Sociedad Mexicana de

Ingeniería Geotécnica, A.C.

XXVI Reunión Nacional de Mecánica de Suelos e Ingeniería Geotécnica

Noviembre 14 a 16, 2012 – Cancún, Quintana Roo

Estabilización de taludes en la carretera a Xichú, Gto.Slope stabilization at the road to Xichu, Gto.

Xicotencatl CORTES1, Rafael MORALES1, Raúl MORALES2 y Víctor A. SOTELO2

1Mirasi de México, S.A. de C.V.2Ingeniero consultor

RESUMEN: En este artículo se presenta la estabilización de taludes construidos en rocas ígneas y sedimentarias, ambas muy alteradas, en la carretera que va de San Luis de la Paz a Xichú, en el estado, de Guanajuato. Se analizaron diferentes tramos con diferentes condiciones y problemáticas. Se describe cómo se analizó cada tramo, comenzando por la descripción del sitio y del proyecto para posteriormente entrar con detalle a la geología de la zona en general y a la geología local en particular. Se describen los rasgos característicos de las fallas, se describe la exploración, los caminamientos realizados, las correlaciones obtenidas y los patrones de fallas observados. Se presentan finalmente las conclusiones generales y particulares a las que se llegó con el estudio y las recomendaciones emitidas para la estabilización.

ABSTRACT: This article presents a study for slope stabilization built in igneous and sedimentary rocks, both of which are altered, in the road from San Luis de la Paz to Xichú, in the state of Guanajuato. We analyzed nine different sections. We describe how each section was analyzed, starting with the description of the project site and then enter in detail the geology of the area in general and the local geology in particular. We describe the characteristic features of observed failures. Finally we present general and specific conclusions to those reached with the study and the recommendations for the stabilization.

1 INTRODUCCIÓN

Debido a la problemática geológica y geotécnica que se presenta en la carretera de acceso a la población de Xichú, se llevaron a cabo trabajos para identificar los riesgos que pueden presentarse en el tramo que va de los kilómetros 51+780 a 52+380. El área en cuestión, además, se encuentra dentro de un área de protección ecológica, en donde están restringidas las perforaciones, los cortes de árboles o vegetación y el crear caminos, aunque sean de tipo de penetración, completamente provisionales.

A continuación se describen – de manera muy resumida – los trabajos que se realizaron y que finalmente cubrieron los objetivos propuestos, habiendo tenido que realizar, para ello, diversos estudios: Topográfico, Hidráulico e Hidrológico, Geofísico, Geológico y Geotécnico, llegando con ello a un análisis detallado de la problemática y proponiendo a continuación una solución, que a continuación se presenta de manera generalizada.

2 ACTIVIDADES REALIZADAS

2.1 Recopilación y Análisis de InformaciónEn una primera etapa se recopiló y analizó información de tipo geológico, con objeto de

establecer el tipo de rocas que se iban a encontrar durante la verificación de campo.2.2 Reconocimiento de Campo

2.2.1Primera etapa

Consistió en realizar una zonificación, la cual se basó en identificar los tramos del corte que presentan problemas similares desde el punto de vista geológico, estructural y de estabilidad, es decir zonas con problemas de fracturamiento, bloques caídos, deslizamientos, fallamientos, etc.

A partir de este recorrido se decidió zonificar al corte en nueve tramos, enumerándolos a partir del mayor kilometraje al menor (Tabla 1).

Tabla 1. Zonificación del corte

No. zona Kilometraje (Km+m) Longitud (m)

de a1 52+380 52+330 50

SOCIEDAD MEXICANA DE INGENIERÍA GEOTÉCNICA A.C.

2 Título del trabajo

2 52+330 52+260 70

3 52+260 52+235 25

4 52+235 52+170 65

5 52+170 52+060 110

6 52+060 51+920 140

7 51+920 51+865 55

8 51+865 51+815 50

9 51+815 51+780 35

2.2.2Segunda etapa

Consistió en realizar dos actividades conjuntas: la primera se basó en la descripción a detalle de las características litológicas del macizo rocoso para cada zona, haciendo énfasis en las condiciones de fracturamiento e intemperismo que presentan los diferentes materiales. Paralelamente se realizó la identificación de las características de estabilidad del talud, como es la identificación de bloques caídos o con potencialidad a caer, espesor de la zona intemperizada, zonas con deslizamientos de masas, presencia de bermas o cunetas, etc.

Durante el desarrollo de esta segunda etapa se realizaron mediciones en un total de 23 estaciones estructurales, en las cuales se registraron los rumbos, direcciones y ángulos de inclinación en capas, fallas y fracturas, haciendo énfasis en las estructuras que pueden provocar un mayor riesgo para la estabilidad del talud.

2.2.3Tercera etapa

Se realizó con apoyo de mosaicos fotográficos realizados en la primera etapa del trabajo de campo, así como en las secciones y plantas topográficas previamente impresas. En todo este material gráfico se vaciaron las características litológicas, estructurales y de estabilidad, más representativas para cada una de las zonas; el objetivo fue establecer de manera gráfica las condiciones actuales que presenta el corte, la problemática y la localización de las zonas inestables en el mismo.

La etapa final de los trabajos de campo, consistió en la ubicación de los sitios más adecuados para realizar los trabajos de geofísica (sísmica de refracción), los cuales se ubicaron en zonas inestables y en las que ya han ocurrido deslizamientos de masas, a fin de identificar los espesores de materiales afectados y la profundidad a la que se encuentra el material sano.

En resumen, una parte importante en los trabajos de campo, fue la zonificación del corte, la descripción detallada de los problemas que se presentan en cada una de las zonas definidas y en la descripción del tipo de litología, estructuras que presentan, forma en que interactúan para producir

inestabilidad y descripción detallada de los sitios con problemas.

3 GEOLOGÍA DEL CORTE3.1 Descripción LitológicaEn el corte en estudio sólo afloran las formaciones Soyatal y Mexcala, que para efectos del trabajo geológico fue agrupada como una sola unidad, la cual se encuentra representada por una secuencia de calizas, lutitas y limolitas, estas dos últimas calcáreas; en estratos de espesores variados y con una abundancia de materiales clásticos y calizas, que es variable a lo largo del corte. Las calizas son de textura mudstone, de color gris oscuro al fresco y gris claro cuando la roca está intemperizada; presenta una gran cantidad de vetillas de calcita, con espesor de entre 0.01 a 0.1 m. Su fracturamiento varía de bajo a moderado y está cerrado, con excepción de la zona que está más intemperizada en donde está abierto; en este caso el grado de intemperismo es bajo y la resistencia de la roca varía de alta a muy alta.

Intercaladas con las calizas se tienen limolitas y lutitas; las limolitas son de color café rojizo a café claro al intemperismo y café claro a verdoso al freso; su espesor varía de 0.01 a 0.05 m; están dispuestas en capas delgadas llegando a formar paquetes con espesores hasta de 1 m; se presentan bien litificadas, sin embargo su consistencia es moderada, ya que al golpe del martillo se rompe con facilidad. Su grado de intemperismo es bajo, observándose aún la estructura original de la roca.

Las lutitas presentan una coloración café amarillento a ocre, con tonalidades verdosas, que intemperizan a café claro; están dispuestas en capas delgadas de entre 0.10 a 0.06 m, con estructura laminar; su grado de consistencia es variable, algunas de sus capas están litificadas y otras son prácticamente arcillas sueltas; por lo cuál su resistencia es muy baja.

De manera general esta secuencia de calizas, limolitas y lutitas, presentan foliación y en algunas casos esquistosidad. Estas estructuras se asocian a un metamorfismo de bajo grado generado por los esfuerzos tectónicos a que estuvieron sometidas las rocas; otras estructuras observadas son facturas, fallas y plegamientos, originados por los esfuerzos de compresión y tensión asociados a los procesos tectónicos citados.

3.2 Zonificación del CortePara realizar el estudio a detalle del corte se efectuó una zonificación geológico - geotécnico, basada en identificar tramos similares desde el punto de vista, estructural y de estabilidad, zonas con problemas de fracturamiento, bloques caídos, deslizamientos, fallamiento, etc. El corte se subdividió en nueve zonas (Tabla 2), a partir de las cuales se estableció

SOCIEDAD MEXICANA DE INGENIERÍA GEOTÉCNICA A.C.

(sólo poner primer autor, ver ejemplo) APELLIDO Inicial del nombre et al. 3

la localización de los Tendidos de Sísmica de Refracción (TSR).

Tabla 2. Zonificación del corte

No. Zona Kilometraje(Km+m) Longitud

(m)

Litología (ordenada por orden de

abundancia en la zona)

Estabilidad de la pared del talud

de a1 52+380 52+330 50 lm, lu y cz Estable2 52+330 52+260 70 lm y lu Estable3 52+260 52+235 25 lm y lu Estable

4 52+235 52+170 65 lm, lu y czEstable con algunos bloques que pueden caer por erosión en su base

5 52+170 52+060 110 cz, lm y lu Inestable

6 52+060 51+920 140 cz, lm y lu

Estable con algunos bloques formados la intersección de fracturas que potencialmente pueden caer

7 51+920 51+865 55 lm, lu y czInestable en la que ya ha habido deslizamiento de masas

8 51+865 51+815 50 cz, lm y lu

Estable con algunos bloques formados la intersección de fracturas que tienen posibilidad de caer

9 51+815 51+780 35 cz, lm y lu Estable

A continuación se describen cada una de las nueve zonas en que fue dividido el tramo; en ellas se hizo un análisis de las fracturas, dividiendo los cuadrantes cartesianos a cada 30 grados, con objeto de tener como máximo seis familias de fracturas: NE 0° a 30° SW, NE 30° a 60° SW, NE 60° a 90° SW, NW 0° a 30° SE, NW 30° a 60° SW, y NW 60° a 90° SE.

Con esta base se construyó una roseta de fracturas general y una roseta de fracturas para cada una de las zonas, detectando las familias de fracturas peligrosas, al conjugarse con la orientación del trazo de la carretera, debido a que generan bloques o masas de roca inestables.

3.2.1Zona 1 (52+380 a 52+330)

En esta zona la litología está conformada por calizas, limolitas y lutitas, en una distribución en la que varía la cantidad de calizas.

El fracturamiento en las rocas es variable: en las calizas es bajo mientras que en las lutitas es abundante; por otra parte, hacia la cima del corte se

observó que el espesor de la zona intemperizada varía de 0.20 a 1.0 m; en esta franja el intemperismo se incrementa y no es posible distinguir las características originales de la roca; en lo que respecta a la capa de suelo orgánico, este es muy escaso y tiene un espesor aproximado de 0.3 m.

Desde el punto de vista estructural, la zona presenta estratos que se inclinan hacia el poniente, de forma casi perpendicular al eje de la carretera; el fracturamiento a lo largo de toda la zona varía de moderado a bajo, registrándose tres sistemas de fracturamiento (Tabla 3); la intersección de esta familia de fracturas, con las otras dos y la estratificación (aunque no está inclinada hacia la carretera), provoca que en algunos sitios se tenga el desprendimiento de bloques aislados, sin embargo estos no son frecuentes; por otra parte no se observaron otros rasgos de inestabilidad. Otras estructuras presentes en esta zona, son fallas normales con dirección NW 08° SE e inclinación aproximada de 85°; estas no generan zonas inestables y se trata de fallas inactivas.

Tabla 3. Familias de fracturas en la zona 1familia Dirección de la

familiaDirección de la

fracturaDirección de la inclinación de la

Ángulo de inclinación de

SOCIEDAD MEXICANA DE INGENIERÍA GEOTÉCNICA A.C.

4 Título del trabajo

fractura la fractura1 NE 0° a 30° SW NE 02° SW NW 88° 82°2 NE 30° a 60° SW NE 46° SW SE 44° 89°3 NW 0° a 30° SE NW 14 SE SW 76° 46°

NW 16° SE NE 74° 89°

En resumen, la estabilidad del talud es buena debido a que el fracturamiento de las rocas y la dirección de los estratos, sólo permite que se formen bloques aislados, por lo que se clasificó a esta Zona 1 como estable.

3.2.2Zona 2 (62+330 a 52+230)

Se caracteriza por presentar mayor abundancia de limolitas y lutitas, aunque siguen estando presentes las calizas, pero en menor proporción. El fracturamiento en la zona es moderado; hacia la cima del talud se observó una franja de intemperismo con espesor de entre 1.5 y 2.0 m, en donde ya no se observa la estructura original de la roca; el espesor de suelo vegetal está entre 0.20 a 0.30 m.

En esta zona los estratos están inclinados hacia el poniente en dirección NW-SE, con un ángulo de 20° con respecto al eje de la carretera (están dispuestos de forma oblicua a la carretera).

Se midieron cuatro sistemas de fracturas, de las cuales la familia 1 es la más frecuente y la que está inclinada en dirección de la carretera; a pesar de esto la intersección entre familias de fracturamiento y estratos, no generan inestabilidad, pues los bloques que se forman no presentan potencialidad para caer, por lo que al pie del talud sólo hay pequeños fragmentos caídos derivados del intemperismo de los materiales.

Otras estructuras observadas en la zona son fallas normales con dirección NW-SE y que tienen el “bloque caído” hacia el poniente, así como fallas inversas con dirección NE-SW; todas estas fallas además de ser inactivas, son muy estables y no provocan problemas en el talud.

En resumen esta zona presenta condiciones estables; en comparación con la zona 1 presenta una mayor cantidad de materiales finos (limolitas y lutitas), por lo que sólo se presentan caídos de fragmentos pequeños.

3.2.3Zona 3 (52+260 a 52+235)

Se caracteriza por ser la de mayor estabilidad; presenta limolitas, lutitas y muy escasas calizas. En general, el corte tiene una altura reducida de aproximadamente de 5 m. En la cima del talud se observó un intemperismo que varía de moderado a intenso, por lo que no es posible distinguir las características originales de las rocas; su espesor aproximado es de 1 m.

Con relación a la estabilidad del talud, debido a la predominancia de limolitas y lutitas, los bloques que

se presentan son pequeños y no generan riesgos, por esta razón la zona se clasificó como estable; adicionalmente no hay fallas y el fracturamiento es escaso, por lo que no se realizaron estaciones estructurales.

3.2.4Zona 4 (52+235 a 52+170)

En esta zona siguen siendo predominantes las limolitas y lutitas, aunque en comparación de la zona 3 hay más calizas. En la parte superior del corte hay una franja intemperizada con un espesor aproximado de 1.50 m; el suelo vegetal tiene un espesor del orden de los 0.20 m.

La zona presenta estratos que se inclinan hacia el poniente, formando un ángulo con respecto al eje de la carretera de 60° aproximadamente, esto significa que las capas no están orientadas en dirección a la carretera, sino de forma oblicua a esta; el fracturamiento a lo largo de toda la zona es reducido; en esta zona los bloques con potencialidad para caer, se originan por el hecho de que debajo de los estratos de calizas, las limolitas y lutitas se erosionan fácilmente, por lo que los bloques de calizas quedan salidos y sin sustento, sin embargo este proceso no es frecuente; al borde de la carretera sólo se observan fragmentos pequeños al pie del talud, que cayeron a consecuencia del intemperismo que ataca a las rocas.

Debido a que en esta zona el fracturamiento es escaso no se realizaron estaciones estructurales.

Por lo antes expuesto se concluye que la zona es estable y que sólo se llegan a presentar bloques aislados con posibilidad de caer, cuando las limolitas y lutitas que están debajo de estratos de calizas se erosionan más rápido.

3.2.5Zona 5 (52+170 a 52+060)

Esta zona se localiza en la curva más continua y pronunciada del corte, es una de las de mayor longitud y la que presenta mayores riesgos de estabilidad; está formada por una alternancia de calizas, limolitas y lutitas, con variación de la cantidad de horizontes de calizas.

Hacia la cima del corte y aproximadamente hasta el kilometro 51+160, se observó un espesor de zona intemperizada de 0.2 a 0.6 m, en donde ya no es posible distinguir las características originales de la roca; en el resto de la zona el espesor de la parte intemperizada disminuye hasta ser del orden de 0.1 m; la capa de suelo vegetal es reducida y varía entre 0.1 y 0.2 m.

SOCIEDAD MEXICANA DE INGENIERÍA GEOTÉCNICA A.C.

(sólo poner primer autor, ver ejemplo) APELLIDO Inicial del nombre et al. 5

Desde el punto de vista estructural, la zona presenta estratos dispuestos en diferentes direcciones: del km 52+170 a 52+150 su dirección es NW-SE, casi perpendicular al eje carretero, con inclinación hacia el poniente; del 52+150 al 52+110 la dirección es NE-SW e inclinación hacia el NW; del tramo 52+110 al 52+075 nuevamente tienen una orientación de NW-SE pero inclinación hacia el SW; y por último el tramo de 52+075 al 52+060 tienen dirección NE-SW con inclinación hacia el NW; en resumen, independientemente de la posición y curvatura de la carretera, el macizo rocoso siempre presenta estratos que están inclinados hacia el interior del corte (kilómetro 52+150 al 52+075), o de forma oblicua a la carretera, pero nunca en dirección a esta.

Con relación al fracturamiento, es moderado en las calizas y abundante en las limolitas y lutitas; en las mediciones realizadas se establecieron seis sistemas de fracturamiento; presentando mayor abundancia las fracturas de la familia 4, que están orientadas en el rango de NW 0° a 30° SE; estos sistemas de fracturas (familias) están dispuestas con diferentes direcciones, de forma que algunas de ellas están orientadas hacia la carretera.

Con base en la relación que hay entre la ubicación de la carretera y la orientación del plano

de las fracturas, se les clasificó en fracturas que generan riesgo: alto, medio y bajo (Tabla 4), debido a que con la intersección de los planos de fracturamiento y los planos de estratificación, se generan bloques grandes y masas de roca inestables que potencialmente pueden desplazarse hacia la carretera.

El que muchos de estos sistemas de fracturas se conviertan en riesgosos, está asociado a la curvatura de la carretera en esta zona, que es del orden de 80°, lo que motiva que las fracturas que en una parte no representan riesgo en otra parte si; de igual forma al tener la carretera una curvatura tan pronunciada, las fracturas pueden atravesar a la totalidad del corte, de un lado a otro de la curva y formar masas de roca dirigidas en dirección de la cinta asfáltica, en particular entre los kilómetros (52+070 a 52+140).

Con base en lo antes expuesto, en esta zona las fracturas que generan un mayor riesgo son aquellas que están inclinadas hacia el oriente (en dirección de la carretera) y pertenecen en su mayoría a las familias 4 y 1 (Tabla 4). Un aspecto favorable que ayuda a que los problemas de inestabilidad no sean más graves, es el hecho ya citado, de que las capas están inclinadas hacia el interior del corte o de forma oblicua a la carretera.

Tabla 4. Familias de fracturas en la zona 5

Familia Dirección de la familia

Dirección de la fractura

Dirección de la inclinación de la

fractura

Ángulo de inclinación de la

fractura

Grado de riesgo

1 NE 0° a 30° SWNE 18° SW NW 72° 80° ModeradoNE 02° SW SE 88° 86° BajoNE 28° SW SE 62 66° Alto

2 NE 30° a 60° SW NE 32° SW NW 58° 84° BajoNE 59° SW NW 32 15° Bajo

3 NE 60° a 90° SW NE 84° SW NW 06 42° BajoNE 64° SW NE 26 70° Bajo

4 NW 0° a 30° SE

NW 28° SE SW 72 84° ModeradoNW 4° SE NE 86 72° Alto

NW 19° SE SW 71 80° ModeradoNW 24° SE NE 66 60° AltoNW 12° SE NE 78 80° AltoNW 30° SE NE 60 82° Bajo

5 NW 30° a 60° SE NW 34° SE NE 56 82° BajoNW 62° SE SW 28° 75° Bajo

6 NW 60° a 90° SE NW 82° SE NE 08 86° BajoNE 83° SW SE 07 66° Bajo

Como resultado de la construcción de la vía de comunicación y del intemperismo, se observó que sobre las fracturas han ocurrido procesos que hacen que se continúen de forma curva e incrementen su abertura; esto se presenta a consecuencia del relajamiento del macizo rocoso, al quedar expuesto a la presión atmosférica; ésta situación favorece el desprendimiento o deslizamiento de masas en la pared del talud.

Además de los sistemas de fracturas mencionados, se observaron fallas con dirección NW-SE e inclinación de 75°, y en algunas de éstas se manifiesta inestabilidad en el talud.

Otro aspecto que vale la pena destacar, es que hacia la parte media y alta del corte se construyeron bermas, cuya parte inmediata al cerro coincide en orientación con las fracturas que generan riesgo; esto favorece la acumulación e infiltración del agua

SOCIEDAD MEXICANA DE INGENIERÍA GEOTÉCNICA A.C.

6 Título del trabajo

de lluvia, a través de los planos de las fracturas y con ello se incrementa la posibilidad de falla en el corte.

En conclusión, esta zona por efecto del fracturamiento, fallamiento, dirección del corte y del eje carretero con respecto al macizo rocoso y la filtración del agua de lluvia a través de las obras construidas, representan problemas graves en el talud, por lo que la zona se clasifica como inestable, en particular en la parte de la curvatura, que va de los kilómetros 52+070 a 52+140.

Con relación a los trabajos de geofísica que se realizaron en esta zona, los resultados muestran que:

La parte que está afectada por la relajación de las fracturas, tiene una profundidad aproximada de 10 m.

En la porción superior del corte, en lo que es el cerro, la parte más alterada se presenta en el borde del corte, con un espesor aproximado de 3 m.

Cerro adentro desde la superficie del terreno, la roca está poco alterada y la roca más sana y resistente se presenta a profundidades de entre 12 y 30 m.

En el frente del corte la masa de roca tiene un grado de alteración bajo, sin embargo esta parte aunque está poco alterada desde el punto de vista intemperismo, está afectada por las fracturas antes descritas, por lo que es inestable.

Visto desde la carretera y de frente al corte, la roca más sana y resistente se presenta a una profundidad de 5 m.

Es importante mencionar que si este material más superficial fuera retirado, la roca sana se vería nuevamente afectada por los procesos de intemperismo y el fracturamiento se abriría con el tiempo por el proceso de relajación de la masa rocosa; por lo anterior se concluye que la solución del problema no está en sólo retirar el material.

3.2.6Zona 6 (52+060 a 51+920)

Se encuentra integrada por calizas, limolitas y lutitas. El fracturamiento varía de moderado a bajo en las calizas y es abundante en limolitas y lutitas; hacia la cima del talud se observó una franja de intemperismo y suelo con espesor aproximado de 0.3 m.

En esta zona los estratos se inclinan hacia el NW, con dirección NE-SW; esto representa que todas las capas se dirigen hacia el interior del corte o son casi perpendiculares al eje de la cinta asfáltica.

Con relación al fracturamiento se observaron seis sistemas de fracturas; en donde predominan por abundancia las familias 2, 1 y 5, respectivamente; a diferencia de la zona 5, aquí no se realizó una clasificación por riesgo, pues sólo una de las 20 fracturas medidas está orientada hacia la carretera, esta es de la familia 6 y tiene una orientación NW 62° SE y se inclina al NE con 62°.

Esta zona se considera estable, debido a que sólo se observaron pequeños fragmentos caídos que no generan riesgo y predominan las partes estables (km de 51+960 a 51+920) en las que no existe riesgo potencial de deslizamiento de masas de roca o de caída de bloques grandes.

3.2.7Zona 7 (51+920 a 51+865)

Esta zona presenta también problemas; está conformada por limolitas, lutitas y calizas, aunque en su superficie no es posible observar de forma clara las características de las rocas, debido a que por deslizamientos se encuentra cubierta por material caído; por esta razón el talud presenta un arreglo caótico y no es factible distinguir a las capas en su posición natural, por lo que no se pudieron realizar mediciones de tipo estructural.

Otro factor que afecta la calidad de los materiales es el hecho de que las rocas manifiestan una alteración no sólo provocada por los procesos de intemperismo, sino también por fluidos asociados a los cuerpos de roca ígnea intrusiva que deben estar en el subsuelo a una profundidad desconocida; esta alteración se observa en diversas partes de la zona, así como en todos los materiales de la parte superior del corte, en donde la franja más intemperizada tiene un espesor que varía de 0.8 a 1.5 m y es irregular, ensanchándose y adelgazándose de forma anormal; esto también se asocia a los procesos de alteración relacionados con las rocas ígneas intrusivas.

Un aspecto que puede haber acelerado el deslizamiento de la masa de roca, es el hecho de que hacia la cima del talud se construyó una contracuneta a la que no se da mantenimiento y que debe estar fracturada por las raíces de la abundante vegetación existente, permitiendo la filtración del agua de lluvia, reblandeciendo los materiales e incrementando su potencialidad al deslizamiento.

En la parte alta de esta zona se presentan rocas que tienen una elevada potencialidad al deslizamiento, como ocurre a la altura del cadenamiento 51+990; en conclusión por lo antes expuesto a esta zona se le clasificó como inestable.

Con los resultados de los tendidos de refracción sísmica se establecieron las siguientes conclusiones:

De forma perpendicular al trazo de la carretera y sobre el cerro, los materiales más alterados por procesos relacionados con intrusiones ígneas e intemperismo, se continúan de 30 a más de 60 m cerro adentro (en sentido al cerro no desde la superficie hacia abajo).

En esta parte alta del cerro, el espesor de la franja alterada es variable y está entre 2 y 8 m; por debajo hay roca de regular a buena calidad y la roca sana se ubica entre los 3 y 12 m de profundidad.

Viendo al corte desde la carretera, los materiales afectados por los deslizamientos tienen un espesor aproximado de 8 m, encontrándose la roca menos alterada a aproximadamente 10 m.

SOCIEDAD MEXICANA DE INGENIERÍA GEOTÉCNICA A.C.

(sólo poner primer autor, ver ejemplo) APELLIDO Inicial del nombre et al. 7

Es importante tomar en cuenta durante los trabajos de rehabilitación, que en esta parte del corte la roca estará más alterada por los procesos relacionados con los fluidos derivados de los cuerpos ígneos intrusivos.

3.2.8Zona 8 (51+865 a 51+815)

Está constituida por limolitas, lutitas y calizas; en la cima del talud se presenta una parte alterada con espesor aproximado de 0.2 m. La zona presenta estratos que se inclinan hacia el poniente, intersectando a la carretera con un ángulo de 54°, por lo que no representa riesgos desde este punto de vista, ya que están dispuestos de forma oblicua a la cinta asfáltica.

El fracturamiento varía de moderado a bajo y se observaron dos familias. La intersección de estas fracturas y la estratificación llega a generar algunos bloques (no frecuentes), que tienen posibilidad de caer por la inclinación que presentan los planos de las fracturas, principalmente la familia 2 que se inclina en sentido de la carretera (NE).

Con base a lo expuesto se concluye que esta zona es en general estable y que sólo de forma local y aislada presenta bloques con posibilidad de caer.

3.2.9Zona 9 (51+815 a 51+780)

Esta última zona está integrada por calizas, limolitas y lutitas; el fracturamiento en las calizas es escaso, mientras que en las limolitas y lutitas es intenso; hacia la cima del corte se observó una franja intemperizada de 0.20 m en donde ya no es posible distinguir las características originales de la roca; la capa de suelo vegetal es de muy poco espesor y cuando mucho tiene 0.1 m.

Los estratos se inclinan hacia el poniente y casi al final del corte tienen una inclinación hacia el NW, por

lo que no representan problemas de deslizamientos ya que no están dirigidos hacia la carretera; el fracturamiento varía de moderado a escaso y se encontraron dos sistemas de fracturamiento.

Otras estructuras observadas son fallas normales e inversas con dirección NE-SW e inclinación al SE y NW. Con relación a la estabilidad del talud, éste se presenta muy vertical pero con poca altura, aproximadamente 5 m; con respecto al fracturamiento de las rocas y la dirección de los estratos, se llegan a formar algunos bloques que tienen posibilidad de caer, sin embargo este proceso es aislado y no representa un riesgo. Por otra parte las fallas forman franjas estables y no generan caídos, sólo pequeños fragmentos de roca que se han desprendido del talud por efecto del intemperismo; de acuerdo a estas condiciones la zona se clasificó como estable.

Es importante citar que hacia la cima del corte hay una contracuneta a la que no se le da mantenimiento, en la que se ha desarrollado una gran cantidad de vegetación y que facilita la acumulación y filtración del agua de lluvia, lo que puede ocasionar a futuro inestabilidad en los materiales.

4 CONCLUSIONES

El corte analizado (cadenamientos 51+780 a 52+380) está conformado por una secuencia de cali-zas (cz), limolitas (lm) y lutitas (lu), en las que la cantidad de calizas varía de zona a zona. Para su estudio se dividió en nueve zonas de las cuales solo dos se encontraron inestables, la 5 y la 7, como se observa en el resumen que se presenta en la Tabla 5 “Zonificación del Corte”, a continuación.

Tabla 5. Zonificación del corte

Zona Kilometraje(Km+m) Longitud

(m)

Litología(por orden de abundancia)

Estabilidad de la pareddel talud

de a

SOCIEDAD MEXICANA DE INGENIERÍA GEOTÉCNICA A.C.

8 Título del trabajo

1 52+380 52+330 50 lm, lu y cz Estable2 52+330 52+260 70 lm y lu Estable3 52+260 52+235 25 lm y lu Estable

4 52+235 52+170 65 lm, lu y czEstable con algunos

bloques que pueden caer por erosión en su base

5 52+170 52+060 110 cz, lm y lu Inestable

6 52+060 51+920 140 cz, lm y lu

Estable con algunos bloques formados la intersección de fracturas que potencialmente pueden caer

7 51+920 51+865 55 lm, lu y czInestable en la que ya

ha habido deslizamiento de masas

8 51+865 51+815 50 cz, lm y lu

Estable con algunos bloques formados la intersección de fracturas que tienen posibilidad de caer

9 51+815 51+780 35 cz, lm y lu Estable

5 RECOMENDACIONES

La propuesta más general para la solución de los problemas observados en la zona se presenta a continuación, ya que la propuesta a detalle, con cuantificación de cada uno de los trabajos para cada una de las zonas estudiadas sólo se presenta en el Proyecto Ejecutivo y no en el presente artículo, por motivos de espacio.

Los trabajos por realizar, en todos los nueve tra-mos del corte son:1. Amacice general. Se deberá realizar un amacice

general de las bloques inestables y con potencia-lidad a caer, en toda la cara del talud.

2. Zampeado de mampostería. Se colocará un zam-peado de mampostería de segunda clase, recar-gado al talud, de 5.00 m de altura, a partir del pie del talud, con una base de 0.60 m y rematar en la parte superior con 0.20 m. El empotramiento será de 0.40 m. La mampostería será con roca pro-ducto de los amacices en el tramo en estudio, la cual deberá mantenerse húmeda durante los 3 días posteriores a su colocación, para que el mortero fragüe adecuadamente. Se utilizará mor-tero cemento – arena en proporción 1:5 para jun-tear la mampostería.

3. Malla hexagonal triple torsión. Se colocará malla hexagonal triple torsión de 8 x 10 cm, en toda la cara del talud, a partir del zampeado y 2.00 m por encima de la cresta del corte. Esta malla se anclará con varilla de acero de 1“ de diámetro y 1.00 m de longitud, apoyadas en placas de ancla-je de ½” de espesor y 15 x 15 cm, en un arreglo de 4.00 m horizontal por 2.00 vertical, en tresboli-llo.

4. Cunetas. Se deberá construir una cuneta al pie del talud, a partir del hombro derecho de la calza-da, con las dimensiones que se especifican en los planos de construcción. La cuneta será reves-tida con concreto de f’c = 150 kg/cm2 reforzado con chips de polipropileno a razón de 0.5 kg/m3, en un espesor de 8 cm.

5. Contracunetas. Se deberá reconstruir la contra-cuneta existente en la parte superior del corte, a la distancia y con las dimensiones que se indica en los planos de construcción. La contracuneta será revestida con concreto de f’c = 150 kg/cm2

reforzado con chips de polipropileno a razón de 0.5 kg/m3, en un espesor de 8 cm.

6. Lavaderos. Se colocarán lavaderos para desalo-jar los escurrimientos superficiales y evitar que éstos erosionen la zona. Los lavaderos tendrán un ancho total de 1.20 m y 0.10 m de espesor, ar-mado con malla electrosoldada 66-44, con bordi-llos de 0.10 m, Además, se le colocarán disipado-res de energía a base de roca de 8” de diámetro producto del amacice en los taludes del corte, es-paciados a 0.40 m horizontal y 2.00 m vertical, en tresbolillo. También se deberá anclar el lavadero al terreno natural mediante varillas corrugadas de 1” de diámetro y 1.00 m de longitud, colocados a cada 0.40 m horizontal y 2.00 m vertical, en tres-bolillo; el anclaje deberá ser perpendicular a la in-clinación del terreno natural, ya sea en la ladera o sobre el talud del corte. Los lavaderos serán re-vestidos con concreto de f’c = 150 kg/cm2.

En las zonas 5 y 7, donde los taludes se conside-raron inestables, se deberá sustituir la malla triple torsión por una malla de alta resistencia y además

SOCIEDAD MEXICANA DE INGENIERÍA GEOTÉCNICA A.C.

(sólo poner primer autor, ver ejemplo) APELLIDO Inicial del nombre et al. 9

colocar anclas de fricción y de tensión, como ense-guida se comentan.7. Malla de alta Resistencia. Se deberá colocar una

malla de alta resistencia, de 150 kN/m de resis-tencia a la tensión, 180 kN al punzonamiento y de 90 kN de resistencia al cortante, en toda la cara libre del talud, desde el zampeado y hasta 5.00 m por encima del cero del corte. La malla se anclará en la parte superior con una línea de anclas de tensión (más adelante de describe a detalle) se-paradas a cada 10 m siguiendo el eje del camino. En la parte central se anclará con anclas de fric-ción de 4.00 m de longitud (más adelante de des-cribe a detalle), en un arreglo de 3.00 m horizon-tal por 3.00 m vertical, en tresbolillo.

8. Anclas de tensión. Se colocarán anclas de ten-sión a 5.00 m del cero del corte separadas a cada 10.00 m, siguiendo el eje del camino. Las anclas tendrán una longitud total de 9.00 m: 4.50 m de longitud libre y 4.50 de longitud de bulbo, armadas con 3 torones calibre 13, con una incli-nación de 25° con respecto a la horizontal, con una lechada de cemento – agua – aditivo expan-sivo (Flowcable o equivalente). En la parte supe-rior se colocará un zapata de reacción de 1.50 x 1.50 m y 0.14 m de espesor, de concreto armado de f’c = 250 kg/cm2. Previamente al colado de di-cha zapata, se colocará parte del sistema de an-claje. La fuerza de tensado del ancla será de 35 ton.Anclas de fricción - Se colocará anclas de fricción

de forma sistematizada en retícula de 3.00 x 3.00 m, en tresbolillo, con una inclinación de 25° con respecto a la horizontal. La longitud total de las anclas será de 4.00 m, a base de varilla corrugada de 1” de diámetro, con una lechada de cemento – agua – aditivo expansivo (Flowcable o equivalente). Se apoyarán en placas de anclaje de forma romboidal de 33 x 19 cm, con placas de acero de 8 mm de espesor.

6 REFERENCIAS

Hoek, E. and Bray, J. (2006) “Rock Slope Engineering” 4th edition, Ed. Spon Press, USA

Hoek, E. and Brown E. T., (1985) “Excavaciones Subterráneas en Roca” Ed. Mc Graw Hill de México, S.A. de C.V.

7 AGRADECIMIENTOS

Nos es grato reconocer la valiosa ayuda obtenida por parte de los ingenieros: Marcelino Gómez Martí-nez, Ricardo Joel Avilez Aguilar, Mónica Troncoso Elorza, Agustín Cervantes Ruiz.

SOCIEDAD MEXICANA DE INGENIERÍA GEOTÉCNICA A.C.