetros de
corte de:
•
Peso Unitario = 2,1 t/m3
•
Cohesión efectiva = 25 KPa
•
Fricción efectiva = 33-35º
En caso de saturación es previsible que pierdan gran parte del valor de la
cohesión estimado.
3.5
Limos arcillosos colores marrones y anaranjados
Se trata de materiales limo arcillosos y arcillo limosos, de color marrón. Se
localizan en general asociados a los materiales arenosos naranjas
descritos anteriormente. Especialmente se presentan en el inicio de la
variante de Lota (Fig.6), así como hacia el final de la obra, en los últimos
kilómetros del tramo IV.
Son materiales que presentan, en general, características geotécnicas
medias en estado seco, pero malas cuando presentan excesos de
humedad, tanto para su empleo en la formación de terraplenes como en
su comportamiento en los cortes.
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Dado su carácter cohesivo son zonas potenciales donde puede
acumularse el agua, y el aumento de la humedad producir inestabilidades
en dichos materiales.
En base a la información geotécnica disponible, la experiencia en obras
con materiales similares y el comportamiento observado en la obra y
reproducido en análisis retrospectivos, se estiman unos parámetros de
corte de:
•
Peso Unitario = 1,9 t/m3
•
Cohesión efectiva = 10-20 KPa
•
Fricción efectiva = 27-29º
En caso de saturación es previsible que pierdan parte del valor de la
cohesión estimado.
En este caso, se ha realizado un análisis retrospectivo de estabilidad,
suponiendo un desmonte de entre 10 y 20 m de altura, con un talud
general según proyecto de unos 44º, una berma de 3m, y una inclinación
de bancos no mayor de 50º. Para su estimación se utilizarán los ábacos
de Hoek y Bray, se calculará el coeficiente de estabilidad en condiciones
estáticas para alturas de 10 y 20 m, con los parámetros considerados en
este apartado y para situaciones freáticas de: seco, agua a un cuarto de
altura del talud y agua a media altura del talud.
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En la obra existen cortes en este tipo de materiales, que si bien en seco,
en general, han permanecido estables, al presentar cierta saturación han
caído (como por ejemplo el caso del Dm 99400). El cuadro anterior explica
de forma evidente esa casuística y la necesidad por tanto de estabilizar
dichos taludes.
3.6
Arcillas y lutitas grises
Las lutitas grises son rocas muy blandas, mientras que las arcillas son el
producto de la alteración de las primeras. Su espesor es variable, aunque
generalmente superior a 10 m. Suelen aparecer bajo las formaciones
anteriores 4 y 5, y su contenido en agua suele estar relacionado con su
alteración, de manera que cuando están secas suelen aparecer en forma
rocosa (aunque si tiene cierto grado de humedad pueden romperse con la
mano) y mojadas en forma de suelo (arcillas). Más aún, cuando se
presentan con un perfil cóncavo (vértice hacia abajo), puesto que
constituyen zonas potenciales donde puede acumularse el agua, y por
tanto producir un aumento de la humedad en dichos materiales, que por
tanto estará más alterado, produciéndose de esta forma, en algunos
casos, la caída del corte en cuestión.
Son materiales que presentan, en estado seco y poco meteorizado,
aceptables características geotécnicas, pero que se tornan muy
deficitarias en cuanto se presentan ya no saturadas sino incluso húmedas.
Las lutitas, en estado sano o medianamente meteorizadas, presentan
comportamientos asociados a la dirección de las fracturas que atraviesen
el macizo y la orientación del corte.
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La estabilidad de las arcillas grises, de carácter cohesivo, está ligada a la
resistencia al corte con comportamientos tipo Mohr-Coulomb, presentando
por lo tanto roturas tipo suelo (generalmente circulares).
Pueden producirse también casos mixtos, en lutitas alteradas, con
macroestructura tipo roca pero microestructura tipo suelo (Fig. 7), que
pueden experimentar roturas circulares, pero asociadas o inducidas por
un plano preferencial.
En base a la información geotécnica disponible, la experiencia en obras
con materiales similares y el comportamiento observado en la obra y
reproducido en análisis retrospectivos, se estiman unos parámetros de
corte para las arcillas grises de:
3
•
Peso Unitario = 1,9 t/m
•
Cohesión efectiva = 10-20 KPa
•
Fricción efectiva = 25-27º
En caso de saturación es previsible que pierdan parte del valor estimado
de la cohesión.
Las lutitas grises presentan un comportamiento inducido por la dirección
de sus fracturas. En este caso, pese a que el comportamiento de la matriz
rocosa sea de mejor calidad que el correspondiente a las arcillas grises, la
ausencia de rugosidad en los planos de estratificación (pizarrosidad) de
estas lutitas dará lugar a un comportamiento de baja fricción frente al
deslizamiento a favor de estos planos. En este caso esta fricción de los
planos se puede situar en valores del orden de 25º, por lo que en líneas
generales se considera adecuado adoptar los parámetros definidos para
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las arcillas como válidos para el conjunto de la unidad, salvo en aquellos
tramos donde las características rocosas sean evidentes y se pueda
asegurar la ausencia de un comportamiento preferente a través de planos
de debilidad (estratificación o fracturas).
3.7
Pizarras, areniscas y esquistos
Denominada como unidad Pz4b en la hoja geológica regional de la zona,
agrupa
numerosos
materiales
de
carácter rocoso,
principalmente
areniscas y pizarras. Se trata de materiales del Paleozoico, que forman el
sustrato de los desmontes principalmente en la zona del By-Pass de Lota,
en el tramo I (Fig. 8), y en el tramo II.
En zonas del tramo IV, también
aparecen de forma aislada, como por ejemplo, en el desmonte anterior al
puente de Pilpilco, donde aparecen pizarras y areniscas.
Aparecen como base de los materiales terciarios presentando alteración
en las capas de contacto con estos, con grado de meteorización entre III y
IV, presentándose más sanos en profundidad, aunque el espesor de la
zona meteorizada puede alcanzar potencias importantes de hasta 8 ó 9m.
En general presentan una fracturación importante, con una serie de
direcciones predominantes, que son las causantes de los deslizamientos
de bloques que se han producido en la zona de Lota (Fig. 8).
A pesar de abarcar materiales diferentes, el comportamiento geomecánico
será muy similar en todos ellos, pudiendo suponer un RMR característico
de entre 20 y 30.
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Por un lado, se puede tratar de definir unos parámetros geotécnicos
comunes que sirvan para estimar el comportamiento de estas formaciones
ante roturas de tipo global, de forma cercana a la circular, que son
fenómenos, por tanto, no gobernados por la orientación de las juntas. Con
el programa ROCLAB de Rocsience, suponiendo cortes de altura media
de 20 m, se obtiene los siguientes parámetros de
Mohr-Coulomb
equivalentes que permiten evaluar dicho tipo de roturas (Fig. 9):
3
γ = 2,6 t/m
c´= 50-60 KPa
φ´= 26-27º
Por otro lado, en caso de existencia de juntas marcadas, se puede realizar
el análisis de existencia de roturas de bloque, tipo planares o según
cuñas, y que por tanto están gobernadas por la geometría y orientación de
las diaclasas.
Por ejemplo, en la zona de Lota, se han medido 4 familias de juntas
principales, tal y como se deduce del programa DIPS de Rocscience, y se
representan en proyección estereográfica en la Fig. 10.
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3.8
Resumen de parámetros geotécnicos
En la siguiente Tabla se detallan los parámetros geotécnicos resumidos
UNIDAD GEOTÉCNICA
COMPORTAMIENTO
γ (t/m³)
C´(KPa)
φ´
TIERRA VEGETAL Y ARCILLAS MARRONES
Suelo cohesivo
1,8
5-10
25
GRAVAS EN MATRIZ ARENOLIMOSA
Suelo granular
2,1
0
35
ARENAS LIMPIAS
Suelo granular
1,8
0
31-33
ARENAS LIMOSAS NARANJAS
Suelo granular-cohesivo
2,1
25
33-35
LIMOS ARCILLOSOS MARRONES Y ANARANJADOS
Suelo cohesivo
1,9
10-20
27-29
ARCILLAS Y LUTITAS GRISES
Suelo cohesivo
1,9
10-20
25-27
50-60
26-27
Fracturación muy elevada
DIRECCIÓN JUNTAS
PIZARRAS, ARENISCAS Y ESQUISTOS
2,6
Diaclasas definidas
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152
336
238
20
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73
45
70
80
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4.
DESCRIPCIÓN DEL TIPO DE INESTABILIDADES OBSERVADAS EN
LOS TALUDES DE CORTE
4.1
Roturas en roca a favor de discontinuidades: falla tipo cuña
Las inestabilidades en forma de cuña en cortes excavados en roca, se
producen cuando las rocas se presentan fracturadas con direcciones de
fracturación predefinidas. Para que la cuña sea inestable es necesario que
se produzca una cierta combinación de los buzamientos y orientaciones
de las discontinuidades y el talud, tal y como se aprecia en la Fig.11.
El análisis de las orientaciones de las fracturas medidas en campo,
confirman la existencia de cuñas potenciales de deslizamiento. De hecho
alguna de ellas ya se han movilizado durante la construcción de la
variante de Lota, tal y como se aprecia en la Fig. 11.
Dada la caracterización y tramificación geológica de la obra, sólo se
esperan, a priori, roturas de este tipo en los cortes del tramo I,
especialmente en la variante de Lota, y en algunos cortes del tramo II.
4.2
Roturas rotacionales superficiales en cortes de roca muy fracturada
En aquellos cortes realizados en rocas muy fisuradas, con separación
escasa entre diaclasas, se producen inestabilidades que si bien se
desarrollan a lo largo de diferentes fisuras, terminan adoptando la forma
de círculos de deslizamiento, similares a los que se pueden producir en
los suelos, pero más someros y verticalizados, tal y como se observa en
algunas de las Figs. 12 y 13.
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En este caso las figuras muestran
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inestabilidades ubicadas en la variante de Lota (Fig.12), y otro ubicado en
el tramo IV, a la salida de Trongol (Fig.13).
4.3
Roturas en suelos residuales a través de discontinuidades heredadas
Este caso es uno de los más comunes de los detectados en la Ruta 160.
El fenómeno consiste en un deslizamiento circular de la cubierta del talud,
constituida por tierra vegetal y suelo residual, que puede llegar a movilizar
la parte superior del eluvial, inducido por un plano de orientación de la
roca donde se apoya, que constituye su superficie de salida.
Deslizamientos que obedecerían a este fenómeno, se tienen en la
variante de Lota del tramo I (Fig. 14) , en la zona de la curva de la salida
de Trongol (Fig. 15) y en la salida de Pilpilco (Fig. 16), correspondientes al
tramo IV de la obra.
4.4
Roturas rotacionales en suelos
Las roturas que se producen en cortes constituidos por suelos, rompen
según círculos de deslizamiento, de la forma mostrada en la Fig. 17. En
este caso se muestra el talud ubicado en el comienzo de la variante de
Lota.
4.5
Erosión interna o externa en suelos por circulación de agua
La erosión interna, también conocida como tubificación, consiste en la
apertura, por erosión regresiva, de uno o varios conductos a través del
suelo. Estos conductos, si las circunstancias no varían, irán aumentando
de sección y pueden conducir al desmoronamiento íntegro del corte.
El fenómeno se fundamenta en que, debido a circunstancias topográficas
o de otro género (como puede ser la excavación de un talud), el agua
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freática presenta un gradiente vertical que puede llegar a anular las
presiones efectivas del terreno. Estos puntos, donde se origina el
sifonamiento localizado, son los que inician la erosión regresiva y la
tubificación.
Esta casuística de rotura, se ha localizado fundamentalmente, hacia el
final del tramo III.
En la Fig.18, se observa de forma clara, que existe un nivel que presenta
en toda su longitud, orificios y erosiones, que llegan a conectarse entre sí.
En aquellas zonas donde el fenómeno es más intenso, la erosión avanza
con mayor velocidad, llegando a producir el desmoronamiento completo
del corte de dicha sección. Al pie aparece acumulado, el material lavado,
a modo de colada.
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5.
DESCRIPCIÓN
DE
LAS
SOLUCIONES
TIPO
ESTABILIZACIÓN
PROPUESTAS
5.1
Elementos de drenaje y evacuación de aguas de escorrentía
Dado que el agua, ya sea superficial, asociada a procesos de escorrentía, o
profunda, asociadas a napas o corrientes subálveas, es uno de los agentes
principales desencadenantes tanto de los arrastres de material como de los
deslizamientos de masas experimentados en los cortes, como primera
medida, se propone, en los casos que sea necesario, adecuar los sistemas
de evacuación y drenaje a la casuística acaecida.
5.1.1 Elementos de evacuación
Fosos, Contrafosos y bajadas de agua: Los fosos y contrafosos están
previstos en todos los taludes de corte, como parte del proyecto de
ingeniería y su función es controlar, canalizar y evacuar parte de la
escorrentía que circula por la plataforma de la vía en el primer caso, y
aguas arriba de la coronación del talud en el segundo, evitando que
sobrepase la misma y se derrame por la superficie del corte o anegando la
calzada.
Las bajadas de agua se deberán colocar en los puntos bajos del
contrafoso, donde pudieran concentrarse acumulaciones de agua, así como
en las zonas donde se detecten acarcavamientos importantes. Éstos
últimos se limpiaran y se dispondrán de ellos las bajadas, que por un lado
canalizarán el agua y por otro protegerán esa zona del talud. Las bajadas
conectaran el contrafoso con el foso de pie de talud o de su berma
inmediatamente inferior, tratando de darle continuada a lo largo de toda la
superficie del corte. Como carácter general, para cortes de más de 300 m y
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con laderas vertientes hacia el corte, parecería adecuado prever la
ejecución de bajadas cada 100 o 150 m.
5.1.2 Elementos de drenaje
Subdrenes: Son elementos, previstos en proyecto, y constituidos por
grandes zanjas que discurren longitudinales a la vía, ejecutadas al pie de
los cortes, en ocasiones bajo el foso, con profundidades máximas de entre
1.5 y 2m, y cuya misión es interceptar los posibles flujos subálveos que
pudieran afectar a la plataforma, así como ayudar a rebajar el nivel de la
napa.
Los subdrenes están constituidos por un tubo dren poroso, que se coloca
en el fondo de la excavación, que previamente ha sido hormigonado, sobre
una cama de grava de unos 20 cm de espesor y recubierto por grava o
material poroso. Las paredes de la excavación se envuelven, previamente,
con una capa de geotextil con funciones de filtro que trate de evitar la
colmatación del dren.
Se debe asegurar que el dren dispone de salida de las aguas captadas
hacia algún curso freático o vaguada, que permite su evacuación y evite
zonas de acumulación de agua en el seno de la vía.
Su instalación se considera preceptiva en los casos en que se detecte un
nivel freático, no colgado, por encima de la cota del pie del corte y en
aquellos casos que al realizar una cata, de al menos 2 m de profundidad, al
pie de corte, se detecta la presencia de la napa.
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Drenes
profundos
horizontales
(drenes
californianos):
Son
perforaciones de pequeño diámetro y gran longitud -en relación con su
diámetro-, dentro de las cuáles se colocan tubos ranurados o perforados.
Además, es necesario colocar entre la perforación y el tubo, un material
tipo geotextil, que dificulte la colmatación del dren. La inclinación de la
perforación, descendente hacia el talud, será como mínimo del cinco por
ciento (5%), a fin de tener capacidad de evacuar el agua por gravedad y
evitar la entrada de aguas de lluvia.
El proyecto especificará las condiciones de conservación de los drenes
californianos que incluirá su revisión periódica y siempre que sea posible,
su limpieza con aire a presión.
El agua procedente de los drenes californianos deberá canalizarse
adecuadamente, de manera que no afecte a los taludes o superficies por
las que escurran las aguas captadas, proyectando en caso necesario tubos
o bajantes conectadas a cunetas u otros elementos del drenaje superficial.
Su uso se recomienda en aquellos casos donde se detecte la presencia de
un nivel freático, sea colgado o continuo, que constituya un elemento de
riesgo para la estabilidad del corte. Su longitud, disposición a lo largo del
corte y densidad de la malla de tratamiento a realizar, dependerá de la
casuística que presente cada corte.
Zanjas drenantes: Son elementos análogos al contrafoso pero cuya
disposición se ubica bien en las bermas o bien aguas arriba de la
coronación. Su función principal es rebajar el nivel freático en los casos que
éste puede llegar a alcanzar alturas importantes y que no pueda ser
controlable con las dos medidas anteriores citadas. Su profundidad puede
llegar a alcanzar los 4 m (aguas arriba de la coronación) si se requiere.
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5.2
Revegetación y protección contra la erosión
En los casos en los que se detectan problemas de erosión en la superficie
de algunos cortes que pueden determinar generando en caídas o
deslizamientos de masas de suelo y o roca, y que están asociadas,
generalmente, al efecto de la escorrentía o a corrientes subálveas, se
recomienda la adopción de diversas técnicas que permiten la protección de
la superficie de dichos cortes.
La primera medida sería la de adecuar, a la problemática que se presente
en cada caso, el sistema de evacuación de aguas (contrafoso, foso y
bajantes) y el sistema de drenaje (subdren, zanjas drenantes, costillas
drenantes, drenes profundos horizontales, etc.), que se recomendaron en
puntos anteriores.
Las medidas de protección de los taludes, ordenadas de más livianas a
más “pesadas”, y que además concuerdan con ser más generales o
concretas respectivamente serían:
5.2.1 Revegetación o Hidrosiembra
Aquellos taludes que presenten amplias zonas erosionadas o acarcavadas,
pero no presenten deslizamientos, o aquellas que sean susceptibles de
sufrir procesos erosivos debido a su geometría, condiciones de contorno
tipo hidraúlicas y formación geológica, son idóneas para su revegetación.
Obviamente, se circunscribirá a aquellos donde la vegetación no se haya
implantado de una forma natural, o su desarrollo haya sido muy escaso.
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Es una solución cuya adopción puede obedecer también a motivos
meramente paisajísticos o ambientales, independientemente de los
procesos erosivos que haya experimentado.
Se trata de una solución que se deberá aplicar, de forma general, a todo
talud donde se considere su implantación.
La elección de las especies y método de instalación idóneas en cada caso
para constituir la revegetación del corte debe tener en cuenta:
-
Ser especies autóctonas de la zona.
-
Poder ser plantadas y tener un proceso de enraizamiento compatible
con la inclinación del talud.
-
Presentar un crecimiento lo más rápido posible y ser resistente a las
condiciones de humedad y luz que tendrán en función de la orientación
del corte.
-
Que no induzcan a episodios de expansividad en suelos arcillosos
limosos.
En algunos casos, el proceso de enraizamiento de las especies, puede
precisar, especialmente en los cortes que presenten poco sustrato y/o
elevada pendiente, la instalación de mallas o telas, que fijen las semillas a
la superficie del corte.
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5.2.2 Protección con mantas o mallas de geosintéticos
Consiste en la extensión, sobre una parte, o incluso la totalidad de un corte,
de una geomanta o geomalla, formada por materiales geocompuestos o
naturales, como pueden ser mallas de yuta, mantas de coco, etc.
Permiten la protección de un corte, limitando el arrastre o pérdida del suelo,
y permitiendo por tanto la posibilidad de revegetación natural del talud de
forma natural. En caso de que se precisara o se considerase necesario, se
puede acompañar de una siembra adicional para reforzar la revegetación.
5.2.3 Protección con escollera
En puntos concretos donde la erosión haya sido más agresiva o se espera
pueda ser intensa, y se pretenda además dotar de mayor estabilidad a
zonas potencialmente movilizables que puedan afectar a elementos que se
quiera proteger (estructuras, postes de telecomunicaciones, etc.) se puede
prever la extensión de un manto de escollera, también conocido como
enrocado.
La ventaja de esta medida es que el peso de la escollera ayuda a
estabilizar el talud, y su granulometría y tamaño, además de flexibilidad
permitiría, dotar de permeabilidad al conjunto, adaptarse a pequeños
movimientos tapando los nuevos huecos y principalmente servir como
manto de protección frente a la erosión.
5.3
Restauración con escollera de zonas deslizadas
En puntos localizados bien definidos donde la erosión haya sido más
agresiva y se hayan producido grandes acarcavamientos o erosiones, o en
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otros donde se hayan producido deslizamientos puntuales que engloben
pocos m³ de material movilizado, resulta sencillo y muy efectivo, la
restauración del talud con el saneo de la zona y su restitución con
escollera.
La ventaja de esta medida es que el peso de la escollera estabilizaría el
talud, y su granulometría y tamaño, además de flexibilidad permitiría, dotar
de permeabilidad al conjunto, adaptarse a pequeños movimientos tapando
los nuevos huecos y servir como manto de protección de la zona.
En los casos que se localicen desprendimientos de muy pocos m³ y el talud
tenga inclinaciones pequeñas, inferiores al 3H:2V, y no existan flujos de
agua, se podría plantear la restauración con gaviones.
5.4
Correcciones geométricas y retaluzados
En los casos donde se hayan producido deslizamientos o exista el riesgo
de que se produzca, se puede acudir a esta solución que se fundamenta en
modificar la geometría del corte para aumentar su estabilidad.
La desventaja de esta solución es que en cortes de gran altura, muy
verticales y sin banquetas, su ejecución puede resultar muy dificultosa y
costosa. Sin embargo, en los casos en que resulte factible, constituye una
solución muy efectiva.
El retaluzado se puede configurar de diferentes maneras:
•
Retaluzado general: consiste en suavizar la pendiente del talud del
corte con signos de deslizamiento a uno más tendido y estable. Es la
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solución ideal para cortes de pequeña altura y de cierta uniformidad
geométrica y geológica.
•
Rebaje de talud en su cabeza y colocación de peso al pie: La
disminución del peso en la cabeza del desmonte aumenta la estabilidad de
éste, así como la colocación de peso al pie del corte. Esta medida también
resulta efectiva, siempre y cuando exista espacio para poder ubicar el
caballón de tierras al pie y se tenga acceso a la coronación del corte. La
realización de exclusivamente una de las dos operaciones, también
estabiliza en talud, si bien no resultaría tan efectiva. Resulta una medida
efectiva en cortes de gran altura donde el retaluzado general resulta
inviable.
•
Bancos: Una forma alternativa de disminuir la altura de la pendiente
y suavizar el talud general consiste en la construcción de banquetas
intermedias. A su vez, éstas presentan la ventaja de poderse ejecutar, por
ejemplo, en la transición de materiales, en zonas saturadas, etc., lo que
permite realizar actuaciones secundarias sobre dichos noveles (como
podría ser la instalación de drenes profundos horizontales). No obstante,
estas banquetas deberán presentar un ancho mayor de 3 m, tener
contrapendiente y contar con foso en el lado talud, para cortar la
escorrentía.
5.5
Gaviones al pie y restitución de geometría con relleno granular
En taludes realizados sobre materiales tipo suelo, o constituidos por rocas
muy meteorizadas, que presenten taludes de 3H:2V o más tendidos, y que
hayan presentado o se estima puedan presentar inestabilidades, incluso
después de haber sido tendidos ya anteriormente, se propone, colocar al
pie del corte, un muro de contención a base de gaviones, de altura limitada,
y que permita, apoyándose en él, rellenar contra la superficie del corte con
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un relleno de tipo granular, de forma que quede un talud más tendido que el
primitivo, y la superficie quede protegida por un material estable y que
aporta peso.
La altura del muro de gaviones será limitada (en principio no se esperan
más de 3 bloques de altura a lo sumo) y dependerá de la geometría del
talud primitivo y de la final con la que se le quiera dotar.
5.6
Malla metálica y pernos
En los cortes ejecutados en terrenos rocosos, la disposición geométrica de
las juntas del macizo, en relación a la orientación de la carretera y de sus
taludes de corte, puede inducir la generación de inestabilidades planares o
de tipo cuña.
Para evitar la caída de dichos bloques, y además aumentar el coeficiente
de seguridad de los planos, se puede disponer una malla de acero de triple
torsión, anclada al corte mediante bulones de acero de unos 3 m de
longitud dispuestos según la densidad demandada por el cálculo de
estabilidad.
Los bulones han de ser capaces de resistir el empuje inducido por la
presión sobre la malla en el área comprendida entre anclajes consecutivos,
mientras que los cables deberán ser capaces de transmitir dicha fuerza.
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6.
ANÁLISIS DE INESTABILIDADES Y SOLUCIONES PROPUESTAS
De acuerdo con las tipologías de inestabilidades definidas y con las
soluciones tipo expuestas en el
acápite 5 del presente informe, en el
siguiente cuadro se incluyen los tratamientos de estabilización detallados
propuestos para cada talud con inestabilidades entre el Dm63500 y
Dm101160.
Las soluciones propuestas a la fecha incluyen: Drenes Californianos,
Escolleras
de
revestimiento,
retaluzado,
Subdren,
Revegetado
o
Hidrosiembra; considerando su implementación individual particular o
soluciones complementarias (conjuntas) según se haya evaluado como
necesario, caso a caso, de forma que tras su implantación se pueda
garantizar su estabilidad frente a nuevos deslizamientos.
Santiago, Diciembre 2012.
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RESUMEN DE INESTABILIDADES Y SOLUCIONES
Datos Talud
Tramo
B
Talud Km Inicio
D53
63+500
Km Fin
64+000
Datos inestabilidad
Long. (m)
500
Alcance
Ambos
B
B
B
B
B
D54
D55
D56
D57
D58
64+070
66+510
66+670
67+000
68+930
64+410
66+600
66+920
67+085
69+100
340
90
250
85
170
Ambos
Ambos
Ambos
Ambos
Izquierdo
B
D59
71+690
72+050
360
Ambos
B
B
B
B
B
D60
D61
D62
D63
D64
72+100
73+070
73+620
74+720
76+240
72+140
73+370
74+360
74+980
76+400
40
300
740
260
160
Derecho
Ambos
Ambos
Ambos
Izquierdo
B
D65
77+240
78+120
880
Ambos
B
B
D66
D67
78+260
79+700
78+420
79+990
160
290
Ambos
Ambos
B
D68
82+000
82+360
360
Ambos y enlace
Curanilahue
B
D69
82+500
82+750
250
Derecho
IV
D70
83+240
83+650
410
Izquierdo
IV
D71
83+640
83+720
80
Derecho
IV
D72
88+110
88+360
250
IV
D73
88+410
88+700
IV
D74
91+080
91+720
IV
IV
D75
D76
93+200
93+920
93+870
94+450
Soluciones
Lado
Km Inicio
Km Fin
Long.
(m)
Altura
máxima (m)
Geometría
Original
Derecho
63+630
63+780
150
15
1H:1.2V
Izquierdo
63+500
63+960
460
15
Derecho
63+840
64+000
160
Derecho
71+920
72+020
Ambos
77+600
78+100
Tipología de
rotura
1 fila. Prof. 10m
Sin roturas pero
separación horizontal 4
con mucha
m
humedad
Si
Solo en material
tipo suelo
1H:1.2V
1 fila. Prof. 7m
Sin roturas pero
con mucha
separación horizontal 4
humedad
m
Si
Solo en material
tipo suelo
15
1H:1.2V
1 fila. Prof. 10m
Sin roturas pero
con mucha
separación horizontal 4
m
humedad
Si
Solo en material
tipo suelo
100
10
1H:1.2V
1 fila. Prof. 10m
Rotura circular separación horizontal 4
m
Si
Si
500
6
1H:1.2V
Si
Como alternativa a la piedra
se podrán utilizar gaviones de
Hmax 2m.
1 fila, por berma. Prof.
15m separación
horizontal 4 m
Desde coronación,
primer banco a 3H2V
(material café),
segundo a 4H:3V
(mezcla café y lutitas
grises). Resto en lutitas
grises 1H:1V con
bermas
Si
Solo en los dos
bancos
superiores
Los bancos deberán estar
separados por bermas
3H:2V con bermas
Si
Solo en material
tipo suelo
35
1H:1.2V con
bermas
Rotura circular
Izquierdo
83+520
83+540
20
18
1H:1.2V con
bermas
1 fila. Prof. 10m
Rotura circular separación horizontal 4
m
Ambos
Izquierdo
88+120
88+340
220
11
1H:1.2V
290
Izquierdo
Izquierdo
88+450
88+510
60
6
640
Izquierdo
Izquierdo
91+450
91+555
105
4
Rotura circular
Rotura circular
A decidir después del
retaluzado
A decidir después del
retaluzado
A decidir después del
retaluzado
Izquierdo
93+495
93+540
45
10
1H:1.2V con
bermas
Rotura circular
A decidir después del
retaluzado
Izquierdo
93+595
93+605
10
10
1H:1.2V con
bermas
1 fila. Prof. 10m
Rotura circular separación horizontal 4
m
Izquierdo
94+020
94+060
40
30
1H:1.2Vcon
bermas
1 fila. Prof. 10m
separación horizontal 4
m
Izquierdo
Izquierdo
Izquierdo
94+180
94+350
170
17
Izquierdo
94+350
94+450
100
14
1H:1.2Vcon
bermas
Rotura mixta
Observaciones
Si
180
1H:1.2V con
bermas
1H:1.2V con
bermas
Malla metálica y
Pernos
Relleno con piedra y
Posibilidad de tumbar
H magro en las
al 3H:2V las zonas con
cavidades
mucha erosión
erosionadas
00+560
Rotura circular
Retaluzado
Drenes de 6m en nivel
con zonas erosionadas
00+380
530
Escollera de
revestimiento
Revegetado
Ambos
670
Gaviones y relleno
granular
Subdren
Rotura por
pipping
Drenes Californianos
1 fila. Prof. 10m
Rotura circular separación horizontal 4
m
4H:3V
Si
Si
4H:3V con bermas
Si
Si
4H:3V con bermas
Si
Si
Si
Solo en material
tipo suelo
Hasta disponer de
expropiación limpiar
deslizamientos y reponer con
piedra
Si
Solo en material
tipo suelo
Hasta disponer de
expropiación limpiar
deslizamientos y reponer con
piedra
4H:3V arenas café,
berma en contacto con
lutitas grises y
mantener talud zona
inferior
4H:3V arenas café,
berma en contacto con
lutitas grises y
mantener talud zona
inferior
Desde inicio hasta
94+260 tumbar al
3H:2V hasta nueva
berma entre arenas
café y lutitas grises.
Por debajo mantener
talud
Zona 3H:2V
tendido al 4H:3V
Si
Una vez que se tenga
expropiación tender banco
superior al 3H:2V
RESUMEN DE INESTABILIDADES Y SOLUCIONES
IV
D77
94+600
95+240
640
Derecho
94+820
94+860
40
9
Derecho
94+895
94+915
20
9
Derecho
94+960
94+980
20
12
Derecho
95+100
95+220
120
1H:1.2V
1 fila en primera berma
desde coronación y
Rotura circular
otra fila al pie. Prof.
15m separación
horizontal 4 m
3H:2V desde
coronación hasta
Reconstitución zonas
nueva berma situada
caídas con piedra y H
en la base del nivel de
magro
gravas y arenas. Resto
1H:1V con bermas
Si
Solo en material
tipo suelo
6
1H:1.2V con
bermas
1 fila. Prof. 10m
Rotura circular separación horizontal 4
m
Nueva berma
descendente desde
95+400 hacia 95+500 y
Reconstitución zonas
tumbar parte superior
caídas con piedra
a3H:2V, separando
suelos del resto
rocoso.
Si
Solo en material
tipo suelo
Si
Si
Ambos
IV
D78
95+280
95+660
380
Derecho
IV
IV
D79
D80
96+360
96+720
96+525
96+940
165
220
Ambos
Ambos
Derecho
95+450
95+480
30
IV
D81
99+050
99+530
480
Izquierdo
Izquierdo
99+050
99+500
450
14
1H:1V tras
deslizar se
tiende a
3H:2V
IV
D82
99+760
100+040
280
Izquierdo
Izquierdo
99+970
100+010
40
15
1H:1V
IV
D83
100+100
100+500
400
Izquierdo
Izquierdo
100+425
100+490
65
12
1H:1.2V tras
deslizar se
tiende a
3H:2V
IV
D84
100+600
101+160
560
Derecho
Rotura mixta
En zonas caídas
limpieza de
1 fila. Prof. 10m
material movido,
separación horizontal 4 pie de 3m de altura
de gaviones +
m
relleno granular
hasta restituir corte
1 fila al pie y otra en
segunda banqueta
Rotura circular desde coronación. Prof.
10m separación
horizontal 4 m
Rotura mixta
En zonas caídas pie
de 3m de altura de
1 fila. Prof. 15m
separación horizontal 4 gaviones + relleno
granular hasta
m
restituir corte
3H:2V
Biselado de zonas
laterales al 3H:2V
Solo en material
tipo suelo
SI
Solo en material
tipo suelo
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FIGURAS 1 a 18
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Fig. 2. Capa vegetal y suelo limo arcilloso color marrón oscuro
Fig. 3. Estrato de grava en talud de corte Trongol.
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Fig. 4. Arenas limpias en talud Dm 71900.
Fig. 5. Arenas limosas color anaranjado en talud de By Pass Lota.
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Fig. 6. Limos arcillosos color anaranjados en el inicio del By Pass Lota.
Fig. 7. Lutitas grises alteradas en talud Enlace Curanilahue.
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Fig. 8. Pizarras y areniscas en By Pass Lota.
Fig. 9. Envolvente de falla de rocas areniscas y pizarras muy fracturadas y
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meteorizadas.
J1: 152/73
J2: 336/45
J3: 071/70
J4: 238/70
Fig. 10. Proyección estereográfica de rocas de By Pass Lota.
Fig. 11. Falla tipo cuña en rocas de By Pass Lota.
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Fig. 12. Falla rotacional en By Pass Lota.
Fig. 13. Falla rotacional en roca muy fracturada y meteorizada (By Pass Lota).
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Fig. 14. Falla en suelo residual de By Pass Lota.
Fig. 15. Falla de suelo residual en talud Trongol.
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Fig. 16. Falla de suelo residual en talud salida puente Pilpilco.
Fig. 17. Falla rotacional de suelo en talud inicio By Pass Lota.
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Fig. 18. Cárcavas generadas por erosión interna a través del suelo.
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ANEXO
DETALLE DE ANÁLISIS DE TALUDES Y
SOLUCIONES PROPUESTAS
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CONTENIDO
A1.
TALUD Dm 63500 – 64000
A2.
TALUD Dm 71690 – 72050
A3.
TALUD Dm 77240 – 78120
A4.
TALUD Dm 82000 – 82360
A5.
TALUD Dm 83240 – 83650
A6.
TALUD Dm 88110 – 88360
A7.
TALUD Dm 88410 – 88700
A8.
TALUD Dm 91080 – 91720
A9.
TALUD Dm 93200 – 93870
A10.
TALUD Dm 93920 – 94450
A11.
TALUD Dm 94600 – 95240
A12.
TALUD Dm 95280 – 95660
A13.
TALUD Dm 99050 – 99530
A14.
TALUD Dm 99760 – 100040
A15.
TALUD Dm 100100 – 100500
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A1. TALUD Dm 63500 – 64000
DESCRIPCIÓN DE LA INESTABILIDAD
El talud se dispone en parte en trinchera, aunque en el lado izquierdo es totalmente en corte y en el lado
derecho es alternativa la presencia de cortes y terraplenes. Como se puede observar en la siguiente planta de la
zona.
Se presenta un talud de 6m de altura y con una inclinación del talud de 50º. Con presencia de arenas limosas
en toda su superficie y únicamente en las zonas más bajas se detecta e material rocoso, tipo lutitas o pizarras.
Arenas limosas
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10m
No se observaron roturas durante las visitas a obra, sin embargo se apreció una gran cantidad de agua en el
talud, lo que invita a pensar que su situación se acercaría a la inestabilidad. Las zonas de mayor sensibilidad
observadas han sido PK: 63+630 – 63+780, 63+500 – 63+960 y 63+840 – 64+000.
Humedades
Arcillas y lutitas grises
Se ha realizado un cálculo con los parámetros resistentes estimados para estos materiales donde se puede
observar que los taludes se hallan en situación muy cerca del límite de falla.
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SOLUCIÓN DE ESTABILIZACIÓN PROPUESTA
Ante esta problemática la solución propuesta ha sido la siguiente:
• Drenes Californianos de 10m, separados 4m.
• Subdren
• Revegetación de zonas con presencia de suelo
Con estas medidas se ha vuelto a realizar el cálculo y se ha obtenido el siguiente resultado:
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Se ha realizado un cálculo con sismo para comprobar la bondad de la solución ante esta hipótesis. Para ello se
han incorporado tomado las aceleraciones verticales y horizontales máximas de Proyecto al modelo realizado.
El resultado ha sido un factor de seguridad superior a 1.0.
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A2.- TALUD Dm 71690 – 72050
DESCRIPCIÓN DE LA INESTABILIDAD
El talud se dispone en trinchera, si bien su lado derecho tiene mucha mayor importancia que el lado izquierdo,
como se puede observar en la siguiente planta de la zona.
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Se presenta un talud de 15m de altura con una berma intermedia a los 10 m de la base, con un ancho de 3m.
La inclinación del talud es de 50º.
Tierra vegetal
Arenas limpias
Arcillas y lutitas grises
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15,05m
50º
10m
La rotura que se observa entre los pks 71+920 – 72+020, es de carácter superficial y de pequeña dimensión.
Parece que su origen podría ser debido al aporte de agua desde el trasdós del talud hacia la superficie, al
presentarse el nivel freático justo por encima del nivel de lutitas y arcillas impermeables.
Rotura circular
superficial
Se ha realizado un análisis retrospectivo, con el objetivo de encontrar los parámetros resistentes de los
materiales presentes que originen una rotura similar a la observada in situ. Según el análisis realizado, los
parámetros obtenidos han sido los siguientes:
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SOLUCIÓN DE ESTABILIZACIÓN PROPUESTA
Ante esta problemática la solución propuesta ha sido la siguiente:
• Drenes Californianos de 10m, separados 4m al pie del talud.
• Subdren
• Revegetación
Con estas medidas se ha vuelto a realizar el cálculo y se han obtenido el siguiente resultado:
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A3.- TALUD Dm 77240 – 78120
DESCRIPCIÓN DE LA INESTABILIDAD
El talud donde se presenta esta inestabilidad se trata del talud de los ramales del enlace del Paso Inferior
Brigada Forestal.
Entre los pks 77+600 – 78+100, como se puede observar en las imágenes tomadas durante la última visita
realizada, existen fenómenos importantes de Pipping que afectan a los niveles de arenas limpias presentes en
la zona.
Arenas limpias
Fenómenos de Pipping
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Fenómenos de Pipping
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La altura máxima del talud es de 7,7m con una inclinación de 48º. A continuación se presenta un croquis de la
sección pésima de la zona.
48º
7,7m
SOLUCIÓN DE ESTABILIZACIÓN PROPUESTA
Ante esta problemática la solución propuesta han sido realizar drenes de 6m en el nivel de las arenas
erosionadas y rellenar los huecos generados con escollera. En concreto se plantea adoptar las siguientes
medidas:
• Drenes de 6m en nivel con zonas erosionadas
• Relleno con piedra o gaviones de las zonas erosionadas
• En zonas con mucha erosión existe la posibilidad de tumbar el talud al
3H:2V
• Subdren
• Revegetación
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A4.- TALUD Dm 82000 – 82360
DESCRIPCIÓN DE LA INESTABILIDAD
El talud se presenta en el enlace de Curinalhaue en el ramal derecho que se dirige hacia el paso inferior.
Se presentan tres niveles. Un primer nivel de tierra vegetal en superficie, por debajo de la cual se presentan
unos limos arcillosos. A muro de este nivel se presenta un nivel de arcillas y lutitas grises y justo en este
contacto entre limos y lutitas se realizó una berma.
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Tierra vegetal
6
7
8
Limos Arcillosos
Arcillas y lutitas grises
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Limos Arcillosos
Tierra vegetal
10
9
8
Arcillas y lutitas grises
11m
50º
10m
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10m
10m
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6
7
8
Rotura circular
superficial
Entre los pks 0+380 – 0+560 del enlace, como se puede observar en las imágenes tomadas en la visita
realizada tras los deslizamientos, se han producido roturas circulares a lo largo de los limos arcillosos que en
su desarrollo han arrastrado las lutitas en numerosas zonas.
Se ha realizado el retrospectivo en la zona del hito 8, donde todavía aparecen las lutitas en el talud inferior, y
en la zona del hito 9.
La situación analizada es la situación cuando se produjo la rotura, antes de la excavación del tercer talud.
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Hito 8 - Situación con NF normal:
Hito 8 - Situación con NF elevado (lluvias):
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Hito 9 - Situación con NF elevado (lluvias):
Hito 9 - Situación con NF normal:
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SOLUCIÓN DE ESTABILIZACIÓN PROPUESTA
Se plantea una solución común a todo el desmonte, si bien el cálculo se ha particularizado para cada uno de
los puntos de cálculo del análisis retrospectivo. La solución consiste en las siguientes actuaciones:
• Retaluzado en talud superior de limos al 3H:2V
• Retaluzado en talud intermedio al 4H:3V si son limos
• Retaluzado en lutitas al 1H:1V
• Drenes de 15m, separados 4m desde bermas en base de los limos
• Subdren bajo talud
• Revegetado de los dos taludes superiores
• Bancos separados por bermas
En cuanto a los resultados se presentan a continuación los resultados obtenidos de los cálculos realizados
aplicando dichas actuaciones de reparación.
Además se ha realizado un cálculo de la estabilidad del talud con las medidas adoptadas pero con la
aceleración del sismo que se incluye en proyecto:
av=0
ah=0.2
Zona hito 8
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CONSULTORES GEOTECNICOS
Zona hito 8: Con sismo
Zona hito 9
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Zona hito 9: Con sismo
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A5.- TALUD Dm 83240 – 83650
DESCRIPCIÓN DE LA INESTABILIDAD
Se presenta el desmonte en el lado izquierdo de la vía, con una altura máxima de 17.5m y una berma
dividiendo el desmonte en dos a una altura de 10m. La pendiente es de 50º en los dos taludes.
Tierra vegetal
Arenas Limosas
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Rotura circular
7,5m
50º
10m
A la vista de las inestabilidades que se han observado entre los pks 83+520 y 83+540, se ha realizado un
análisis retrospectivo suponiendo que los terrenos son arenas limosas. Los parámetros obtenidos son los
siguientes:
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SOLUCIÓN DE ESTABILIZACIÓN PROPUESTA
Se ha planteado una solución combinada, fruto de la aplicación de diferentes medidas enfocadas a aumentar la
seguridad del talud. En concreto se proponen las siguientes medidas:
• Retaluzado al 3H:2V con bermas
• Drenes de 10m de longitud separados 4m
• Subdren
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Con estas medidas adoptadas se ha vuelto a realizar el cálculo de la estabilidad del talud y se han obtenido los
siguientes resultados:
Además se ha realizado un cálculo de la estabilidad del talud con las medidas adoptadas pero con la
aceleración del sismo que se incluye en proyecto:
av=0
ah=0.2
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A6.- TALUD Dm 88110 – 88360
DESCRIPCIÓN DE LA INESTABILIDAD
En este apartado se plantea el estudio de las inestabilidades del talud situado entre los pks 88+110 y 88+360.
Entre esos pks el trazado discurre en trinchera si bien es verdad que la altura de la misma, en el lateral
derecho es mucho menor que en el izquierdo.
La estratigrafía que interviene el corte es un primer nivel de tierra vegetal, sobre un nivel de arenas limosas
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que a su vez descansan sobre unos limos arcillosos.
Tierra vegetal
Arenas Limosas
Limos Arcillosos
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Rotura circular
La rotura que se observa entre los pks 88+120 – 88+340, es una rotura circular en la zona inferior del talud
que afecta a los limos arcillosos. En cuanto a la sección pésima será un talud de 12m de altura dividido en dos
por una berma de 3m de ancho a 10 de altura de la base del talud. La pendiente de los dos taludes formados es
de 50º.
2m
10m
50º
Se ha realizado un análisis retrospectivo suponiendo que los terrenos son arenas limosas en la parte superior y
limos arcillosos en la inferior. Esta distinción se hace no porque se aprecien dos materiales claramente
distintos sino porque es la única manera de conseguir que se produzca una rotura parecida a la observada en
las fotos. Además se ha añadido una grieta de tracción a la altura del contacto entre materiales, con el fin de
reproducir la rotura y que no se genere un círculo desde superficie. Los parámetros obtenidos son los
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siguientes:
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SOLUCIÓN DE ESTABILIZACIÓN PROPUESTA
Ante la problemática descrita en el apartado anterior, y con los parámetros del análisis retrospectivo que
definen la situación, se plantea una solución combinada de varias medidas correctoras. En concreto, las
medidas serían las siguientes:
• Retaluzado del talud al 4H:3V
• Subdren
• Berma a los 6m
• Revegetado
Adoptando estas medidas y con los valores de los parámetros resistentes de los materiales obtenidos del
análisis retrospectivo, se han realizado los cálculos de estabilidad, obteniéndose el siguiente resultado:
Además se ha realizado un cálculo de la estabilidad del talud con las medidas adoptadas pero con la
aceleración del sismo que se incluye en proyecto:
av=0
ah=0.2
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A7.- TALUD 88+410 – 88+700
DESCRIPCIÓN DE LA INESTABILIDAD
Se plantea en este apartado el estudio de la estabilidad del talud situado entre los pks 88+410 y 88+700 en el
lado izquierdo de la vía.
En cuanto a la estratigrafía observada, se ha detectado un nivel de tierra vegetal superior, bajo el cual se
presentan unos limos arcillosos.
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Tierra vegetal
Limos Arcillosos
Las roturas observadas, entre los pks 88+450 - 88+510, son a media altura del talud y de carácter superficial.
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Rotura superficial
2m
10m
50º
No se aprecian en las fotos roturas circulares, por lo que parece que el problema puede deberse a unas roturas
superficiales por deterioro del terreno más somero que implique la inestabilidad de las primeras capas del
talud, pero que a la larga desarrollen roturas profundas como se ha podido observar en otros taludes con los
mismos materiales a lo largo de la traza.
Se ha realizado el estudio retrospectivo para el caso de que se interpretase como una rotura circular profunda
y los parámetros obtenidos han sido los siguientes:
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SOLUCIÓN DE ESTABILIZACIÓN PROPUESTA
Ante la problemática descrita en el apartado anterior, y con los parámetros del análisis retrospectivo que
definen la situación, se plantea una solución combinada de varias medidas correctoras. En concreto, las
medidas serían las siguientes:
• Retaluzado al 4H:3V con bermas
• Subdren
• Revegetado
• Drenes californianos de 10m, en la base del talud, en caso de que cuando se haga la
excavación del desmonte completo se observe la presencia de agua.
Adoptando estas medidas y con los valores de los parámetros resistentes de los materiales obtenidos del
análisis retrospectivo, se han realizado los cálculos de estabilidad, obteniéndose los siguientes resultados para
el caso de que se ponga dren o no se ponga.
Con dren:
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Sin dren:
Por último se añade el cálculo de la solución planteada en el caso de sismo, adoptando para dicha hipótesis las
aceleraciones consideradas en Proyecto:
av=0
ah=0.2
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A8.- TALUD Dm 91080 – 91720
DESCRIPCIÓN DE LA INESTABILIDAD
Entre los pks 91+080 y 91+720 se presentan una serie de inestabilidades en el talud izquierdo de la traza.
La estratigrafía del talud es una capa de tierra vegetal en superficie y por debajo de la misma aparece un nivel
de arcillas y lutitas.
Tierra vegetal
Arcillas y lutitas
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Planos de Juntas
Entre los pks 91+450 – 91+555 se aprecia, en el frente de rotura, ciertos planos, indicativos de un fenómeno
de rotura tipo roca, además de unas dimensiones de la inestabilidad muy pequeñas, sobretodo con un
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desarrollo en profundidad escaso hasta la fecha. Se trataría de una rotura de tipo mixta.
Arcillas y Lutitas:
•
g: 19 kN/m³
•
C: 10kPa
•
F: 27º
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SOLUCIÓN DE ESTABILIZACIÓN PROPUESTA
La solución que se plantea es la siguiente:
•
Retaluzado al 4H:3V
•
Subdren
•
Revegetación
•
Drenes californianos si cuando se excave el talud en su totalidad se observa la necesidad de
los mismos por presencia de agua.
Como se puede apreciar en los cálculos expuestos a continuación, en caso de existir carga de agua en el talud,
es imprescindible realizar los drenes californianos en la base del talud para disminuir las presiones
intersticiales del talud.
Sin drenes:
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Con drenes:
Por último se añade el cálculo de la solución planteada en el caso de sismo, adoptando para dicha hipótesis las
aceleraciones consideradas en Proyecto:
av=0
ah=0.2
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A9.- TALUD 93200 – 93870
Talud que comprende en su interior varios taludes. En concreto son el 93+495 – 93+540 y el 93+595 –
93+605. Se presenta a media ladera con corte en el lado izquierdo.
93+495-93+540
93+595-93+605
Por ser la geología y la problemática común en todos los cortes, únicamente se va a estudiar el corte mas
desfavorable y se aplicará la solución al resto del talud.
DESCRIPCIÓN DE LA INESTABILIDAD
El talud pésimo se encuentra en el pk 93+600 y tiene 17m de altura, con una berma a 10m de altura. La
estratigrafía que se observa son arenas en las capas superiores y apoyadas sobre unas areniscas que a su vez
descansan sobre las arcillas lutíticas.
En las numerosas visitas que se han realizado no se ha observado ninguna rotura todavía, no obstante, al
tratarse de los mismos materiales, con las mismas orientaciones de talud y a escasa distancia que los cortes
estudiados en el siguiente capítulo, se va a realizar un análisis retrospectivo del mismo estilo al que se realizó
para aquel desmonte, buscando una rotura similar.
93+900-94+100
Rotura
circular
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93+780-93+870
93+560-93+640
Arenas limosas
Arcillas lutíticas
Areniscas
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93+420 – 93+560
Arenas limosas
Lutitas
7.2m
50º
10m
Se ha realizado el retrospectivo suponiendo que los terrenos son los que se han identificado. El nivel freático
se ha supuesto afectando al nivel de las arenas, permaneciendo las lutitas y areniscas impermeables. Los
parámetros obtenidos son los siguientes:
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SOLUCIÓN DE ESTABILIZACIÓN PROPUESTA
Se propone una solución de retaluzado del talud tendiendo el talud superior hasta un 4H:3V, manteniendo el
resto de los taludes de la sección en su inclinación actual. Además se propone aliviar las presiones
intersticiales del talud, mediante la ejecución de drenes californianos en el segundo talud y seguramente, en
función del estado de los materiales, en el segundo talud. En concreto las actuaciones serían las siguientes:
•
Retaluzado al 4H:3V en el talud superior con berma en el contacto entre las lutitas y
areniscas.
•
Revegetación en material tipo suelo.
•
Subdren en base del talud.
•
Drenes californianos en la base del talud 93+945-93+605 y dependiendo de la observación
que se realice una vez abierto en su totalidad el talud 93+595 – 93+605.
Con estas medidas se ha realizado un cálculo de estabilidad y se ha obtenido un factor de seguridad
de 1.74.
Por último se añade el cálculo de la solución planteada en el caso de sismo, adoptando para dicha hipótesis las
aceleraciones consideradas en Proyecto:
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ah=0.2
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av=0
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A10.- TALUD Dm 93920 – 94450
Este talud realmente está formado por tres taludes consecutivos en el lateral izquierdo de la traza, como se
puede observar en la planta siguiente. En concreto se han distinguido los taludes siguientes:
•
A: 94+020 – 94+060 y altura 30m
•
B: 94+180 – 94+350 y altura 17m
•
C: 94+350 – 94+450 y altura 14m
A
B
94+020-94+060
94+180-94+350
B
C
94+180-94+350
94+350-94+450
Se van a estudiar los tres taludes por separado, ya que la geología no es común para los tres y las
inestabilidades también son diferentes ente ellos.
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DESCRIPCIÓN DE LA INESTABILIDAD
TALUD A
Se trata del talud situado entre los pks 93+900 y 94+100. El talud tiene en su máxima sección hasta 30m de
altura. Como se puede observar en la siguiente imagen, se divide en tres mediante dos bermas. La estratigrafía
está conformada por arenas limosas en las dos bermas superiores y solamente aparecen las arcillas lutíticas y
las lutitas como tal en los niveles inferiores del talud.
A
93+900-94+100
Arenas limosas
Rotura Circular
Berma
Berma
Arcillas lutíticas
Lutitas
Las roturas observadas entre los pks 94+020 – 94+060, obedecen a la tipología de una inestabilidad típica de
suelos, con rotura circular. Se ha producido aproximadamente en la mitad del talud y en la zona más alta,
correspondiéndose con la zona de las arenas, arrastrando en su derrumbe materiales de las dos bermas
inferiores.
La pendiente media del talud es de 45º en los tres tramos generados. Las alturas de los tres taludes son de
10m, 10m y 9,5m el más alto.
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9.5m
10m
10m
45º
Berma
Berma
Se ha realizado un análisis retrospectivo con la rotura de este talud, con la idea de conseguir unos parámetros
que reflejen el comportamiento exacto de estos materiales.
Se ha realizado el retrospectivo suponiendo que los terrenos son arenas limosas en la parte superior, arcillas
lutíticas en la zona central y lutitas en la inferior. Los parámetros obtenidos son los siguientes:
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SOLUCIÓN DE ESTABILIZACIÓN PROPUESTA
Se propone una solución de retaluzado del talud tendiendo el talud superior e intermedio hasta un 3H:2V,
manteniendo el talud inferior de la sección al 1H:1V. Además se propone aliviar las presiones intersticiales
del talud, mediante la ejecución de drenes californianos desde la segunda berma. En concreto las actuaciones
serían las siguientes:
•
Retaluzado al 3H:2V en el talud superior e intermedio
•
Revegetación del talud al 3H:2V
•
Drenes californianos en la base de la berma más baja.
Con estas medidas se ha realizado un cálculo de estabilidad y se ha obtenido un factor de seguridad de 1.6.
Por último se añade el cálculo de la solución planteada en el caso de sismo, adoptando para dicha hipótesis las
aceleraciones consideradas en Proyecto:
av=0
ah=0.2
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DESCRIPCIÓN DE LA INESTABILIDAD
TALUD B
Se trata del talud que se extiende desde el pk 94+180 hasta el pk 94+350. En este caso la altura máxima es de
17m y únicamente se dispone de una berma dividiendo el talud.
B
94+180-94+350
Arenas limosas
Berma
Lutitas
Como se puede observar en la imagen anterior, la geología son arenas limosas en la parte superior del talud,
atravesadas por la berma y con lutitas en su base. En cuanto a las roturas, como se puede apreciar en la
siguiente imagen, son roturas circulares y se distinguen hasta cuatro diferentes, afectando a los niveles de
arenas.
La altura de los taludes es de 10m el de la parte inferior y de 7.5m el de la parte superior. El ángulo que se ha
dado a dichos taludes ha sido de 50º.
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Roturas circulares
Arenas limosas
Lutitas
7,5m
10m
50º
Para determinar las características resistentes de los materiales que conforman el talud, se ha recurrido a un
análisis retrospectivo, en el cual se simulan, de manera aproximada, las condiciones de ruptura que han
originado las superficies de ruptura que se han podido observar.
Se ha considerado que hasta un par de metros por debajo de la berma el terreno son las arenas limosas, debajo
de las mismas aparecen las lutitas. Los parámetros obtenidos son los siguientes:
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SOLUCIÓN DE ESTABILIZACIÓN PROPUESTA
Se propone una solución de retaluzado del talud tendiendo el talud superior hasta un 3H:2V, manteniendo el
resto de los taludes de la sección al 1H:1V. Además se propone aliviar las presiones intersticiales del talud,
mediante la ejecución de drenes californianos desde la segunda berma. En concreto las actuaciones serían las
siguientes:
•
Retaluzado al 3H:2V en el talud superior
•
Revegetación del talud al 3H:2V
•
Drenes californianos en la base de la berma más baja.
Con estas medidas se ha realizado un cálculo de estabilidad y se ha obtenido un factor de seguridad de 1.76.
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Por último se añade el cálculo de la solución planteada en el caso de sismo, adoptando para dicha hipótesis las
aceleraciones consideradas en Proyecto:
av=0
ah=0.2
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DESCRIPCION DE LA INESTABILIDAD
TALUD C
Se trata del talud que se extiende desde el pk 94+350 hasta el pk 94+450. En este caso la altura
máxima es de 12m.
C
94+350-94+450
Roturas mixtas
Areniscas
Lutitas
Roturas mixtas
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Como se puede observar en la imagen anterior, la estratigrafía está conformada por arenas limosas, areniscas
y limolitas litificadas sobre las lutitas en base. En cuanto a las roturas, como también se pudo apreciar durante
las visitas realizadas, son roturas tipo mixto, que si bien comienzan con formas circulares se distingue en su
progresión una cierta componente predominante, siguiendo algún plano de debilidad más propio de una rotura
de un material tipo roca.
Al igual que en los casos anteriores, se va a tratar de definir los parámetros resistentes de los materiales
mediante un análisis retrospectivo, buscando una rotura con similitud a las observadas en la realidad.
Se ha buscado una rotura mixta y para ello se ha empleado un material anisotrópico junto con una grieta de
tracción. Para tratar la anisotropía se van a dar unas propiedades de reducida cohesión, manteniendo el
ángulo de rozamiento, al material en una determinada dirección que es 20-30º.
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SOLUCIÓN DE ESTABILIZACIÓN PROPUESTA
La solución propuesta pasa por tender el talud y drenarlo. Se ha tendido el talud hasta un 4H:3V, con una
berma a 10m del pie del talud. Adicionalmente se han considerado drenes californianos de 10m al pie del
talud. Con esas medidas se obtiene un factor de seguridad de 1,97.
Por último se añade el cálculo de la solución planteada en el caso de sismo, adoptando para dicha hipótesis las
aceleraciones consideradas en Proyecto:
av=0
ah=0.2
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A11.- TALUD Dm 94600 – 95240
DESCRIPCIÓN DE LA INESTABILIDAD
Este talud se encuentra en las cercanías del cruce del río Trongol, entre los pks 94+600 y 95+240. El talud se
extiende a ambos lados del trazado. Al igual que el anterior talud estudiado, este talud, tal y como se ha
planteado de manera inicial, se subdivide en cuatro taludes:
•
A: 94+820 – 94+860 y altura 9m
•
B: 94+895 – 94+915 y altura 9m
•
C: 94+960 – 94+980 y altura 12m
•
D: 95+100 – 95+220 y altura 9m
A
B
94+895-94+915
94+820-94+860
Rotura III
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D
C
95+100-95+220
94+960-94+980
Rotura I
Rotura II
A diferencia del anterior desmonte estudiado, que también se dividía en varios desmontes, en este caso al
tener todos ellos una geología similar, se van a estudiar todos como un solo tipo. De hecho, de cara a los
cálculos, se estudiará la sección pésima de los cuatro desmontes y se propondrán soluciones comunes a los
cuatro.
La estratigrafía está conformada por arenas naranjas gravosas en la zona superior y arcillas y lutitas en el resto
del corte. En cuanto a la geometría pésima son 20m de altura de talud divididos a mitad por una berma de 3m
de anchura. Ambos taludes formados mantendrán una pendiente de 50º.
10m
50º
10m
Las roturas se han observado en los siguientes pks, 94+820 – 94+860, 94+895 – 94+915, 94+960 – 94+980 y
95+100 – 95+220. En las siguientes imágenes se puede apreciar que la tipología de rotura es muy similar en
todos los casos, pudiendo adaptarse a una rotura circular y por tanto comportándose el terreno como un suelo.
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Arenas Naranjas
Rotura II
Arcillas y lutitas
Pk 94+960
Pk 94+910
Rotura III
Rotura I
Rotura I
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Rotura II
Rotura III
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Para determinar las características resistentes de los materiales que conforman el talud, se ha recurrido a un
análisis retrospectivo, en el cual se simulan, de manera aproximada, las condiciones de ruptura que han
originado las superficies de ruptura que se han podido observar. En concreto, se va a interpretar que son
lutitas arcillosas en su base con arenas limosas por encima y gravas en coronación. Los parámetros obtenidos
son los siguientes:
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SOLUCIÓN DE ESTABILIZACIÓN PROPUESTA
Se propone una solución de retaluzado del talud tendiendo el talud superior hasta un 3H:2V, manteniendo el
resto de los taludes de la sección al 1H:1V. Además se propone aliviar las presiones intersticiales del talud,
mediante la ejecución de drenes californianos desde la berma. En concreto las actuaciones serían las
siguientes:
•
Retaluzado al 3H:2V en el talud superior
•
Revegetación de los taludes en suelo
•
Subdren en base del talud
•
Drenes californianos de 10m en la base de la berma y base del talud
•
Reconstrucción de las zonas caídas con piedra y hormigón magro
Con estas medidas se ha realizado un cálculo de estabilidad y se ha obtenido un factor de seguridad de 1.5.
Por último se añade el cálculo de la solución planteada en el caso de sismo, adoptando para dicha hipótesis las
aceleraciones consideradas en Proyecto:
av=0
ah=0.2
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A12.- TALUD Dm 95280 – 95660
DESCRIPCIÓN DE LA INESTABILIDAD
Talud situado poco antes del ramal de Villa los Ríos, entre los pks 95+280 y 95+660 afecta a los dos lados del
trazado si bien es verdad que donde tiene dimensiones que lo hacen digno de estudio es en el lado izquierdo.
Se trata de un talud en el que predominan las arenas naranjas y areniscas. Únicamente en la zona del
deslizamiento aparecen las lutitas por debajo, lo que está generando un aporte extra de agua al terreno de
manera que se produce la inestabilidad del talud. Esta zona queda limitada entre los pks 95+400 y 95+500,
donde será necesario actuar.
Arcillas y lutitas
Arenas Naranjas
Rotura Circular
Areniscas
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Rotura I
Su máxima dimensión se alcanza entorno al pk 95+380 y son 15m. El talud aparece dividido en dos por una
berma a los 10m de altura. La inclinación de los dos taludes que se forman es de 50º. Pero la zona donde se
produjeron (95+400 y 95+500), las roturas alcanzan los 10m con 50º de pendiente y sin berma.
Para determinar las características resistentes de los materiales que conforman el talud, se ha recurrido a un
análisis retrospectivo, en el cual se simulan, de manera aproximada, las condiciones de ruptura que han
originado las superficies de ruptura que se han podido observar. En concreto, se han considerado las lutitas en
la base, haciendo de tapón de salida del agua y por encima las arenas naranjas cargadas de agua. Los
parámetros obtenidos son los siguientes:
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SOLUCIÓN DE ESTABILIZACIÓN PROPUESTA
Se propone una solución de retaluzado del talud tendiendo el talud superior hasta un 3H:2V, manteniendo el
resto de los taludes de la sección al 1H:1V. Además se propone aliviar las presiones intersticiales del talud,
mediante la ejecución de drenes californianos desde la berma. En concreto las actuaciones serían las
siguientes:
•
Retaluzado al 3H:2V en el talud superior
•
Revegetación de los taludes en suelo
•
Subdren en base del talud
•
Drenes californianos de 10m en la base de la berma
•
Reconstrucción de las zonas caídas con piedra
Con estas medidas se ha realizado un cálculo de estabilidad y se ha obtenido un factor de seguridad de 2.1.
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Por último se añade el cálculo de la solución planteada en el caso de sismo, adoptando para dicha hipótesis las
aceleraciones consideradas en Proyecto:
ah=0.2
av=0
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A13.- TALUD Dm 99050 – 99530
DESCRIPCIÓN DE LA INESTABILIDAD
Este talud se presenta a escasa distancia del peaje de Pilpilco. El trazado se desarrolla en trinchera, pero los
taludes de cierta importancia se presentan en el lado izquierdo.
Grieta de Tracción
Rotura Circular II
Rotura Circular I
Se trata de un talud en el que predominan los limos arcillosos. Únicamente en la primera zona del talud
podrían interpretarse que aparecen las arcillas con lutitas. La rotura obedece a una rotura circular con una
grieta de tracción en coronación de importantes dimensiones, el movimiento de la masa deslizada se puede
observar que es circular.
Limos Arcillosos
Grietas de Tracción
Rotura Circular I
Masa deslizada
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Grieta de Tracción
Rotura Circular II
Se ha adoptado la sección más desfavorable en relación a su estabilidad. Esta se encuentra en el pk 99+260 y
tiene 15.3m de altura, dividido en dos taludes por una berma. El primero de los taludes es de 10m de altura,
mientras que el segundo de los taludes es de 5,3m, ambos con un ángulo de 50º.
5.38m
10m
50º
Para determinar las características resistentes de los materiales que conforman el talud, se ha recurrido a un
análisis retrospectivo, en el cual se simulan, de manera aproximada, las condiciones de ruptura que han
originado las superficies de ruptura que se han podido observar. En concreto, se ha considerado todo el
terreno como limos arcillosos, y saturados. Los parámetros obtenidos son los siguientes:
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SOLUCIÓN DE ESTABILIZACIÓN PROPUESTA
Se propone una solución de retaluzado del talud tendiendo el corte superior hasta un 3H:2V, manteniendo el
resto de los taludes de la sección al 1H:1V. Además se propone aliviar las presiones intersticiales del talud,
mediante la ejecución de drenes californianos desde la berma. En concreto las actuaciones serían las
siguientes:
•
Retaluzado al 3H:2V en el talud superior
•
Revegetación de los taludes en suelo
•
Subdren en base del talud
•
Drenes californianos de 10m en la base de la berma
•
Relleno de zonas caídas con gaviones y material granular
Con estas medidas se ha realizado un cálculo de estabilidad y se ha obtenido un factor de seguridad de 1.9.
Se añade el cálculo de la solución planteada en el caso de sismo, adoptando para dicha hipótesis las
aceleraciones consideradas en Proyecto:
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ah=0.2
av=0
También se ha calculado la sección reparada colocando la escollera en el pie del talud. En este caso el factor
de seguridad obtenido ha sido de 1.5.
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A14.- TALUD Dm 99760 – 100040
DESCRIPCIÓN DE LA INESTABILIDAD
Se trata del talud de acceso al Puente de Pilpilco, situado entre los pks 99+970 y 100+010.
El talud tiene 35m, con dos bermas, en el que predominan los limos arcillosos en la primera berma, en la
segunda berma se combinan las arcillas con las lutitas y finalmente en la berma inferior predominan las
lutitas. En general, no se distingue ninguna rotura importante pero sí un acarcavamiento, fruto de la intensa
meteorización del material. Únicamente en las zonas laterales se aprecian inestabilidades sobre las que actuar.
Berma
Limos Arcillosos
Arcillas y Lutitas
Berma
Pizarras y Lutitas
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Cárcavas
Zonas inestables
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15.8m
45º
10m
10m
Como se puede apreciar en las diferentes imágenes anteriores, las inestabilidades que se presentan en este
talud son inestabilidades fruto de algún desprendimiento y caída de cuñas o acarcavamiento del talud por la
escorrentía. Sin embargo cualquiera de los dos fenómenos observados, se presentan a pequeña escala y
aparentemente no deberían representar un problema serio.
SOLUCIÓN DE ESTABILIZACIÓN PROPUESTA
Ante esta problemática, la solución que se plantea es una solución de biselar las zonas laterales al 3H:2V,
revegetar en aquellas zonas donde aparezca suelo y colocar drenes californianos que disminuyan las presiones
intersticiales del talud.
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A15.- TALUD Dm 100100 – 100500
DESCRIPCIÓN DE LA INESTABILIDAD
Este talud se encuentra nada más pasar el puente de Pilpilco. Aunque es en trinchera, la principal entidad de
talud se presenta en su lado izquierdo.
Rotura I
Rotura II
Se trata de un talud de 12m, sin bermas e inclinación 45º, en el que predominan los limos arcillosos en la zona
superior y las arcillas con lutitas en la zona inferior del talud. Las roturas que se observan son roturas mixtas
en las que se combina el movimiento circular propio de los suelos, con ciertos planos de debilidad que
provocan roturas más lisas.
Limos y Arcillosos
Arcillas y Lutitas
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100+460
Rotura I
Rotura II
12m
45º
Para determinar las características resistentes de los materiales que conforman el talud, se ha recurrido a un
análisis retrospectivo, en el cual se simulan, de manera aproximada, las condiciones de ruptura que han
originado las superficies de ruptura que se han podido observar. En concreto, se ha considerado la mitad
superior del talud como limos arcillosos, y saturados y la mitad inferior como Arcillas y lutitas. Los
parámetros obtenidos son los siguientes:
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SOLUCIÓN DE ESTABILIZACIÓN PROPUESTA
Se propone una solución de retaluzado del talud tendiendo el talud hasta un 3H:2V, Además se propone
aliviar las presiones intersticiales del talud, mediante la ejecución de drenes californianos desde la berma. En
concreto las actuaciones serían las siguientes:
•
Retaluzado al 3H:2V en el talud superior
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•
Revegetación de los taludes en suelo
•
Subdren en base del talud
•
Drenes californianos de 10m en la base de la berma
•
Relleno de zonas caídas con gaviones y material granular
Con estas medidas se ha realizado un cálculo de estabilidad y se ha obtenido un factor de seguridad de 1.5.
Se añade el cálculo de la solución planteada en el caso de sismo, adoptando para dicha hipótesis las
aceleraciones consideradas en Proyecto:
av=0
ah=0.2
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Por último se añade el cálculo de la zona donde se han producido ya inestabilidades y para su reparación se ha
rellenado con gaviones.
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