Este trabajo de !"est#ac$! corres%o!de al da#!$stco de los tal&des, y estmar s& establdad de los msmos, e! la carretera Cajamarca ' (a#dale!a, )m11* ' +asta el )m 121 E! la carrete ra de Sa! -&a!. C+ oro%am%a, tramo 11* )m ' 121 )m se e"de!c a !establdad de tal&des y laderas e! s&elos col&"o.al&"ales y rocas l&ttas y cal/as del#adas, aectadas debdo a la %rese!ca de dsco!t!&dades, las %rec%taco!es %l&"ales co! mayor rec&e!ca e! los meses de mayo j&lo de todos los aos, #e!era!do cada de rocas y desl/ame!tos crc&lares y e! c&as E! la determ!ac$! de los res<ados de la !"est#ac$! se obt&"ero! los actores de se#&rdad e! los tal&des ya sea! e! s&elos o rocas las c&ales est3! &bcadas e! las %ro#res"as de la carretera Cajamarca ' (a#dale!a E! cada &!o de los %&!tos crtcos co!sderados se real/$ &!a clascac$! e!tre mac/o rocoso y s&elo: e! el caso de los mac/os rocosos se %&ede obser"ar 4&e e! los tramos 1 y 2 se obt&"ero! res<ados m&y smlares co! &! R(R de 52 y 5 res%ect"ame!te, esta %oca dere!ca de "arac$! se debe a 4&e ambas estaco!es se e!c&e!tra! e! &! tramo lar#o de a%are!ca crtca %erte!ece!tes a la msma ormac$! 7C+&lec8 co! smlares dme!so!es de tal&d9 %ese a ello %odemos !otar &!a dere!ca m3s co!t&!de!te e! relac$! a s&s actores de se#&rdad se!do estos de 000 y 065 co!sder3!dose e! ambos casos !estables
ABSTRAC This research corresponds to the diagnosis of the slopes, and estimate their stability thereof, in Cajamarca road - Magdalena, km119 - until km 121. n the road from !an "uan Choropampa, stretch 119 km. - 121 km. unstable slopes and slopes in collu#ial-allu#ial soils and shales and limestones thin e#ident, affected due to the presence of discontinuities, rainfall more fre$uently in the months of May "uly e#ery year, causing rockfalls and landslides circular and %edges. &n determining the results of research safety factors they %ere obtained on the slopes either in soil or rocks %hich are located in the Cajamarca progressi#e road - Magdalena. &n each of those considered critical points classification bet%een rock mass and soil it took place' in the case of rock masses can be seen in sections 1 and 2 #ery similar results %ere obtained %ith a (M( of )2 and )* respecti#ely, this little difference #ariation is because both stations are located on a long stretch of critical appearance belonging to the same formation +Chulec %ith similar dimensions slope ne#ertheless %e can notice a stronger difference in relation to their safety factors being these of .* and ./0) considered unstable in both cases
CAPITULO I INTRODUCCIÓN
;os desl/ame!tos 4&e se e!c&e!tra! e! la carretera Cajamarca . (a#dale!a est3! relaco!ados co! las ormaco!es C+&lec, do!de oc&rre! co!sta!tes desl/ame!tos crc&lares debdo a las rec&e!tes ll&"as e!tre los meses de !o"embre y abrl Estos desl/ame!tos so! e"e!tos, do!de la #ra"edad toma &! rol de #ra! m%orta!ca, +ace!do 4&e &!a %arte de la masa del terre !o se des%lac e +aca 3reas ! erores ;a clascac$! c&a!ttat"a y c&altat"a de estos %rocesos se basa e! la orma e! c$mo oc&rre dc+o mo"me!to, d"d
1313
PLANTEAMIENTO DE L PROBLEMA
E! la carrete ra de Sa! -&a!. C+ oro%am%a, tramo 11* )m ' 121 )m se e"de!c a !establdad de tal&des y laderas e! s&elos col&"o.al&"ales y rocas l&ttas y cal/as del#adas, aectadas debdo a la %rese!ca de dsco!t!&dades, las %rec%taco!es %l&"ales co! mayor rec&e!ca e! los meses de mayo j&lo de todos los aos, #e!era!do cada de rocas y desl/ame!tos crc&lares y e! c&as 133
FORMULACIÓN DEL PROBLEMA
>C&3l es el com%ortame!to de los tal&des y laderas 4&e oc&rre! e! rocas l&ttas y cal/as del#adas, e! las /o!as crtcas e! la carretera Sa! -&a!. C+oro% am%a, tramo 11*)m ' 121 )m? 1353
JUSTIFICACIÓN DE L A INVESTIGACIÓN
E! la carretera de los Sa! -&a!. C+oro%am%a,
tramo )m ' )m s& re &er tes
%rec%taco!es d&ra!te la mayora de meses del ao, +ec+o 4&e #e!era !establdad e! los tal&des aectadas %or las !ltraco!es, ay&dadas %or las dst!tas amlas de dsco!t!&dades 4&e %rese!ta el mac/o rocoso, el 3!#&lo del tal&d, allas re#o!ales o locales e!tre otros @ec+os 4&e %&ede! dejar !com&!cados a los %&eblos y m&y daadas las carreteras
1363
LIMITACIONES
;a alta de laboratoros es%ecal/ados 4&e %ermta! real/ar e!sayos de com%res$! tra=al, %ara obte!er mayor %recs$! e! los res<ados ;a alta de %osbldad de m&estreos %ara el a!3lss de s&elos 7cme!tac$! de las estr&ct&ras de co!te!c$!8 1373
&8#!*&*
E=ste tal&des !estables e! el tramo )m' )m carretera sa! -&a!. C+oro%am%a, los c&ales est3! asocados al com%ortame!to #eomec3!co de s&elos y rocas, as como a la !ltrac$! de las a#&as %l&"ales 13:3
OBJETIVOS
13:313 GENERAL •
A!al/ar la !establdad de tal&des e! /o!as crtcas e! el tramo )m' )m, carretera de Sa! -&a!. C+oro%am%a
13:33 ESPECÍFICOS
• • • •
Carto#raar las ltomoroestr&ct&ras De!r las /o!as crtcas y de !establdad Caracter/ar #eomec3!came!te los s&elos se#! crteros de (o+r.Co&lomb Caracter/ar las rocas te!e!do los crteros de @oe) y Bro! y Be!as)* 7R(R8
•
Determ!ar los actores de se#&rdad
CAPITULO II MARCO TEORICO3 313
ANTECEDENTES T EÓRICOS DE L A INVESTIGACIÓN •
Bolet! NF 1, Geolo#a de los C&adr3!#&los de Cajamarca, Sa! (arcos y Cajabamba9 edtado %or el H!stt&to Geol$#co (!ero y (etalr#co 7HNGE((ET8 Descrbe! las &!dades ltoestrat#r3cas y alca!ces de tect$!ca
•
de los c&adr3!#&los me!co!ados (ercado, 720158 IA!3lss de !establdad de tal&des e! /o!as crtcas e! la carretera Cajamarca.Cele!d! e! el tramo )m J2K000.)m *5K500L E! esta tess se e"ala /o!as crtcas %ara la establdad de los tal&des e! la carretera
•
Cajamarca Cele!d! tramo Mm J2 K000 al Mm *5 K 500 Acejas, P, Garay, @, y Re4&ejo, N 720158 A!3lss de H!establdad de Tal&des e! la Carretera Cajamarca ' Cele!d! Tramo Mm 2.Mm J2L
33
BASES T EÓRICAS
Se de!e roca como &! a#re#ado s$ldo, ormado %or &!o o "aros m!erales, 4&e se e!c&e!tra orma!do "aras e=te!so!es de la corte/a terrestre E! mec3!ca de rocas se +abla m&c+as "eces de roca o roca !tacta %ara reerrse a &! eleme!to 7tro/o, blo4&e, %robeta8 4&e !o %rese!ta dsco!t!&dades obser"ables E! la !at&rale/a las roca s a%arece! m&y com !me!te
atra"esadas %or dst!tos
caracteres #eol$#cos estr&ct&rales y dsco!t!&dades de "arado or#e! #eol$#co, como la estratcac$!, es4&stosdad, %le#&es, allas, y j&!tas o daclasas Al co!j&!to de estas dsco!t!&dades 4&e atra"esa! la roca se le s&ele de!om!ar estr&ct&ra del mac/o rocoso El mac/o rocoso "e!e a ser la orma e! 4&e se %rese!ta la roca e! el medo !at&ral As %&es &! mac/o rocoso estar3 de!do %or la roca y la estr&ct&ra, 4&e a s& "e/ co!te!dr3 %la!os de estratcac$!, allas j&!tas %le#&es y otros caracteres estr&ct&rales ;os mac/os rocosos so! %or ta!to dsco!t!&os y %&ede! %rese!tar %ro%edades +etero#
C"%$!8#"* G!%!.'(!* 0! M!$;%&$' 0! R"$'*3El %roblema !#e!erl del dseo
estr&ct&ral de e=ca"aco!es, ya sea! s&bterr3!eas o a celo aberto, 4&e trata de resol"er la mec3!ca de rocas es la %redcc$! del com%ortame!to mec3!co del mac/o rocoso e! &!a determ!ada obra o e=%lotac$! s&jeta a las car#as 4&e se le a%l4&e! a lo lar#o de toda s& "da o%erat"a 7Brady y Bro, 1*J89 co!tem%lada desde este %&!to de "sta la mec3!ca de rocas se debera llamar m3s %ro%ame!te !#e!era de los mac/os rocosos ;a mec3!ca de rocas a%lcada a la %r3ctca m!era y a la !#e!era c"l %arte de la !#e!era de la mec3!ca cl3sca y de la mec3!ca de medos co!t!&os, %ero la !at&rale/a "arable de los materales 4&e a!al/a, la co!ere! &! ele"ado !mero de actores es%eccos 4&e la de!tca! como &!a dsc%l!a dere!te y co+ere!te del cam%o de las !#e!eras de m!as y c"l
P)%#"* 0! P'.#&0' 0! (' M!$;%&$' 0! R"$'*3 ;a a%lcac$! de los %r!c%os de
la mec3!ca de rocas a la !#e!era de m!as se basa e! %remsas sm%les y tal "e/ e"de!tes 7Brady y Bro, 1*J8: - El %rmer %ost&lado sera s&%o!er 4&e a c&al4&er mac/o rocoso le %&ede! as#!ar &! co!j&!to de %ro%edades mec3!cas, 4&e se %&ede! medr a tra"
de e!sayos est3!dar El se#&!do %r!c%o sera ase"erar 4&e el %roceso de e=ca"ac$! m!era o c"l or#!a &!a estr&ct&ra de roca s&%ercal o s&bterr3!ea ormada %or el mac/o rocoso, eleme!tos de soste!me!to y em%otrame!tos, 4&e se %&ede
-
a!al/ar a %artr de los %r!c%os de la mec3!ca cl3sca ;a tercera %ro%osc$! es 4&e la ca%acdad de %redecr y co!trolar el com%ortame!to del mac/o rocoso, e! el 4&e se real/a la o%erac$! m!era o c"l, %&ede ase#&rar o !creme!tar la re!tabldad eco!$mca lo 4&e se +a de trad&cr e! la %r3ctca de la ece!ca 7m3=ma ecaca8 de la e=%lotac$! del rec&rso, medda e! t
31313 FACTORES GEOLÓGICOS PROBLEMAS GEOTÉCNICOS
;a d"ersdad del medo #eol$#co y la com%lejdad de s&s %rocesos +ace! 4&e e! las obras de !#e!era se deba! resol"er st&aco!es do!de los actores #eol$#cos so! co!dco!a!tes de &! %royecto E! %rmer lar, %or s& mayor m%orta!ca, estara! los res#os #eol$#cos, c&ya !cde!ca %&ede aectar a la se#&rdad o a la "abldad del %royecto E! se#&!do lar est3! todos a4&ellos actores #eol$#cos c&ya %rese!ca co!dco!e t
#eot
#eotect$!co de los materales ;os %rocesos #eol$#cos %&ede! modcar el com%ortame!to de los materales,
!cde!do sobre el medo sco, y ocaso!ar %roblemas #eotect$!cos Por otro lado, la %rese!ca de %roblemas #eotect$!cos m%lca la ado%c$! de sol&co!es e! #e!eral m3s costosas, como %or ejem%lo cme!tar a mayor %ro&!ddad %or !s&ce!ca de ca%acdad %orta!te del terre!o e! cotas s&%ercales, e !cl&so la modcac$! del %royecto o el cambo de em%la/ame!to, se#! el alca!ce de los ctados %roblemas Por el co!traro, &!as co!dco!es #eotect$!cas a"orables %ro%orco!a! !o solo &!a mayor se#&rdad a las obras, s!o &! desarrollo de las msmas s! m%re"stos, lo 4&e !l& ye s#!cat"ame!te e! los costos y %la/os de la obra
Litología
FactoresC aracterísticos
(ocas duras
- Minerales duros y abrasi#os
(ocas blandas
- (esistencia media a baja - Minerales alterables
!uelos duros
- (esistencia media a alta
!uelos blandos
- (esistencia baja a muy baja
!uelos org6nicos y 7iog8nicos
- lta compresibilidad - structuras metaestables
ProblemasG eotécnicos - brasi#idad - ificultad de arran$ue - (oturas en taludes - eformabilidad en t3neles - Cambio de propiedades con el tiempo 4roblemas en cimentaciones con e5pansi#as y estructuras colapsables - sientos en cimentaciones - (oturas en taludes - !ubsidencia y colapsos
arcillas
Cuadro 1: Influencia de la litología en el comportamiento geotécnico del terreno
;&s Go!/ales De allejo, 720028
Cuadro 2: Estructuras geológicas y problemas geotécnicos Factores c aracterísticos
Problemas g eotécnicos
:allas y fracturas
Estructuras g eológicas
!uperficies muy continuas espesor #ariable
(oturas, inestabilidades, acumulaci;n de tensiones, filtraciones y alteraciones.
4lanos de estratificaci;n
!uperficies separaci;n continuas poca !uperficies poco continuas, cerradas o poco separadas !uperficies de gran continuidad
(oturas, inestabilidades, filtraciones
iscontinuidades 4liegues :oliaci;n es$uistosidad
!uperficies poco continuas y cerradas
;&s
(oturas, inestabilidades, filtraciones y alteraciones &nestabilidad, filtraciones y tenciones condicionadas a la orientaci;n nisotrop
Go!/ales De allejo, 720028
4rocesos geo$u
ltas temperaturas. nomal
Problemas geoambientales y actuaciones a?os a las poblaciones e infraestructuras. ise?o antis
;&s
umento del riesgo de inundaciones y desli>amientos. Medidas de protecci;n en cauces y costas. a?os en poblaciones e infraestructuras. bstrucci;n de cauces. Medidas de estabili>aci;n. Control y pre#enci;n. 4roblemas en cimentaciones. fecci;n a culti#os y regad
5plosi;n de rocas en minas y t3neles profundos. eformaciones a largo pla>o en obras subterr6neas. Medidas de dise?o en t3neles y minas (iesgo de e5plosi;n. ificultad de ejecuci;n en obras subterr6neas.
Go!/ales De allejo, 720028
3133 MEC
co! &ertes &!o!es co+es"as %erma!e!tes 4&e +abt&alme!te se co!sdera! &! sstema co!t!&o ;a %ro%orc$! de dere!tes m!erales, la estr&ct&ra #ra!&lar, la te=t&ra y el or#e! de la roca sr"e! %ara s& clascac$! #eol$#ca
;os s&elos, so! a#re#ados !at&rales de #ra!os m!erales &!dos %or &er/as de co!tacto, !ormales y ta!#e!cales a las s&%erces de las %artc&las adyace!tes, se%arables %or medos mec3!cos de %oca e!er#a o %or a#tac$! e! a#&a A dere!ca de los s&elos, la com%osc$!, caracterstcas y %ro%edades de las rocas so! altame!te "arables, co!re!do a los materales !at&rales &! car3cter +etero#
Ge!erac$! de meca!smos y s&%erces de ract&ra e! los %rocesos de
-
deormac$! ($d&los de deormac$! altos e! com%arac$! co! los s&elos Baja %ermeabldad e! com%arac$! co! los s&elos
M'$&/"* ."$"*"*
;as masas rocosas se %rese!ta! e! la !at&rale/a aectadas %or &!a sere de %la!os de dsco!t!&dad o debldad T.'%*&$&% R"$' – S)!("
;os s&elos se or#!a! %or los %rocesos de alterac$! y ds#re#ac$! de las rocas sedme!taras, #!eas o metam$rcas a 4&e da! lar los %rocesos #eol$#cos e=ter!os y los e!$me!os clm3tcos Se orma! s&elos resd&ales c&a!do el %rod&cto de descom%osc$! de la roca %erma!ece e! el lar de or#e!, o s&elos tra!s%ortados c&a!do !o %erma!ece e! s& lar de or#e! Estos %rocesos scos come!/a! e! el mome!to e! 4&e &!a roca st&ada e! la s&%erce terrestre s&re ra#me!tac$! mec3!ca %or e!$me!os scos o 4&mcos y, e! el caso de los s&elos tra!s%ortados, com%re!de! las s#&e!tes eta%as: -
Ds#re#ac$! y remobl/ac$! de las %artc&las %or alterac$! y
-
meteor/ac$! de la roca madre Tra!s%orte del materal %or a#e!tes co! certos !"eles de e!er#as
-
Ac&m&lac$! del materal e! /o!as de bajo !"el e!er#
-
sco4&mcas y bol$#cas del ambe!te Tra!sormac$! meda!te da#
21 PROPIEDADES FÍSICAS MEC
El est&do de la mec3!ca de soldos as&me #e!eralme!te &! com%ortame!to +omo#
;as %ro%edades scas de las rocas so! res<ados de s& com%osc$! m!eral$#ca, 3brca e +stora #eol$#ca, deormaco!al y ambe!tal !cl&ye!do los %rocesos de alterac$! y meteor/ac$! ;a #ra! "arabldad de estas %ro%edades se releja e! com%ortame!to mec3!cos dere!tes re!te a las &er/as 4&e se a%lca! sobre las rocas, com%ortame!tos 4&e deja! de!dos %or
la resste!ca del materal y %or s& modelo de deormac$!9 as me!tras &! #ra!to sa!o se com%orta de orma el3stca y r3#l re!te a ele"adas car#as &!a mar#a o &!a l&tta %&ede! %rese!tar &! com%ortame!to dctl a!te es&er/os moderados o bajos P."8&!0'0!* F=*&$'* 0! (' M'#.&/ R"$"*'
E=ste! &!a sere de %ar3metros 4&e se em%lea! %ara la de!tcac$! y descr%c$! c&a!ttat"a de las %ro%edades b3scas de las rocas y %ermte!, as msmo establecer &!a %rmera clascac$! co! !es #eot
de y
4ropiedades Composici;n. Mineral;gica. :6brica y te5tura. Tama?o de grano. Color. 4orosidad+n 4eso espec
4ropiedades mec6nicas