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CONSORCIO SICUANI: INFORME FINAL
Estudio de Suelos, Pavimentos Geología y Geotecnia del Estudio Definitivo del Proyecto: “Mejoramiento de la Carretera: Patahuasi –
Yauri - Sicuani, Tramo: Espinar – El Descanso 42.90 Km.
42.90
MEMORIA DESCRIPTIVA
1.1. ANTECEDENTES
EL Proyecto denominado “Estudio de Suelos, Pavimentos, Geología y
Geotecnia del “Estudio Definitivo del Proyecto: Mejoramiento de la Carretera
Patahuasi – Yauri – Sicuani. Tramo Espinar – El Descanso”, está encuadrado
dentro del mejoramiento eficiente del Sistema de Transporte Vial Nacional,
para contribuir al desarrollo y la integración física de la Costa, Sierra y Selva,
mediante la rehabilitación, mejoramiento y mantenimiento de la Red Vial
Nacional.
En el año 2,002, la Dirección General de Programación Multinacional del MEF
aprobó el Estudio de Factibilidad del proyecto y otorgó la viabilidad
correspondiente.
PROVIAS NACIONAL, por la modalidad de Administración Directa, ha
ejecutado los trabajos de trazo y topografía, para que sirvan de base para la
ejecución de los estudios básicos como parte de la ingeniería definitiva.
PROVIAS NACIONAL, como consecuencia del Concurso Público
correspondiente, ha adjudicado la Buena Pro al CONSORCIO SICUANI,
conformado por las Empresas GEOCONSULT S.A. CONSULTORES GENERALES
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y ECSA INGENIEROS, para que desarrollen los estudios de suelos, pavimentos,
geología y geotecnia para el estudio definitivo del proyecto.
1.2. INFORMACION BASICA
1.2.1. Ubicación y Accesibilidad
En el “Diagrama Vial” del departamento del Cuzco, el tramo en estudio
se encuentra ubicado en:
Región : Cuzco
Provincia : Espinar
Distrito : Yauri
El acceso, a partir de la ciudad de Arequipa, se da por la carretera
asfaltada-afirmada que pasa por el abra de Negro Mayo y Mina Tintaya
para llegar a la ciudad de Yauri (Capital de la provincia de Espinar), con
una distancia de 300 Km. y un tiempo de recorrido de 5 horas en bus.
De este lugar, se sigue por la carretera afirmada que es motivo de
estudio, que lleva a la ciudad de Sicuani, hasta llegar al poblado de El
Descanso, con una longitud de 42+900 Km. vía que se encuentra en
regular a mal estado de conservación, siendo parte de una carretera
importante que lleva a la ciudad del Cuzco.
1.2.2. Área de Estudios
Es motivo del presente estudio, el tramo de la carretera Yauri – El
Descanso, de 42+860 Km., con inicio a 400 m. pasando el puente sobre
el río Yauri, siguiendo por el altiplano, cruzando el río Salado, paralelo
al río Tambomayo, cruzando los ríos San Miguel, Chancarani y Agua
Tapiza.
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1.2.3. Objetivo y Finalidad del Estudio
Son objetivo y finalidad de los estudios geológicos y geotécnicos,
evaluar y calificar las condiciones naturales del terreno (rocas y suelos)
donde se emplaza el tramo; identificar, evaluar y calificar los problemas
de geodinámica externa que afectan a la vía, planteando propuestas de
solución; así como del tipo de materiales que serán cortados con los
trabajos de ensanche en la corrección del trazo y variantes propuestas;
dando la información técnica pertinente para que se desarrolle el
proyecto de ingeniería que permita ejecutar las obras bajo condiciones
de seguridad y economía.
Esta comprendido dentro de este propósito, la evaluación geológica-
geotécnica de los puentes y pontones que se ubican en este tramo.
1.2.4. Alcances del Estudio
Para conseguir los objetivos del estudio geológico geotécnico, éste
comprende una evaluación de carácter regional, con determinación de
los tipos de rocas y suelos (material de cobertura), problemas de
geodinámica externa dentro de este ámbito, que tienen incidencia
sobre la carretera, conforme se detallará en los capítulos pertinentes.
Igualmente, dentro de este contexto, se ha hecho una evaluación
sismológica para conocer la historia sísmica regional y deducir la
frecuencia sísmica para la región.
A lo largo de la carretera se hace un estudio de detalle por cada
kilómetro, a escala 1:2,500, que comprende a los taludes superior e
inferior, con definición de sus características litológicas, su estabilidad y,
consecuente afectación a la plataforma de la carretera.
Las investigaciones geológicas y geotécnicas también han estado
referidas a la exploración en la plataforma, vía calicatas, a una
profundidad de 1.50 m. y con espaciamiento cada 250 m. Igualmente en
las evaluaciones de los puentes y pontones.
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También, se han estudiado los lugares de cantera que han de
suministrar los materiales necesarios que se requerirán para ejecutar el
proyecto.
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GEOLOGIA REGIONAL
2.1. INTRODUCCION:
Como corresponde para todo tipo de obras civiles y, particularmente, para
obras longitudinales como es el caso de una carretera, es importante el estudio
del contexto geológico regional, ya que, como es de deducir, la evaluación del
medio natural determina los tipos de rocas y suelos a ser atravesados, así
como los problemas de geodinámica externa que la afectarán; calificando
finalmente, la factibilidad técnico-económica de la obra vial a ejecutar.
Para el caso que nos ocupa y, como es de verse en la interpretación de los
planos regionales que se adjuntan, el altiplano, sobre el nivel de los 4,000 m,
determina el fuerte modelado del relieve, donde los cortes no son significativos,
pero sí la presencia del agua superficial y sub superficial, que juega un papel
importante en la operatividad de la carretera.
2.2. GEOMORFOLOGIA:
La geomorfología sobre los 4,000 m.s.n.m. está caracterizada por un típico
relieve de fuerte modelado. Para el caso de nuestro interés, a lo largo del tramo
de 42.90 Km. se pueden diferenciar dos unidades geomorfológicas:
Unidad de Planicies y Lomadas
Unidad de Cursos Fluviales
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2.2.1. Unidad de Planicies y Lomadas:
Es un típico relieve de altura, llámese genéricamente plano, con
lomadas onduladas por el fuerte modelado a que ha estado expuesta la
superficie por una intensa acción glaciar habida en el pasado geológico
reciente; muy estables, con cobertura vegetal persistente con el “Ichu”,
que es la vegetación natural de estas alturas.
Este fuerte modelado favorece para que los cortes de los taludes de la
vía sean poco significativos en altura; y, consecuentemente, con poco
impacto negativo en la transitabilidad de la vía.
La carretera corta esta unidad geomorfológica en los siguientes
segmentos: Km. 0+000 a 1+850; 3+400 a 9+800; 13+800 a 20+000;
25+900 a 27+600; 28+900 a 33+800; 35+000 a 36+400.
2.2.2. Unidad de Cursos Fluviales:
Dentro de la inmensa planicie, el modelado presenta depresiones,
consecuentes de la intensa actividad glaciar habida en el pasado, que
han permitido la formación de cauces por donde corren caudales
importantes de agua de manera permanente; siendo el río Salado el
curso hidrográfico más importante en el recorrido del tramo.
El trazo de la carretera ha sido rellenado para conformar el perfil al
atravesar estas depresiones que están localizadas entre las siguientes
progresivas: Km. 1+850 al 3+400; 9+800 al 13+800; 20+000 al 25+900;
27+600 al 28+900, 33+800 al 35+000 y 36+400 al 42+860.
2.3. FORMACIONES GEOLOGICAS:
La cartografía geológica elaborada por el INGEMMET y publicada en el Boletín
Nº 58: “Geología de los Cuadrángulos de Velille, Yauri, Ayaviri y Azángaro” –
1995, a escala 1:100,000, describe las formaciones geológicas que a nivel
regional se emplazan en el área circundante a la carretera Espinar – El
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Descanso (motivo del presente estudio) y que se muestra (la parte pertinente)
en el plano geológico adjunto.
2.3.1. Rocas Sedimentarias:
Grupo Puno (P-pu): Con esta denominación se conoce a una
secuencia de areniscas rojizas rosadas y conglomerados. Las areniscas
son de grano fino a grueso generalmente arcósicas (granos de arenas
con predominio de cuarzo); los constituyentes feldespáticos casi
siempre están alterados y tienen coloración clara. Los estratos
conglomerádicos son masivos y menores a los 2 m. de espesor.
Estos estratos gruesos de areniscas están intercalados con limo
arcillitas en estratos delgados y de color rojizo oscuro a marrón.
A este grupo formacional se le asigna una edad Paleógeno, del
Cenozoico.
En el área de interés, estas rocas se emplazan al final de la carretera,
en las inmediaciones del poblado El Descanso, con afloramientos que
tienen una definida dirección SE-NO; estando cortadas por la carretera
entre las progresivas Km. 35+000 al 36+300. En el poblado de El
Descanso se observan pequeños afloramientos de esta roca por la
explanación de la carretera; al igual que en los pequeños segmentos,
entre los Km. 21+600 al 21+800; 22+000 al 22+150, 24+100 al 24+300,
35+000 al 36+300 y 38+300 al 42+860.
Formación Casa Blanca (N-cb): Con esta denominación se conoce a
una secuencia estratigráfica constituida por conglomerados lacustrinos,
de litología monótona, con contenido de tobas arcillosas, de coloración
marrón rojiza, que se ubica mayormente en el norte del cuadrángulo de
Yauri, donde también intercalan con limo arcillitas y, en algunos casos,
con clastos volcánicos.
La edad asignada a esta formación Casa Blanca, es del Cenozoico.
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Las rocas de esta formación geológica, muestran importante
emplazamiento a lo largo de la carretera Espinar – El Descanso, con
algunas soluciones de continuidad por cobertura de material fluvio
glaciar, entre los Km. 2+600 a 22+000.; y, concretamente, entre las
progresivas: Km. 3+400 a 9+800; 16+000 a 18+600; 25+950 a 27+550;
29+000 a 33+600.
Formación Yauri (Qpl-y): Con esta denominación se conoce a
sedimentos lacustrinos que están constituidos por tobas areniscosas y
conglomerados lenticulares fluviales. Generalmente, las tobas son de
color gris blanquecino y se han depositado en capas delgadas;
encontrándose cubriendo a los conglomerados de la formación Casa
Blanca.
La edad geológica asignada a esta formación, es el Pleistoceno-
Cuaternario.
La carretera Espinar – El Descanso atraviesa esta formación geológica
en varios segmentos entre el Km. 0+000 al Km. 24+900 (Río
Chancarani), como es de verse en el plano geológico a escala
1:100,000, adjunto; con el siguiente detalle: entre las progresivas Km.
0+000 a 1+800; 9+800 a 9+900; 13+700 a 16+000; 18+600 a 20+000.
Depósitos de material suelto (Qpl-glf y Qr-al): Se consideran a las
acumulaciones de material inconsolidado a manera de amplias terrazas
que se extienden a ambos lados de los ríos principales, como son
Salado, San Genaro, Chacamayo, Casilemayo y Jahuatapica.
Dentro de estos depósitos, también se consideran a las importantes
acumulaciones de gravas en matriz de arenas limpias que ocupan los
cauces de los ríos arriba mencionados.
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La carretera Espinar – El Descanso, al atravesar los ríos indicados,
corta el material de estas unidades geológicas, en las siguientes
progresivas: Km. 1+800 a 3+400; 9+900 a 13+700; 20+000 a 21+600;
21+800 a 22+000; 22+150 a 24+100; 24+300 a 25+950; 27+550 a
29+000; 33+600 a 35+000; 36+300.a 38+300.
2.3.2. Rocas Intrusivas (Ps-mi)
En el mapa geológico del cuadrángulo de Yauri se delimita un
afloramiento de rocas intrusivas hacia el lado izquierdo de la carretera
Yauri – El Descanso, distante de ella, por lo que no tiene influencia. Son
rocas de naturaleza diorítica, granodiorítica; duras y resistentes al
estado fresco, que es como se presentan por haber sido fuertemente
denudadas por la acción glaciar.
2.4. LITOLOGIA
Será de interés para el mejoramiento de la carretera en estudio, en el tramo
Espinar – El Descanso, que el conocimiento geológico regional se transforme
en información directa y práctica para la elaboración del “Expediente Técnico”,
así como que sirva de información importante durante la ejecución de la obra.
En otras palabras, hacer de la geología una verdadera ingeniería geológica.
Dentro de este raciocinio, se han elaborado planos geológicos tanto del entorno
de la carretera, a escala 1: 40,000 cuanto a lo largo de la misma, a escala
1:2,500, que se orientan a proporcionar la información precisa de las
condiciones naturales del terreno en el contexto del lenguaje de la ingeniería
civil.
Por esta razón, a continuación se describen dos grandes definiciones: roca de
basamento y material de cobertura.
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2.4.1. Roca de basamento:
Se describe como el “conjunto de materiales consolidados,
provenientes de la solidificación del magma, consolidaciones y
diagénesis de los materiales producto de la erosión de las rocas pre-
existentes y recristalización de las rocas pre-existentes (Diccionario
Geológico, J. Dávila, 2006)
En el entorno de la carretera Espinar – El Descanso (42+860 Km.), se
han definido dos tipos de rocas de basamento, las mismas que están
diferenciadas por su comportamiento físico-mecánico frente a los
trabajos de explanación (corte) y a la estabilidad de sus taludes (Ver
Mapa Litológico: G-01).
Rocas R1: Se consideran a las rocas areniscas de origen lacustre,
finamente estratificadas, de color gris; encontrándose generalmente
cubiertas por material conglomerádico en matriz arcillo limosa, también
de origen lacustre.
Desde el punto de vista físico-mecánico, las areniscas se encuentran
permanentemente humedecidas por las aguas superficiales,
presentando una baja resistencia al golpe, con un aparente
debilitamiento superficial. Los conglomerados se desestabilizan cuando
la matriz esta saturada y los taludes son verticales.
Los taludes de corte en las areniscas generalmente son bajos y la
desestabilización se presenta por derrumbes menores o erosiones al
estado de arenas, que al ser arrastradas por las aguas de lluvias,
colmatan a la cuneta, interrumpiéndola, con la consecuente inundación
y erosión de la plataforma de la carretera, contribuyendo, también a
interrumpir la libre circulación de las aguas.
Por esta baja resistencia, las areniscas y conglomerados de cobertura
serán removidos solo con maquinaria, y uso restringido de explosivos.
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Como es de verse en el Mapa Litológico (G-01), la carretera Espinar –
El Descanso atraviesa a estas rocas en varios segmentos entre el Km.
3+400 al Km. 33+600, cuyas precisiones se dan en los planos
geológicos de detalle a escala 1:2500, así como en el Cuadro 1:
Caracterización Litológica a lo largo de la carretera”.
En el detalle, estas rocas son cortadas entre las siguientes progresivas:
Km. 3+400 a 9+800; 16+000 a 18+600; 25+950 a 27+550; 29+000 a
33+600.
Para estas rocas, se recomienda un talud de corte de 5:1 (V:H).
Rocas R2: Se considera a un afloramiento importante que aparece al
final del tramo de la carretera Espinar – El Descanso, a partir del Km.
35+000 y a ambos lados de la vía; pero que es cortado por ésta en
pequeños segmentos: Km. 35+000 a 36+300 y en el poblado de El
Descanso (Km. 38+300 a 42+860).
Igualmente, aparecer pequeños segmentos de esta roca R2 entre las
progresivas 21+600 a 21+800; 22+000 a 22+150 y 24+100 a 24+300.
Los afloramientos son rocas constituidas por estratos de areniscas de
grano fino a grueso, de espesores menores a 1 m., intercalados con
estratos delgados de limo arcillitas, de color rojo oscuro a marrón.
Desde el punto de vista físico-mecánico, las areniscas son de
resistencia media al estado fresco y de baja resistencia cuando están
humedecidas; y las limo arcillitas, son de baja resistencia.
En conjunto (por que son una unidad estratigráfica), los taludes de corte
de la carretera muestran estabilidad relativa, por el endurecimiento
(relativo) de las areniscas frente al debilitamiento de las limo arcillitas,
ya que estas ultimas desmoronan fácilmente por intemperismo dejando
pequeñas “cornisas” en los estratos de areniscas, que luego caen por
gravedad.
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Por su baja a mediana resistencia, estas areniscas serán removidas,
mayormente, con maquinarias, sin el uso de explosivos. Sin embargo,
en la clasificación de materiales para movimiento de tierras, se ha
considerado un bajo porcentaje de roca fija, en la eventualidad de
usarse parcialmente explosivos.
En algunos taludes cortados por la carretera (alturas hasta 5 m), donde
aparecen estratos gruesos de areniscas, es posible obtener bloques
hasta de tamaño mediano que pudieran utilizarse en la conformación de
la plataforma (rellenos, muros de protección), para lo que se deberá
diseñar un sistema de voladura controlada.
En relación con los cortes que se harían en estas rocas, los taludes
deberán tener una relación de 5:1 (V:H).
2.4.2. Material de Cobertura:
Según el Diccionario Geológico de Jorge Dávila B, (2006), se define
como suelo a la “cobertura superficial de la corteza terrestre producto
de la alteración de los minerales de las rocas pre-existentes. La
formación del suelo implica la meteorización química de los minerales
primarios dando lugar a nuevos minerales. El suelo normalmente debe
ser útil para la agricultura….”
Para el caso que nos ocupa, se ha visto por conveniente usar un
término mas amplio que suelo, al querer involucrar a éstos y a los
materiales transportados, como son los que rellenan los cauces
actuales y antiguos de los ríos y quebradas importantes, así como a los
materiales que en forma “laminar” han sido depositados por los
glaciares durante su retroceso.
Dentro de este raciocinio, para la carretera que se estudia se han
considerado dos tipos de material de cobertura.
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Material de cobertura (MC-3):
Referido a los depósitos de material suelto distribuidos en amplias
terrazas que se extienden a ambos lados de los ríos importantes
(Salado, Chacamayo, Pullo, El Descanso); constituidos por gravas de
variada litología (mayormente de rocas volcánicas, así como de
areniscas e ígneas), en aglutinante arcillo limoso; poco cohesivas.
Igualmente, se esta considerando a los materiales sueltos al estado de
gravas que rellenan los cauces de los ríos arriba indicados y de
quebradas importantes, teniendo la misma litología y englobados en
arenas sueltas.
Todos estos materiales en conjunto son poco cohesivos, requiriéndose
solo del uso de maquinaria para su remoción, sin el uso de explosivos.
Para taludes de corte final, se recomienda una relación 3:1 (V: H).
Desde el punto de vista de su aprovechamiento, estos materiales son
apropiados para suministrar agregados para rellenos de la plataforma,
así como para concreto para las obras civiles a ejecutar.
Como es de verse en el Mapa Litológico, la carretera Espinar – El
Descanso discurre en importantes segmentos por este tipo de material
de cobertura, sea cortando los ríos o quebradas, sea siguiendo
paralelas a sus cursos. Así, entre los Km. 1+800 al 3+400, 9+900 al
13+700, del 20+000 al 21+600; del 21+800 al 22+000; del 22+150 al
24+100; del 24+300 al 25+950; del 27+550 al 29+000; del 33+600 al
35+000 y del 36+300 al 38+300.
Material de cobertura (MC-4)
Referido a depósitos lacustres constituídos mayormente por tobas
areniscosas, de color gris blanquecino y por conglomerados fluviales.
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Desde el punto de vista físico-mecánico, las tobas son de resistencia
baja, mayormente cuando están humedecidas, pudiendo removerse
manualmente, mejor aún con maquinaria; y los conglomerados,
constituidos por gravas de areniscas y algunos volcánicos, son de
mediana resistencia como elementos aislados y de baja resistencia al
estado de conjunto.
La carretera Espinar – El Descanso corta a estos materiales entre el
Km. 0+000 al 20+000, en segmentos alternativos, donde los taludes de
corte son generalmente bajos, desestabilizando, mayormente, por la
erosión de las aguas superficiales, en forma de pequeños flujos gravo
arenosos.
En el detalle este material es cortado entre las progresivas: Km. 0+000
al 1+800; 9+800 a 9+900; 13+700 a 16+000; 18+600 a 20+000.
Los taludes de corte finales serán de 3:1 (V: H).
Todo este material de cobertura MC-4 será removido sin el uso de
explosivos.
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GEOLOGIA ESTRUCTURAL
3.1. FALLAS Y OTRAS ESTRUCTURAS
Según la cartografía geológica del INGEMMET (Boletín Nº58: Geología de los
cuadrángulos de Velille, Yauri, Ayaviri y Azángaro – 1985), en el entorno
regional de la carretera Espinar – El Descanso, se tienen mapeadas
importantes estructuras geológicas tipo fallas y plegamientos que siguen la
dirección del plegamiento andino, es decir SE-NO.
Hacia el norte del cuadrángulo (Ver mapa geológico 1:100,000), se localizan
fallas geológicas definidas e inferidas que ponen en contacto a formaciones
geológicas de edades diferentes (antiguas y modernas).
Igualmente y en forma particular, entre los sedimentos de la Formación Puno
(arriba descrita), se observan frecuentes plegamientos anticlinales y sinclinales.
De esta descripción se deduce que en el segmento final de la carretera, a partir
del Km. 35+000, las rocas de basamento (areniscas del Grupo Puno) son las
que se encuentran debilitadas por estas estructuras geológicas, deviniendo en
fracturamientos que facilitan su desintegración.
Se debe precisar que, según la descripción litológica hecha precedentemente
(2.4.1.), son pocos los afloramientos de esta roca arenisca cortados
directamente por la carretera, siendo que, mayormente, el tramo final discurre
en material de cobertura (MC-3).
En la primera mitad de la carretera solo se han mapeado dos fallas inferidas,
de corto recorrido, que la atraviesan a la altura de los Km. 7+400 y 16+000,
que ponen en contacto a formaciones geológicas de edad reciente.
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Por el fuerte modelado a que ha sido sometida la superficie, consecuencia de
la intensa actividad glaciar, estas fallas geológicas no marcan una inestabilidad
importante en las rocas y material de cobertura que las atraviesan.
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SISMICIDAD REGIONAL
Toda obra civil y, particularmente las importantes, tienen que relacionarse,
necesariamente, con la actividad sísmica imperante en nuestro país, habida cuenta
que es conocida su particular ubicación sismo tectónica dentro del contexto del
universo terrestre, con una historia, particularmente reciente, que nos muestra la
frecuencia y magnitud de eventos sísmicos que han generado desastres en
grandes espacios de nuestro territorio, con pérdidas de vidas humanas y fuerte
impacto negativo en la economía nacional. Ejemplo último de un gran desastre ha
sido el terremoto del 31 de mayo de 1,970, que tuvo un impacto vibratorio en un
espacio territorial de 150,000 Km2.
Dentro del contexto sismo tectónico mundial, el Perú se encuentra ubicado en lo
que se denomina el “Cinturón de Fuego Circunpacífico”, que es el ámbito territorial
mundial donde se originan alrededor del 80% de los sismos del mundo.
El entorno tectónico del Perú esta encuadrado dentro de lo que explica la “Teoría
de Tectónica de Placas”, que pone a la “Placa de Nazca” o “Marina” frente a la
“Placa Continental” o “Sudamericana”, con colisión y subducción de la primera
sobre la segunda.
Este desplazamiento convergente de placas explica la formación de la Cordillera
de loa Andes y la deformación continental, así como las grandes depresiones del
fondo marino.
Como quiera que sea evidente la actividad dinámica de la tierra, la generación de
sismos es una consecuencia natural de estos movimientos, poniendo al Perú como
uno de los países de mayor actividad sísmica de América.
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La amenazas de terremotos en nuestro territorio, lo somete a un factor externo que
es el “riesgo sísmico”, por lo que los daños consecuentes estarán en relación
directa con la magnitud del evento (peligro natural de origen sismológico) y a la
capacidad de respuesta de las estructuras, llámese de infraestructura o
edificaciones en general (Vulnerabilidad) a los diferentes valores de aceleración a
las que están sometidas cuando ocurre un terremoto.
El mayor conocimiento de los eventos sísmicos (epicentros y atenuaciones en su
propagación), permitirá planificar obras que con éxito enfrenten las consecuencias
sísmicas.
Es oportuno precisar que condiciones geológicas locales juegan un papel
importante para atenuar o incrementar las aceleraciones sísmicas y, en
consecuencia, los efectos sobre las obras.
Se denominan “Fuentes Sismogénicas”, a las zonas en las que se puede
considerar que los sismos presentan características comunes y, por lo tanto, se
pueden asociar a una misma fuente, criterio que se deduce con la distribución
espacial de los eventos sísmicos.
Dentro de esta definición, para el Perú, de manera general, se pueden considerar
dos fuentes sísmicas importantes, la “Fuente Sismogénica Marina”, que
comprende la fosa y el zócalo continental, donde se originan los eventos mas
importantes y catastróficos, al estar ubicada en la línea de subducción de las dos
placas de tectónicas (“Zona de Benioff”).
Estos eventos catastróficos son de origen profundo (hipocentros), habiendo los de
carácter intermedio y superficial (los más frecuentes).
La otra, es la “Fuente Sismogénica Continental” donde, por la lejanía a la
convergencia de las dos placas tectónicas, los eventos sísmicos son menores en
frecuencia y magnitud, aunque, con excepciones, conforme lo expresa la historia
sísmica nacional, también se han producido terremotos con origen en el
continente (Satipo, 1947, Ancash, 1946).
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En el continente, los eventos sísmicos son tipificados por su profundidad,
independiente de su magnitud, como superficiales (de 0 a 60 Kms), intermedios
(de 61 a 300 Kms.) y profundos (mayores de 301 Kms.).
En el informe interno del Instituto Geofísico del Perú (IGP): “Observaciones acerca
de la neotectónica en el Perú”- 1982), se hacen apreciaciones con conclusiones
preliminares acerca de la actividad sismo tectónica reciente (cuaternaria) del
territorio peruano.
Para nuestro interés, en el ámbito territorial de la región Cuzco (donde se
encuentra ubicada la carretera Espinar – El Descanso), hay las siguientes
descripciones:
En el Capítulo 2, cuando se refiere a las “Estructuras Cuaternarias”, se han
diferenciado en pliegues, flexuras y fallas.
En cuanto a los Pliegues, se describe al anticlinorio del Cuzco, indicando que “se
observa claramente al norte del barrio de San Sebastián, tiene una geometría
compleja en la medida que tiene en su corazón un horst del neocomiano. El eje
tiene un rumbo promedio de N 120ºE”.
Cuando se describen las Flexuras”, no se hace referencia a su existencia en la
región Cuzco.
En relación con las Fallas, se describe que “casi siempre las fallas cuaternarias
provienen de la reactivación de un fallamiento anterior. Por tanto, aunque ellas
están repartidas en muchas regiones del Perú, se encuentran con mayor
frecuencia en determinadas áreas. Estas corresponden a límites entre ciertas
zonas morfoestructurales o paleogeográficas”.
Así, las dos fajas donde hay mayor deformación cuaternaria se ubican en los
límites: Altas Planicies-Cordillera Oriental y Zona Subandina – Cordillera Oriental”.
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Al describirse la “Fallas de la Sierra Sur”, se indica:
Falla Ausangate: Se encuentra entre Ocongate y el macizo de Ausangate. Tiene
un rumbo promedio N 60ºE y una longitud de 20 Kms.
Afecta al material glaciar y fluvio glaciar. Se desconoce el sentido y la edad de su
última reactivación.
Edad Cuaternario Medio a Cuaternario Reciente.
Fallas del Alto Vilcanota (Pomacanchi, Yanaoca, Langui-Layo). Este sistema de
fallas se sigue sobre 70 Km. de longitud, entre el Norte de la laguna Pomacanchi y
la laguna Langui-Layo.
Tienen un rumbo promedio N 150º E excepto en la parte Sur, a partir de Langui
donde cambia para tomar un rumbo promedio N120ºE. Los buzamientos están
alrededor de 60ºhacia el SO.
Al norte de la laguna Pomacanchi, donde se expone mejor la falla, ésta parece
haber tenido una última reactivación al final de Cuaternario medio; sin embargo,
ocurrieron sismos sumamente superficiales y destructores en Yanaoca y la laguna
Pomacanchi.
Por lo tanto, se tendría que estudiar esta familia de fallas con mucho mas detalle
para resolver esta contradicción aparente”.
Edad: Cuaternario Medio a Cuaternario Reciente.
En el Capítulo 3: “Las Fallas Activas”, se indica que “se consideró como activa
cualquier falla que haya tenido reactivación en el transcurso de los últimos 10,000
años, es decir durante el Holoceno”.
En la Tabla de “Las Fallas Activas del Perú”, se consideran a ocho fallas a nivel del
territorio peruano; siendo una de ellas la falla de Pomacanchi, que se ubica en la
región Cuzco; habiendo, sin embargo, una nota que dice: “No hay ninguna
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evidencia de que la falla de Pomacanchi sea activa, mas bien posee tramos que no
se han movido durante el Cuaternario reciente. Sin embargo, Silgado (1973)
menciona tres sismos superficiales y destructores ocurridos en la zona entre 1930
y 1945”.
En el Capítulo 7: Estudios Regionales, al describir “Las fallas de la Región Cuzco”,
se da conclusiones de estudios preliminares:
“La cuenca del Cuzco corresponde a una depresión intra cordillerana ubicada al
límite Alta Planicies – Cordillera Oriental; ella muestra deformaciones cuaternarias
compresionales y extensionales y también rocas volcánicas probablemente de la
misma edad.
La cuenca Cuzco ha sido rellenada por dos formaciones lacustres. Las mas
antigua (Formación San Sebastián) esta afectada por un anticlinorio cuyo eje es
alrededor de N120ºE. La más reciente yace con discordancia angular sobre las
mas antigua. Esta última formación lacustre pertenece al Cuaternario antiguo
mientras que la otra sería del Cuaternario Medio.
La región Cuzco tiene las características de una zona muy afectada por las
deformaciones cuaternarias.
Por lo descrito precedentemente del informe interno del IGP-1982, se puede
resumir que en la región Cuzco existen importantes deformaciones cuaternarias,
inclusive fallamientos, que aunque no tienen una clara evidencia en superficie, se
le asigna ser fuentes de liberación de energía sísmica reciente, como es el caso
de la falla activa de Pomacanchi, que entre los años 1930 a 1945 generó tres
sismos superficiales importantes.
El reporte de “Información Sísmica” preparado por el IGP (Abril, 2006), a solicitud
de Geoconsult S.A. para el estudio de la carretera Espinar – El Descanso (que se
adjunta en anexo), tiene las siguientes apreciaciones:
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Comprende la actividad sísmica ocurrida del área solicitada (Lat. 13.90 a 15.30ºS,
Long. 70.65 a 72.05º W; comprendida entre los años 1500 a 2005, con magnitud
igual o mayor de 3.5. Esta información contiene los parámetros focales de los
sismos y los valores de intensidad observados para cada sismo con magnitud
elevada”.
En el listado de “Parámetros Sísmicos del Área Seleccionada”, en el período
comprendido entre 1746 al 2005, se han producido 116 sismos: de magnitudes
3.5. mb (1963/08/22 - 1987/11/17 – 1992/06/05 – 1998/09/01 – 2003/09/22), hasta
de 6.0 mb (1983/02/16); con mayores intensidades registradas de VII (Acomayo:
1746/02/11), VII (Tinta: 1931/06/18).
En el mapa de distribución territorial de los sismos, se muestra una concentración
de cinco sismos en las inmediaciones de la localidad de Yauri. Muy cerca, se han
producido 2 sismos de profundidad intermedia (61 a 300 Km.), de magnitudes mb:
5 y 4; y, poco al sur, 3 sismos de similar profundidad y magnitudes.
Es probable que en las fechas que se produjeron estos sismos y si la carretera
Espinar – El Descanso ya hubiera, sus impactos sobre ésta pueden haber sido
menores, toda vez que la carretera se desarrolla en una región de altiplanicie,
donde los cortes de los taludes tienen alturas menores; habiéndose producido, con
probabilidad, pequeños desprendimientos del material granular de estos taludes de
corte.
Como se ha indicado, conocer los valores de la “aceleración sísmica”
consecuencia de un evento sísmico, son importantes para ejecutar las obras civiles
que se proyectan, particularmente puentes.
Para el caso de la carretera Espinar – El Descanso, no se tiene previsto construir
nuevos puentes, es decir, se utilizarán los existentes. Sin embargo, los valores de
la “aceleración” esperada se tomaran de los mapas publicados. Así:
Casaverde y Vargas: “Mapa de Aceleraciones Máximas Normalizadas para un
período de 30 años”, donde se da una aceleración entre de 0.17 g.
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Jorge Alva y Jorge Castillo: “Distribución de Iso aceleraciones para un 10 % de
excedencia en 50 años”, que da una aceleración entre 32 a 34 g; y para 100 años,
una aceleración entre 36 a 38 g.
PARAMETROS SISMICO DE SITIO
Dentro de los alcances de la “Norma Técnica de Edificaciones E.030” de
“Diseño sismorresistente”, la carretera Yauri – El Descanso se encuentra
ubicada en la provincia de Espinar, del departamento del Cuzco;
consecuentemente, esta dentro de la denominada “Zona 2” de la clasificación
de “Zonas Sísmicas” del territorio nacional, correspondiéndole un “factor de
zona” de 0.3g; interpretándose como la aceleración máxima del terreno con
una probabilidad de 10% de ser excedida en 50 años.
La descripción litológica hecha precedentemente, indica que la carretera Yauri
– El Descanso se emplaza sobre rocas areniscas bien estratificadas, según la
Norma E.030, a un “Perfil Tipo S1: Rocas Parcialmente Alteradas, teniéndose
los siguientes parámetros:
Periodo que define la plataforma del espectro (Tp):
Tp = 0.40 seg.
Factor de Suelo (S): S = 1.00
Factor de Zona (Z): aceleración máxima del terreno con una probabilidad
de 10% de ser excedida en 50 años
Z = 0.30 (g)
Factor de Ampliación Sísmica (C):
⋅= C≤2.5
C = 2.5 . (0.40) / T = 1.00 / T
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En los materiales de cobertura, se encuentra constituido por depósitos
lacustres y por conglomerados constituido por gravas envueltas en una matriz
de arena. Según la Norma E.030, a un “Perfil Tipo S2: suelos intermedios”,
teniéndose los siguientes parámetros:
Periodo que define la plataforma del espectro (Tp):
Tp = 0.60 seg.
Factor de Suelo (S): S = 1.20
Factor de Zona (Z): aceleración máxima del terreno con una probabilidad
de 10% de ser excedida en 50 años
Z = 0.30 (g)
Factor de Ampliación Sísmica (C):
⋅= C≤2.5
C = 2.5 . (0.60) / T = 1.50 / T
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INGENIERIA GEOLOGICA
5.1. INTRODUCCION:
En este capítulo se abordan todos los aspectos relacionados con las
condiciones naturales del terreno y sus incidencias en la carretera, sea desde
el punto de vista de las rocas y material de cobertura que serán cortados con
los trabajos de mejoramiento (clasificación de materiales), sea por los
problemas de geodinámica externa (peligros naturales) que afectan sus
seguridad física, llámese sobresaturaciones del material de cobertura, sea
desprendimientos del mismo material. Igualmente, comprende el análisis de la
presencia de agua subterránea para deducir su incidencia en la estabilidad de
la carretera.
5.2 GEODINAMICA EXTERNA:
El que la carretera Espinar – El Descanso, con sus 46+860 Km. de longitud, se
ubique en un área de altiplanicie (sobre los 4,000 m.s.n.m.), donde la
morfología muestra un relieve típicamente glaciar, hace que esta carretera
tenga cortes de taludes muy bajos e, inclusive, en varios segmentos con cortes
nulos; consecuentemente, los problemas de inestabilidades en taludes
mayores, tipo deslizamientos, derrumbes, sean nulos; pero, sí, por el hecho de
estar en una superficie puna, los peligros naturales siendo menores, tienen su
relación con las saturaciones del material de cobertura, por la presencia de
agua, se diría en forma permanente, deviniendo en derrumbes menores.
5.2.1 Sobresaturación del suelo:
Como se ha indicado, este fenómeno tiene su origen en el
discurrimiento de agua por las fuertes precipitaciones pluviales que en
estos niveles altitudinales se dan en la mayor parte de los meses del
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año, así como por las aguas de los deshielos de las áreas glaciares
lejanas.
El discurrir de las aguas se da en forma superficial sobre el suelo que
en su casi totalidad esta cubierto por plantas gramíneas del lugar (ichu);
y en forma sub superficial, aprovechando la buena permeabilidad del
material de cobertura que, como se ha descrito, es gravoso, en matriz
arenosa a areno arcillo limosa.
Toda esta agua de discurrimiento superficial y sub superficial cae en
forma laminar por los taludes bajos de la carretera, adquiriendo
velocidad y consecuente energía para impactar sobre las cunetas de la
vía, que al no estar revestidas generan erosiones sobre la roca en las
que están construidas que, como se ha descrito, son areniscas de muy
baja resistencia, presentando un cuadro (las cunetas) de una marcada
irregularidad a manera de cárcavas, que dificultan el libre discurrir de
las aguas hacia las alcantarillas.
El Cuadro N°01: “Zonificación Geodinámica a lo Largo de la Carretera”,
adjunto, muestra los segmentos donde se producen las saturaciones
del suelo que, básicamente se dan en el talud superior (cuando hay
taludes de corte) y a ambos lados de la plataforma (no en ella) cuando
es una planicie. En el talud inferior, para ninguno de los casos, se dan
saturaciones.
En el detalle, estas saturaciones del talud superior (que son las que
tienen incidencias en la carretera), se dan en las siguientes progresivas:
0+000 a 1+700; 3+000 a 9+600; 16+000 a 18+600; 26+000 a 27+600;
29+000 a 34+000; 35+000 a 36+000.
5.2.2 Desprendimientos de material:
Fenómeno que es una consecuencia de la saturación del material de
cobertura (granular), deviniendo en caídas menores de los fragmentos y
el material fino, llegando a las cunetas, interrumpiéndolas parcialmente.
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Como quiera que estas cunetas no tienen el mantenimiento oportuno,
los desprendimientos progresivos en un mismo lugar, las interrumpen,
originando, en algunos casos, desviaciones del agua hacia la
plataforma de la carretera, erosionándola con el lavado de la capa
granular de rodadura.
Siendo que los desprendimientos del material de cobertura (granular)
son una consecuencia de las saturaciones, éstos (los
desprendimientos) se dan entre las progresivas siguientes:
0+000 a 1+700; 3+000 a 9+600; 16+000 a 18+600; 26+000 a 27+600;
29+000 a 34+000; 35+000 a 36+000
5.3 LITOLOGIA A LO LARGO DEL TRAZO:
El mapeo litológico realizado a lo largo del trazo, ha permitido localizar con
exactitud las rocas y material de cobertura que son cortados por la carretera y
que serán los que tengan que cortarse con las explanaciones proyectadas,
particularmente en las variantes.
El Cuadro: “Clasificación de Materiales de Corte para Movimiento de Tierras”,
adjunto en el acápite 5.6, en el recuadro “Observaciones”, describe los
diferentes tipos de rocas y material de cobertura que son cortados por la
carretera.
5.4 AGUAS SUBTERRANEAS EN LA CARRETERA:
En todo proyecto para construcción de obras civiles (carreteras, entre otros), es
necesario conocer con propiedad de la existencia, o no, de las aguas
subterráneas, habida cuenta que con su presencia y dependiendo de su
profundidad y régimen hidráulico (entre otros parámetros), se podrá establecer
su incidencia negativa en la estabilidad de las obras.
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Para el caso de la carretera Espinar – El Descanso, en los estudios de campo
no se ha encontrado manifestación alguna de la existencia de agua
subterránea, por ejemplo, afloramientos de “puquiales” en los taludes superior
e inferior de la carreteras, que sean un indicativo para deducir un flujo de agua
subterránea permanente
Igualmente, en las excavaciones de calicatas hechas en la plataforma cada
250 m., no se ha encontrado agua hasta 1.50 m. de profundidad de
excavación.
Como ya se indicara, la presencia de agua superficial y sub superficial esta
relacionada básicamente con los periodos de lluvias estacionales, que
favorecidos por el relieve permiten una dispersión laminar con fuerte
discurrimiento superficial; y, en forma sub superficial con la saturación del
material de cobertura, que siendo gravoso presenta permeabilidad, para
discurrir en el talud por el contacto suelo-roca y caer a las cunetas.
En otras palabras, las aguas que en periodos de lluvias discurren en la
superficie del talud superior son colectadas por las cunetas sin discurrir por la
plataforma de la vía; la misma que solo recibe el agua que le cae directamente
de las lluvias.
Por otra parte, dadas las características del relieve, sí son frecuentes los
“bofedales”, que son acumulaciones de agua permanente a ambos lados de la
carretera, a manera de pequeñas lagunas que al formarse en las depresiones
de ninguna manera significan una continuidad por flujo subterráneo.
La plataforma de la carretera tiene un relleno (rasante) constituido por material
granular sobre los niveles de estos bofedales para impedir posibles
inundaciones, de producirse máximas acumulaciones de aguas.
Se debe tener presente que desde el punto de vista ambiental, no es posible
drenar estos “bofedales”.
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5.5 VARIANTES PROPUESTAS AL EJE: EVALUADO;
Los planos topográficos de detalle (escala 1:2,500) proporcionados por Provias
Nacional para nuestro estudio, considera variantes del eje de la actual
carretera, con el propósito de mejorar las características geométricas de la vía.
Estas variantes están localizadas entre las siguientes progresivas:
Distancia
de a (m)
0+120 - 0+240 120 Izquierdo Relleno
0+480 - 0+740 260 Derecho Corte 3:1 (V:H)
0+760 - 0+840 80 Izquierdo Relleno
1+100 - 1+380 280 Izquierdo Corte 3:1 (V:H)
2+900 - 3+060 160 Derecho Corte 3:1 (V:H)
5+080 - 5+250 170 Derecho Corte 3:1 (V:H)
5+440 - 5+540 100 Izquierdo Relleno
5+680 - 5+780 100 Izquierdo Relleno
6+340 - 6+440 100 Derecho Corte 3:1 (V:H)
6+500 - 6+600 100 Derecho Corte 3:1 (V:H)
7+160 - 7+300 140 Derecho Corte 3:1 (V:H)
8+000 - 8+200 200 Derecho Corte 3:1 (V:H)
11+620 - 11+760 140 Derecho Corte 3:1 (V:H)
11+940 - 12+000 60 Izquierdo Relleno
12+860 - 13+020 160 Derecho Corte 3:1 (V:H)
16+080 - 16+200 120 Derecho Corte 3:1 (V:H)
17+280 - 17+380 100 Derecho Corte 3:1 (V:H)
17+640 - 17+780 140 Derecho Corte 3:1 (V:H)
21+530 - 21+680 150 Izquierdo Corte 3:1 (V:H)
32+820 - 33+060 240 Izquierdo Corte 3:1 (V:H)
35+380 - 35+460 80 Izquierdo Corte 3:1 (V:H)
36+300 - 36+400 100 Izquierdo Corte 3:1 (V:H)
39+400 - 39+600 200 Izquierdo Corte 5:1 (V:H)
40+580 - 40+820 240 Izquierdo Corte 5:1 (V:H)
40+980 - 41+100 120 Derecho Relleno
Progresiva
Lado Talud
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Como se ha indicado, la variantes se proponen para mejorar las características
geométricas de la actual carretera; consecuentemente, estas variantes no se
distanciaran mayormente del eje actual.
De esto se deduce que las variantes se harán sobre materiales de la mismas
características geológicas y geomorfológicas; es decir, hacia el lado del talud
superior habrán cortes bajos en rocas areniscas de mediana a baja resistencia,
que están cubiertas por material de grava en matriz generalmente areno limo
arcillosa, requiriéndose, para el movimiento de tierras, del uso solo de
maquinarias (no de explosivos).
En el detalle, indicamos que la Clasificación de Materiales de Corte para
Movimiento de Tierras presentado en el presente informe, considera a estas
variantes.
Para las variantes que comprenderán el talud inferior de la actual carretera,
siendo que también se harán sobre los mismos materiales, en la mayoría de
los lugares se tendrán que hacer rellenos. Para este caso, será necesario
hacer la limpieza superficial de la cobertura vegetal y luego la compactación
necesaria antes de recibir el material de relleno.
En los casos donde haya saturaciones del suelo, previamente deberá hacerse
el drenaje necesario.
5.6 CLASIFICIACION GEOMECANICA DE LOS MATERIALES:
Esta denominación esta orientada a calificar la calidad de las rocas de un
afloramiento dentro de los taludes de corte de la carretera, con el fin de buscar
su estabilidad, proyectando obras de protección; y para clasificar los materiales
que han de se removidos con los trabajos de explanaciones.
Para la carretera que se estudia, como ya fuera expresado, las características
geológicas y geomorfológicas existentes dan condiciones muy favorables
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frente a la estabilidad de taludes. Así, las alturas de corte son mayormente
bajas (no mayores de 2 m) y en muchos casos con corte cero, las rocas
areniscas se presentan masivas, sin evidencias de debilitamiento estructural, el
agua de lluvias discurre superficialmente.
El material que cubre a la roca arenisca, en la mayoría de los casos no es más
que una capa de poco espesor que solo desestabiliza por una fuerte
saturación, generando pequeños derrumbes.
Para enfrentar estas pequeñas desestabilizaciones, se esta considerando un
talud de corte de 3:1 (V: H) para el material suelto y en roca de 5:1 (V: H).
5.7 CLASIFICACION MATERIALES DE CORTE: MOV. DE TIERRAS
La descripción de las rocas y material de cobertura que son cortados por la
carretera Espinar – El Descanso y que lo serán con los trabajos de
mejoramiento de la vía, muestran que desde el punto de vista físico-mecánico
ofrecen condiciones de baja resistencia frente a los trabajos de movimiento de
tierras que han de ejecutarse, por lo que en la casi totalidad del tramo se ha
considerado la clasificación de materiales de corte como de roca suelta y
material suelto; significando que, mayormente, el movimiento de tierras se
tenga que hacer con maquinarias, con uso restringido de explosivos.
En algunos segmentos del tramo se ha considerado un bajo porcentaje de roca
fija en razón de la eventualidad del uso parcial de explosivos, en las siguientes
progresivas:
- 39+360 – 39+500
- 39+500 – 39+600
- 41+620 – 41+660
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El cuadro N°02 adjunto: “Clasificación de Materiales de Corte para Movimiento
de Tierras”, describe, por segmentos secuenciales y en forma porcentual, los
diferentes tipos de material a ser removido, completado con una descripción
precisa del tipo de rocas y suelos, así como las recomendaciones del talud final
de corte que ha de darse.
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INTERPRETACION GEOTECNICA A LO LARGO DEL TRAZO
En este acápite se precisa el comportamiento de las rocas y material de
cobertura frente a los trabajos de explanaciones que han de hacerse, teniendo
en cuenta su naturaleza litológica, la incidencia de los peligros naturales
(llámese fenómenos de geodinámica externa) y el proyecto de mejoramiento
vial.
6.1. DE LAS ROCAS:
Como es de verse en el “Mapa Litológico-Estructural” (G-01), adjunto y en el
capítulo descriptivo correspondiente, los afloramientos de rocas que son
cortados por la carretera, se dan entre las siguientes progresivas:
- Km. 3+400 a 9+800
- Km. 16+000 a 18+600
- Km. 21+600 a 21+800
- Km. 22+000 a 22+150
- Km. 24+100 a 24+300
- Km. 25+950 a 27+550
- Km. 29+000 a 33+600
- Km. 34+900 a 36+100
y comprenden a rocas areniscas, de grano fino a grueso, compactas al estado
fresco, pero debilitan por humedecimiento.
Los taludes de corte en roca muestran, en la mayoría de los casos, baja altura,
por lo que unida a la masividad, no presentan problemas de inestabilidades
(deslizamientos, derrumbes, etc.). Sin embargo, el talud de 5:1 a 3:1 (V: H),
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recomendado, tiene el propósito de garantizar su estabilidad en el corte,
tendiéndose en cuenta que la roca en la casi totalidad de la carretera tiene una
cobertura de material suelto; y en otros casos (35+000 a 36+300), las
areniscas intercalan con delgados estratos de lutitas, que desestabilizan con
relativa facilidad.
6.2. DEL MATERIAL DE COBERTURA:
El material de cobertura a lo largo de la carretera esta representado por las
importantes acumulaciones de gravas en aglutinante areno-arcillo -limoso,
expandidos en la altiplanicie, consecuencia del arrastre y deposición por los
glaciares en su retroceso; así como, posteriormente, por los ríos y quebradas
importantes.
En el mapa litológico-estructural adjunto (G-01), este material de cobertura es
cortado por la carretera entre las siguientes progresivas:
- Km. 0+000 a 3+400
- Km. 9+800 a 16+000
- Km. 18+600 a 21+600
- Km. 21+800 a 22+000
- Km. 22+150 a 24+100
- Km. 24+300 a 25+950
- Km. 27+550 a 29+000
- Km. 32+600 a 34+900
- Km. 36+100 a 42+860
En los taludes de corte de la carretera este material aparece cubriendo a las
rocas areniscas, con espesores no mayores a 1 m., mayormente; teniendo el
mismo talud que la roca; permaneciendo estables en estaciones de sequía y
que desestabilizan localmente cuando sobresaturan en estaciones de lluvias.
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Para este material, se recomienda un talud de corte de 3:1 (V:H), con el
propósito de evitar los pequeños derrumbes de material que al llegar
progresivamente a la cuneta, la colmatan.
En este acápite es oportuno hacer la siguiente atingencia, relacionada con la
comparación del mapa litológico-estructural, a escala 1:40,000 y los mapas
litológicos de detalle, a escala 1:2,500, donde hay una aparente contradicción
en cuanto al mapeo litológico.
En el “Mapa”, aparecen las rocas y suelos dentro de una definición
estrictamente litológica, en tanto que en los planos de detalle se tiene en
cuenta las respuestas de estas rocas y suelos en los trabajos de movimientos
de tierras. Es decir, por ejemplo, siendo las rocas de baja resistencia, su
remoción será solo con maquinaria, sin el uso de explosivos, al igual que el
material de cobertura.
Esto en estricto criterio de facilitar la interpretación geológica tanto para el
diseño y clasificación de materiales, cuanto para los trabajos de explanaciones
en obra.
Se adjunta el Cuadro N° 03: “Zonificación Litológica a lo Largo del Trazo”, en
donde se detalla secuencialmente los diferentes tipos de rocas y material de
cobertura cortados por la carretera, así como se describe su comportamiento
físico-mecánico y su consecuente relación con las explanaciones (movimiento
de tierra)
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PROPUESTAS DE SOLUCION
7.1. PARA EL TALUD SUPERIOR DE LA CARRETERA:
En el capítulo 6.2: Geodinámica Externa, se ha descrito que los problemas que
afectan al talud superior de la carretera están relacionados con
sobresaturaciones del suelo y con desprendimientos menores del material de
cobertura; teniendo ambos problemas el mismo origen, cual es la presencia de
agua proveniente de las lluvias en buen numero de meses al año (por ser
región que está sobre los 4,000 m.s.n.m.)
Para enfrentar estos problemas, se proponen las siguientes soluciones:
0+000 – 1+700
En este sector presenta problemas de sobresaturación y
desprendimientos debido al discurrimiento de aguas superficiales por
las fuertes lluvias de la zona que se dan en la mayor parte del año; esto
da origen a la saturación de la matriz que envuelve el material
conglomeradico, produciendo el desprendimiento de las gravas que
caen a la cuneta.
El segmento es una planicie donde el talud superior de la vía tiene
cortes bajos cuyas alturas varían de 1.00 a 2.00 m. En los cortes
proyectados se esta estimando cortes que llegan hasta los 5.00 m. de
altura; estos cortes están hechos en rocas areniscas y conglomerados,
cuyos espesores son variados.
Estas sobresaturaciones y desprendimientos no se producen en todo el
sector, de forma continua sino por tramos, cuyos tramos son las
siguientes:
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0+000 al 0+240, 0+480 al 0+760, 0+840 al 0+880, 0+940 al 1+100,
1+500 al 1+700
Medidas de Solución:
Para manejar el problema de sobresaturación y desprendimientos
menores del material conglomeradico del talud superior, en este tramo,
se recomienda las siguientes medidas de solución.
- Construir una buena cuneta en la plataforma, con entrega eficiente a
las alcantarillas.
- Realizar corte de taludes 3:1 (V:H); con la finalidad de minimizar los
desprendimientos del material conglomeradico.
- Hacer el mantenimiento periódico de las cunetas, para evitar su
colmatación.
3+000 a 9+600
En este sector presenta un problema de sobresaturación y
desprendimientos debido al discurrimiento de aguas superficiales por
las fuertes lluvias de la zona, esto da origen a la saturación de la matriz
Prog. Km. 1+605, se observa en la
cuneta sin revestimiento en roca
arenisca.
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que envuelve al material conglomeradico, produciendo el
desprendimiento de las gravas, que caen a la cuneta.
El segmento es una ladera donde el talud superior de la vía tiene cortes
bajos cuyas alturas varían de 1.00 a 2.00 m. En los cortes proyectados
se esta estimando cortes que llegan hasta los 5.00m. de altura, estos
cortes están hecho en rocas areniscas y conglomerados, cuyos
espesores de estas son variadas.
Estas sobresaturaciones y desprendimientos no se producen en todo el
sector, de forma continua sino por tramos, cuyos tramos son las
siguientes:
3+000 al 3+260, 3+300 al 3+660, 3+700 al 3+820, 3+900 al 5+250,
5+540 al 5+680, 5+780 al 6+020, 6+130 al 6+210, 6+340 al 6+440,
6+500 al 6+770, 6+820 al 7+300, 7+580 al 7+720, 7+750 al 8+480,
8+620 al 9+160, 9+220 al 9+420
Medidas de Solución:
Para manejar el problema de sobresaturación y desprendimientos
menores del material conglomeradico del talud superior, en este tramo,
se recomienda las siguientes medidas de solución.
Prog. Km. 3+750, se observa en la cuneta colmatada
por el desprendimiento del material de cobertura
(conglomerado).
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- Construir una buena cuneta en la plataforma, con entrega eficiente a
las alcantarillas.
- Realizar corte de taludes 3:1 (V:H); con la finalidad de minimizar los
desprendimientos del material conglomeradico.
- Hacer el mantenimiento periódico de las cunetas, para evitar su
colmatación.
16+000 – 18+600
En este sector presenta un problema de sobresaturación y
desprendimientos debido al discurrimiento de aguas superficiales por
las fuertes lluvias de la zona. Esto da origen a la saturación de la matriz
que envuelve el material conglomeradico, produciendo el
desprendimiento de las gravas que caen a la cuneta.
El segmento es una planicie donde el talud superior de la vía tiene
cortes bajos cuyas alturas varían de 1.00 a 2.00 m.; en los cortes
proyectados se esta estimando cortes que llegan hasta los 3.00m. de
altura; estos cortes están hechos en rocas areniscas y conglomerados,
cuyos espesores son variados .
Estas sobresaturaciones y desprendimientos no se producen en todo el
sector, de forma continua sino por tramos, cuyos tramos son las
siguientes:
16+000 al 16+200, 16+260 al 16+300, 16+400 al 16+520, 16+820 al
16+900, 16+960 al 17+060, 17+200 al 17+380, 17+430 al 17+520,
17+640 al 17+780, 17+860 al 18+100, 18+160 al 18+280, 18+380 al
18+520.
Medidas de Solución:
Para manejar el problema de sobresaturación y desprendimientos
menores del material conglomeradico del talud superior, se recomienda
las siguientes medidas de solución.
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- Construir una buena cuneta en la plataforma, con entrega eficiente a
las alcantarillas.
- Realizar corte de taludes 3:1 (V:H); con la finalidad de minimizar los
desprendimientos del material conglomeradico.
- Hacer el mantenimiento periódico de las cunetas, con la finalidad de
evitar su colmatación.
26+000 – 27+600
En este sector presenta un problema de sobresaturación y
desprendimientos debido al descurrimiento de aguas superficiales por
las fuertes lluvias de la zona, esto da origen a la saturación de la matriz
que envuelve la material conglomeradico, produciendo el
desprendimiento de las gravas que caen a la cuneta.
El segmento es una ladera donde el talud superior de la vía tiene cortes
bajos cuyas alturas varían de 1.00 a 2.00 m. En los cortes proyectados
se esta estimando cortes que llegan hasta los 4.00m. de altura; estos
cortes están hechos en rocas areniscas y conglomerados, cuyos
espesores son variados.
Estas sobresaturaciones y desprendimientos no se producen en todo el
sector, de forma continua sino por tramos, cuyos tramos son las
siguientes:
26+000 al 26+040, 26+160 al 26+280, 26+320 al 26+480, 26+550 al
26+620, 26+740 al 26+880, 27+140 al 27+360, 27+400 al 27+420,
27+530 al 27+600.
Medidas de Solución:
Para manejar el problema de sobresaturación y desprendimientos
menores del material conglomeradico talud superior, se recomienda las
siguientes medidas de solución.
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- Construir una buena cuneta en la plataforma, con entrega eficiente a
las alcantarillas.
- Realizar corte de taludes 3:1 (V:H); con la finalidad de minimizar los
desprendimientos del material conglomeradito.
- Hacer el mantenimiento periódico de las cunetas, para evitar su
colmatación.
29+000 – 34+000
En este sector presenta un problema de sobresaturación y
desprendimientos debido al discurrimiento de aguas superficiales por
las fuertes lluvias de la zona; esto da origen a la saturación de la matriz
que envuelve el material conglomeradico, produciendo el
desprendimiento de las gravas que caen a la cuneta.
El segmento es una ladera donde el talud superior de la vía tiene cortes
bajos cuyas alturas varían de 1.00 a 2.00 m. En los cortes proyectados
se esta estimando cortes que llegan hasta los 4.00m. de altura, estos
cortes están hechos en rocas areniscas y conglomerados, cuyos
espesores son variados.
Estas sobresaturaciones y desprendimientos no se producen en todo el
sector, de forma continua sino por tramos, cuyos tramos son las
siguientes:
29+000 al 29+100, 29+250 al 29+360, 29+500 al 29+740, 29+920 al
29+940, 30+020 al 30+090, 30+110 al 30+220, 30+400 al 30+440,
30+540 al 30+620, 30+730 al 30+820, 30+430 al 31+480, 31+840 al
31+970, 32+050 al 32+180, 32+220 al 32+260, 32+360 al 32+560,
32+680 al 32+780, 32+820 al 33+370, 33+800 al 33+990.
Medidas de Solución:
Para manejar el problema de sobresaturación y desprendimientos
menores del material conglomeradico del talud superior, se recomienda
las siguientes medidas de solución.
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Estudio de Suelos, Pavimentos Geología y Geotecnia del Estudio Definitivo del Proyecto: “Mejoramiento de la Carretera: Patahuasi –
Yauri - Sicuani, Tramo: Espinar – El Descanso 42.90 Km.
- Construir una buena cuneta en la plataforma, con entrega eficiente a
las alcantarillas.
- Realizar corte de taludes 3:1 (V:H); con la finalidad de minimizar los
desprendimientos del material conglomeradico.
- Hacer el mantenimiento periódico de las cunetas, para evitar la
colmatación.
35+000 – 36+000
En este sector presenta un problema de sobresaturación y
desprendimientos debido al descurrimiento de aguas superficiales por
las fuertes lluvias de la zona, esto da origen a la saturación de la matriz
que envuelve la material conglomeradico, produciendo el
desprendimiento de las gravas que caen a la cuneta.
El segmento es una ladera donde el talud superior de la vía tiene cortes
bajos cuyas alturas varían de 1.00 a 2.00 m. en los cortes proyectados
se esta estimando cortes que llegan hasta los 4.00m. de altura, estos
cortes están hechos en rocas areniscas y conglomerados, cuyos
espesores son variadas.
Estas sobresaturaciones y desprendimientos no se producen en todo el
sector, de forma continua sino por tramos, cuyos tramos son las
siguientes:
35+000 al 35+060, 35+120 al 35+300, 35+380 al 35+660, 35+740 al
35+830, 35+900 al 36+000,
Medidas de Solución:
Para manejar el problema de sobresaturación y desprendimientos
menores del material conglomeradico talud superior, en este tramo, se
recomienda las siguientes medidas de solución.
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- Construir una buena cuneta en la plataforma, con entrega eficiente a
las alcantarillas.
- Realizar corte de taludes 3:1 (V:H); con la finalidad de minimizar los
desprendimientos del material conglomeradico.
- Hacer el mantenimiento periódico de las cunetas, para evitar su
colmatación.
- En el talud existente en la progresiva Km. 39+400, se encuentra
constituido por rocas areniscas, cuyo talud proyectado es de 5:1 (V:H)
con una altura mayor de 20 m., para determinar la estabilidad de este
talud, se realizo por el Método de Análisis de de Fallas Planas, de Hoek
& Bray, el cual determino un Factor de Seguridad de 1.7 (estable), el
cual presenta un problema de estabilidad de talud en la roca arenisca.
Como medida complementaria se recomienda hacer una cuneta de
coronación en el talud izquierdo.
Ver el Capitulo de Estabilidad de Taludes.
- El diseño de una buena cuneta en la plataforma de la carretera, que
recepcione las aguas que caen por el talud y sean entregadas
eficientemente a las alcantarillas. Cunetas que deberán ser de concreto,
a menos que por razones de costos, se quiera reconformarlas en los
tramos de roca (que son la mayoría) para aprovechar la facilidad de su
excavación (sin uso de explosivos). Por cierto, que durante la etapa de
mantenimiento, será necesario hacer reparaciones periódicas.
En relación con las alcantarillas, por lo observado en campo, deberán
ser sometidas a un importante trabajo de mejoramiento, comprendiendo
limpieza y reparación. Es posible que para muchas de ellas se tenga
que hacer ampliaciones para adecuarlas con el ancho de la plataforma.
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7.2. PARA EL TALUD INFERIOR DE LA CARRETERA:
Por lo observado en campo, a lo largo de la carretera no hay problemas de
geodinámica externa que pongan en peligro su estabilidad.
La observación pasa por las variantes proyectadas en el talud inferior e,
inclusive, para las correcciones menores del trazo que requieran un ensanche
hacia el talud inferior. Para ambos casos, se recomienda:
- Hacer el desbroce y limpieza del terreno natural en las áreas
proyectadas (variantes) cubiertas de rastrojo, maleza, pastos, cultivos,
arbustos, etc., de tal modo que el terreno quede limpio y libre de toda
vegetación y su superficie resulte apta para iniciar los demás trabajos.
- Drenar el agua en los lugares donde exista en forma permanente.
- Una vez que el terreno de fundación esté satisfactoriamente limpio y
drenado se escarificará, conformará y compactará en una profundidad
de 15 cm, aún cuando el terraplén se construya sobre afirmado
existente.
- En las zonas de ensanche de terraplenes existentes o en terraplenes
sobre terreno inclinado, el método constructivo deberá considerar que el
talud existente o el terreno natural se cortará en forma escalonada, a
modo de banquetas, para asegurar la estabilidad del terraplén nuevo
compactado por capas horizontales.
- El material del terraplén se colocará en capas de espesor uniforme de
15 cm, para que, con los equipos disponibles, se obtenga el grado de
compactación exigido.
El CBR en esta parte no será menor al de diseño del pavimento.
- El talud del terraplén deberá tener un talud de 2:1(H:V)
- Para la protección del talud inferior así como el talud superior, se debe
de desarrollar un programa de reforestación.
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ANALISIS DE ESTABILIDAD DE TALUDES
(Km. 39+360 – 39+600)
INTRODUCCION:
Según el proyecto concebido para el mejoramiento de la carretera Espinar - El
Descanso, en el tramo del Km. 39+400 al 39+600, se tiene previsto una variante
debiendo hacer un importante corte cerrado, donde se tendrán alturas de hasta 21 m.
por el lado del talud izquierdo y 4 por el lado del talud derecho.
EVALUACION GEOMECANICA
A partir de la información procesada en campo, se ha clasificado a las masa rocosa
involucrada en el talud, utilizando el criterio de de clasificación geomecánica de
Bieniawski (RMR – Rock Mass Rating – 1989).
(Ver Formato Adjunto)
DISTRIBUCION DE DISCONTINUIDADES
El procesamiento de los datos de la orientación tanto del rumbo como el buzamiento,
se realizo mediante técnicas de proyección estereográfica equiareales, por el método
de Diagrama de Rosas.
(Ver Formato Adjunto)
ANALISIS DE ESTABILIDAD
Para determinar la estabilidad de un talud, se determina por el Método de Análisis de
de Fallas Planas, el mas conocido es de Hoek & Bray, que consiste en las
aplicaciones de modelos y de parámetros geométricos y geomecánicos deducidos,
para nuestro modelos de falla plana con grieta en la corona consiste el análisis
estático de bloque de roca unitario que se desliza por un plano inclinado (con libertad
cinemática) que puede ser un estrato blando o fractura inclinada. Se considera la
altura del talud, el volumen del cuerpo que se desliza, la aceleración sísmica que es
una componente horizontal, hacia fuera, del peso del cuerpo deslizante, las presiones
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hidrostáticas generadas en la grieta de tensiones y esta comunicada con la superficie
deslizante.
Donde :
La profundidad de la grieta (Z):
Peso del bloque (W):
Área de deslizamiento (A):
Fuerza del agua (U):
Fuerza de empuje de agua (V):
Factor de seguridad:
Donde:
Grieta de tensión arriba de la cabeza
( ) ψψψ +−+=
−
−
=
ψψ
γ
ψ
−
=
γ=
γ=
( )[ ]{ }
( )[ ]θψψψ
φθψψψ
−++
+−−−+
=
( )
( )
=
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Donde:
H : Altura de cara del talud
ψf : Inclinación del talud
ψs : Inclinación de la corona
ψp : Inclinación del plano de falla
b : Distancia de la grieta
a : Aceleración Sísmica
T : Tensión de pernos y anclajes
θ : Inclinación de los tensores con la normal de falla
c : Cohesión
φ : Angulo de fricción
γr : Densidad de la roca
γW : Densidad del agua
Zw : Altura de agua de la grieta
Z : Profundidad de la grieta
U : Fuerza de subpresión del agua
V : Fuerza del empuje de agua
W : Peso del bloque
A : Area de la superficie de falla
La expresión presentada para el Factor de Seguridad puede ser simplificada por los
siguientes casos:
Donde no hay fuerza externa (a=0 y T=0)
ni presión de agua (U=0 y V=0)
La formula queda resumida de la siguiente manera:
Para nuestro caso, se esta diseñando para un talud en roca arenisca cuyo corte
proyectado es de 1:5 (H:V), con una altura de 21.414 m.
( )[ ]{ }
( )[ ]ψ
φψ+
=
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Yauri - Sicuani, Tramo: Espinar – El Descanso 42.90 Km.
Reemplazando valores:
H : 21.414 m
ψf : 80°
ψs : 15°
ψp : 30°
b : 10 m.
T : 0
c : 2549.25 Kg/m2
φ : 35°
γr : 22130000 Kg/m3
Reemplazando los valores, determinaremos el factor de seguridad del talud.
Reemplazando valores:
FS>1.1
Por lo tanto el diseño del talud proyectado es estable.
( ) ψψψ +−+=
La profundidad de la grieta (Z):
Peso del bloque (W):
Área de deslizamiento (A):
! " #
−
−
=
ψψ
γ
ψ
−
=
( )[ ]{ }
( )[ ]ψ
φψ+
=
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CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
- La carretera Espinar – El Descanso, es un tramo de 42+860 Km. que es
parte de la carretera Patahuasi – Yauri – Sicuani, para la que el MTC
tiene proyectado hacer trabajos de mejoramiento, dentro de la política
sectorial de mejorar la eficiencia del “Sistema de Transporte Vial
Nacional”.
- En el ámbito regional, en el entorno de la carretera que se estudia, las
rocas que afloran son de origen sedimentario, de naturaleza areniscas,
de colores rojizos/marrones, de grano fino a grueso, en estratos
menores a 1 m, que intercalan con limo arcillitas en estratos delgados.
Rocas que pertenecen al denominado Grupo Puno, de edad paleozoico.
La carretera corta a estas rocas en las siguientes progresivas: Km.
21+600 a 21+800; 22+000 a 22+150; 24+100 a 24+300; 35+000 a
36+300, 38+380 a 42+860.
También hay una secuencia de conglomerados lacustres, que se
emplazan al norte del cuadrángulo de Yauri, siendo cortados por la
carretera entre los Km. 3+400 a 9+800; 16+000 a 18+600; 25+950 a
27+550; 29+000 a 33+600. Pertenecen a la Formación Casa Blanca, de
edad Plioceno.
Tobas areniscosas y conglomerados lacustres tienen una amplia
propagación en el cuadrángulo de Yauri; estando cortados por la
carretera entre el Km. 0+000 a 1+800; 9+800 a 9+900; 13+700 a
16+000; 18+600 a 20+000. Pertenecen a la Formación Yauri, de edad
Pleistoceno.
Los depósitos cuaternarios están representados por importantes
acumulaciones de naturaleza glacio fluvial y aluviales, teniendo una
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amplia propagación en el área, siendo producto del trabajo de los
glaciares en su etapa de retroceso.
La carretera corta a estos materiales cuaternarios al atravesar los ríos y
quebradas importantes; siendo entre Km. 1+800 a 3+400; 9+900 a
13+700; 20+000 a 21+600; 21+800 a 22+000; 22+150 a 24+100;
24+300 a 25+950; 27+550 a 29+000; 33+600 a 35+000 y 36+300 a
38+300.
Rocas intrusivas son cartografiadas hacia el lado izquierdo de la
carretera, distante de ella, por lo que no son cortadas por ésta.
- La morfología regional es típicamente glaciar, pues al estar sobre los
4,000 m.s.n.m., se caracteriza por un relieve fuertemente modelado por
la intensa acción glaciar habida en el pasado reciente.
A lo largo de la carretera, esta morfología esta representada por
planicies, lomadas, depresiones muy modeladas, por donde discurren
ríos importantes (Salado, Tambomayo).; permitiendo diferenciar una
unidad de “planicies y lomadas”, que se localizan entre las progresivas
0+000 a 1+850; 3+400 a 9+800; 13+800 a 20+000; 25+900 a 27+600;
28+900 a 33+800 y 35+000 a 36+400; y una unidad de “Cursos
Fluviales”, que se localizan entre las progresivas 1+850 a 3+400; 9+800
a 13+800; 20+000 a 25+900; 27+600 a 28+900; 33+800 a 35+000 y
36+400 a 42+860.
- El Análisis de la historia sísmica regional, muestra que en el ámbito del
Cuzco se han producido eventos sísmicos con origen en fallas
cuaternarias que casi siempre corresponden a reactivación de fallas
antiguas, siendo el caso de la falla Pomacanchi, para quien se le
atribuye haber sido fuente de liberación de energía sísmica entre los
años 1930 a 1945, a pesar que no hay evidencias morfo-estructurales
que esta falla se haya activado durante el cuaternario.
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La carretera motivo de estudio, se ubica al sur, aproximadamente a 200
km. de esta posiblemente fuente sísmica, por lo que, generarse un
evento de magnitudes moderados (4°, esperado), los impactos se
presentaran con pequeños derrumbes de las gravas que en la casi
totalidad del tramo de la carretera cubre a los afloramientos de rocas
areniscas.
Por la compacidad de estas rocas areniscas, aunada a los bajos taludes
de corte, es de esperarse que no se presenten colapsos en los taludes.
La carretera se encuentra localizada en Zona 2, de la Zonificación
sísmica de la Norma Técnica de Edificación “E.030 Diseño
Sismorresistente”.
Los parámetros sísmicos para el diseño son las siguientes:
- Los problemas de geodinámica externa incidentes en la actual
carretera, tienen una íntima relación con la naturaleza de las rocas y
suelos y con la morfología, descritos; pues, estos problemas son
básicamente saturaciones del suelo en fuertes precipitaciones pluviales;
y por derrumbes menores del material de cobertura, consecuencia de
tales saturaciones. Las saturaciones del suelo se dan entre las
progresivas: 0+000 a 1+700; 3+000 a 9+600; 16+000 a 18+600; 26+000
a 27+600; 29+000 a 34+000 y 35+000 a 36+000.
Los desprendimientos de material, se dan entre las mismas progresivas
arriba descritas, ya que, como se ha descrito, son una consecuencia de
las saturaciones. Las medidas de solución se encuentra en el Capitulo
N°7, Propuestas de Soluciones, acápite N°7.1
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Están ausentes problemas de inestabilidades mayores (deslizamientos,
grandes derrumbes, etc.), precisamente por el fuerte modelado del
relieve, que ha favorecido cortes menores y a veces nulos de los
taludes con la construcción de la carretera.
- Para enfrentar estos problemas menores (saturaciones y
desprendimientos del material de cobertura se recomiendan taludes de
corte de 3:1 (V:H), así como, complementariamente, una cuneta en la
plataforma (las que deben revertirse) con entrega hacia las alcantarillas.
Por otra parte, dadas las pocas altitudes de los taludes, los volúmenes
de movimiento de tierras serán poco significativos.
- En la progresiva Km. 39+400 al 39+600, se presenta una variante en
corte en roca, constituido de rocas areniscas, según la clasificación
geomecánica de roca “RMR” nos da un valor de 62 , cuyo valor
tipificado como roca Buena”.
El método de Hoek & Bray, se determino el análisis de estabilidad del
talud de la progresiva 39+400 – 39+600, dando un Factor de Seguridad
de 1.21, Ingeniería Geológica el cual determina el talud recomendado
es de 5:1 (V:H)
- Para los cortes de taludes proyectados ver Capitulo N° 5, Ingeniería
Geológica, acápite N° 5.7 Clasificación Materiales de Corte: Mov. De
Tierras, Cuadro N° 2 “Clasificación de Materiales de Corte para
Movimiento de Tierra”
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BIBLIOGRAFIA
- DAVILA, JORGE: Diccionario Geológico, 2006-05-08
- INGEMMET: Boletín Nº 58: “Geología de los cuadrángulos de Velille,
Yauri, Ayaviri y Azángaro” – 1995. Escala 1=100,000
- INSTITUO GEOFISICO DEL PERU: “Observaciones acerca de la
Geotectónica en el Perú”. 1,982. Informe Interno
- INSTITUTO GEOFISICO DEL PERU: “Información Sísmica” para la
carretera Espinar – El Descanso”. Informe Interno.
- P. PANIUKOV: Geología Aplicada a la Ingeniería.
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ANEXOS
- Mapa Geológico Regional. Escala 1: 100,000 (PG-01)
- Mapa Litológico-Estructural de la carretera. Escala 1: 20,000 (G-01)
- Mapa de Zonificación de Problemas de Geodinámica Externa y
Propuestas de Solución. Escala 1:40,000 (G-02)
- Planos Litológicos y de localización de problemas de geodinámica
externa por kilómetro (43), a escala 1: 2,500
- Fotografías ilustrativas.
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Distancia
de a (m) Roca Fija Roca Suelta Material Suelto
0+000 - 1+100 1100 70 30
Areniscas lacustres, poco resistentes, con cobertura de
conglomerados. Remoción con maquinaria, sin uso de
explosivos. Talud 3:1 (V:H)
1+100 - 1+440 340 Relleno
1+440 - 2+040 600 70 30
Areniscas lacustres, poco resistentes, con cobertura de
conglomerados. Remoción con maquinaria, sin uso de
explosivos. Talud 3:1 (V:H)
2+040 - 2+640 600 Relleno
2+640 - 10+000 7360 70 30
Areniscas lacustres, poco resistentes, con cobertura de
conglomerados. Remoción con maquinaria, sin uso de
explosivos. Talud 3:1 (V:H)
10+000 - 10+100 100 Relleno
10+100 - 11+900 1800 70 30
Areniscas lacustres, poco resistentes, con cobertura de
conglomerados. Remoción con maquinaria, sin uso de
explosivos. Talud 3:1 (V:H)
11+900 - 12+100 200 Relleno
12+100 - 12+400 300
Planicie muy modelada. Se ubica el poblado de San
Genaro.
12+400 - 13+800 1400 70 30
Areniscas lacustres, poco resistentes, con cobertura de
conglomerados. Remoción con maquinaria, sin uso de
explosivos. Talud 3:1 (V:H)
13+800 - 14+000 200 Relleno
14+000 - 14+360 360 Planicie, sin cortes.
14+360 - 15+000 640 70 30
Areniscas lacustres, poco resistentes, con cobertura de
conglomerados. Remoción con maquinaria, sin uso de
explosivos. Talud 3:1 (V:H)
15+000 - 16+000 1000 70 30
Conglomerados, en matriz arcillo-limosa. Remoción con
maquinaria. Talud final 3:1 (V:H)
Progresiva
Observaciones
CLASIFICACION DE MATERIALES DE CORTE PARA MOVIMIENTO DE TIERRA
CLASIFICACION (%)
Distancia
de a (m) Roca Fija Roca Suelta Material Suelto
Progresiva
Observaciones
CLASIFICACION DE MATERIALES DE CORTE PARA MOVIMIENTO DE TIERRA
CLASIFICACION (%)
16+000 - 16+100 100 30 70 Suelo arcillo-limoso. Talud final 3:1 (V:H)
16+100 - 16+240 140 Relleno
16+240 - 17+000 760 30 70 Suelo arcillo-limoso. Talud final 3:1 (V:H)
17+000 - 17+500 500 70 30
Arenisca lacustre poco resistentes, con grava arcillo-
limosa. Remoción con maquinaria. Talud final 3:1 (V:H)
17+500 - 17+600 100 Relleno
17+600 - 18+000 400 50 50
Arenisca meteorizada con cobertura arcillo-limosa.
Remoción con maquinaria. Talud final 3:1 (V:H)
18+000 - 19+800 1800 50 50 Material arcillo-limo-gravoso. Talud final 3:1 (V:H).
19+800 - 20+000 200 Planicie, sin corte.
20+000 - 20+860 860 40 60
Material arcillo limoso, con cotes mínimos. Talud final
3:1 (V:H).
20+860 - 20+900 40 Relleno
20+900 - 21+300 400 40 60
Planicie, cortes mínimos, en material arcillo-limo-
gravoso. Talud final 3:1 (V:H).
21+300 - 21+340 40 Relleno
21+340 - 22+000 660 70 30
Areniscas, de resistencia media y gravas. Remoción
con maquinaria, sin uso de explosivos. Talud final 5:1
(V:H).
22+000 - 22+160 160 100
Roca arenisca, estratificada, resistencia media.
Remoción con maquinaria, sin explosivos. Talud final
5:1 (V:H).
22+160 - 22+600 440 70 30
Material gravo-arcillo-limoso. Remoción con maquinaria.
Talud final 3:1 (V:H)
22+600 - 23+200 160 70 30
Planicie en material arcillo gravoso. Poblado San
Miguel.
23+200 - 24+400 1200 70 30
Planicie en material gravo -arcillo-limoso. Talud final 3:1
(V:H).
24+400 - 24+740 340 80 20
Roca arenisca estratificada con cobertura de gravas.
Remoción de maquinarias, sin uso de explosivos. Talud
final 5:1 (V:H).
Distancia
de a (m) Roca Fija Roca Suelta Material Suelto
Progresiva
Observaciones
CLASIFICACION DE MATERIALES DE CORTE PARA MOVIMIENTO DE TIERRA
CLASIFICACION (%)
24+740 - 24+840 100 60 40
Material gravo-arcillo-limoso. Talud final 3:1 (V:H).
24+840 - 24+900 60 Relleno
24+900 - 25+160 260 60 40
Variante del trazo en planicie de material aluvial.
Remocióncon maquinaria. Talud final 3:1 (V:H).
25+160 - 25+220 60 70 30 Material aluvial. Talud final 3:1 (V:H).
25+220 - 25+500 280 70 30 Planicie con material granular. Talud final 3:1 (V:H).
25+500 - 26+000 500 50 50
Roca areno limosa con cobertura de grava arcillo-
limosa. Remoción con maquinaria. Talud final 5:1 (V:H).
26+000 - 26+300 300 50 50 Suelo gravo-areno-limoso. Talud final 3:1 (V:H).
26+300 - 26+320 20 Relleno
26+320 - 26+440 120 60 40
Roca arenisca cubierta de grava. Remoción con
maquinaria. Talud final 5:1 (V:H):
26+440 - 26+500 60 Relleno
26+500 - 27+000 500 30 70 Material arcillo-limoso. Talud final 3:1 (V:H):
27+000 - 27+500 500 30 70
Planicie en material arcillo-gravoso. Talud final 3:1
(V:H).
27+500 - 27+960 460 20 80
Material arcillo limoso con algo de grava. Talud final 3:1
(V:H).
27+960 - 28+100 140 Relleno
28+100 - 28+360 260 Planicie donde se ubica el poblado de Laramani.
28+360 - 28+440 80 Relleno
28+440 - 28+740 300 30 70 Material gravo-arcillo-limoso. Talud final 3:1 (V:H).
28+740 - 28+880 140 70 30
Material de grava en matriz arcillo limosa. Talud final 3:1
(V:H).
28+880 - 29+140 260 40 60 Planicie en grava areno arcillosa. Talud final 3:1 (V:H).
29+140 - 29+260 120 50 50 Planicie (Cantera de grava). Talud final 3:1 (V:H).
Distancia
de a (m) Roca Fija Roca Suelta Material Suelto
Progresiva
Observaciones
CLASIFICACION DE MATERIALES DE CORTE PARA MOVIMIENTO DE TIERRA
CLASIFICACION (%)
29+260 - 29+320 60 60 40
Material de grava sobre roca arenisca, debil. Remoción
con maquinaria. Talud final 3:1 (V:H).
29+320 - 29+480 160 Relleno
29+480 - 29+580 100 80 20
Roca arenisca, resistencia media. Remoción con
maquinaria. Talud final 5:1 (V:H).
29+580 - 29+840 260 Planicie, sin corte.
29+840 - 30+000 160 Relleno
30+000 - 30+060 60 70 30
Roca arenisca, debil. Remoción con maquinaria. Talud
final 5:1 (V:H).
30+060 - 30+280 220 10 90
Talud tendido en material arcillo-limoso con algo de
grava. Talud final 3:1 (V:H).
30+280 - 30+500 220 20 80
Talud tendido en material arcillo limoso con algo de
grava. Talud final 3:1 (V:H).
30+500 - 30+720 220 30 70 Suelo arcillo limoso con gravas. Talud final 3:1 (V:H).
30+720 - 30+860 140 10 90 Material arcillo arenoso.
30+860 - 31+000 140 Planicie, sin corte.
31+000 - 31+360 360 Planicie, con relleno.
31+360 - 31+820 460 Relleno
31+820 - 31+940 120 70 30
Roca arenisca, débil con cobertura de suelo. Talud final
5.1 (V:H).
31+940 - 32+000 60 20 80 Material arcillo-limoso. Talud final 3:1 (V:H).
32+000 - 32+060 60 Relleno
32+060 - 32+140 80 70 30
Roca arenisca, débil y suelo. Remoción con maquinaria.
Talud final 5.1 (V:H).
32+140 - 32+360 220 20 80 Material arcillo limo gravoso. Talud final 3:1 (V:H).
32+360 - 32+460 100 80 20
Roca arenisca, resistencia media. Remoción con
maquinaria. Talud final 5:1 (V:H).
32+460 - 32+580 120 10 90
Material arcillo limoso con algo de grava. Talud final 3:1
(V:H):
Distancia
de a (m) Roca Fija Roca Suelta Material Suelto
Progresiva
Observaciones
CLASIFICACION DE MATERIALES DE CORTE PARA MOVIMIENTO DE TIERRA
CLASIFICACION (%)
32+580 - 32+660 80 Relleno
32+660 - 32+720 60 80 20 Material gravoso (cantera). Talud final 3:1 (V:H).
32+720 - 32+760 40 80 20
Roca arenisca, estratificada, resistencia media.
Remoción con maquinaria. Talud 5:1 (V:H).
32+760 - 32+820 60 Relleno
32+820 - 33+000 180 70 30 Variante, en roca arenisca débil. Talud final 5:1 (V:H).
33+000 - 33+200 200 20 80
Planicie. Pequeño corte cerrado en material arcillo-limo
gravoso. Talud final 3:1 (V:H).
33+200 - 33+400 200 30 70
Material arcillo limoso y arenisca alterada. Talud final
3:1 (V:H).
33+400 - 33+500 100 Relleno
33+500 - 33+900 400 80 20
Roca arenisca. Remoción con maquinaria, sin uso de
explosivos. Talud final 5:1 (V:H).
33+900 - 34+000 100 50 50
Roca meteorizada y suelo arcillo limoso. Talud final 3:1
(V:H).
34+000 - 34+300 300 70 30
Roca arenisca, débil y material arcillo limoso. Talud final
3:1 (V:H).
34+300 - 34+680 380 Relleno
34+680 - 34+820 140 60 40
Corte cerrado en arenisca de resistencia media.
Remoción con maquinaria. Talud final 5:1 (V:H).
34+820 - 34+900 80 20 80
Suelo arcillo arenoso. Talud final 3:1 (V:H).
34+900 - 35+060 160 80 20
Roca arenisca estratificada. Remoción con maquinaria.
Talud final 5.1 (V:H):
35+060 - 35+100 40 Relleno
35+100 - 35+260 160 70 30
Roca alterada, resistencia media, con cobertura de
suelo. Talud final 5:1 (V:H).
35+260 - 35+460 200 Relleno
35+460 - 35+580 120 50 50
Roca meteorizada y suelo arcillo limoso. Talud final 3:1
(V:H).
35+580 - 35+740 160 Relleno
Distancia
de a (m) Roca Fija Roca Suelta Material Suelto
Progresiva
Observaciones
CLASIFICACION DE MATERIALES DE CORTE PARA MOVIMIENTO DE TIERRA
CLASIFICACION (%)
35+740 - 35+820 80 50 50
Roca meteorizada y suelo arcillo-limoso. Talud final 3.1
(V:H).
35+820 - 35+860 40 Relleno
35+860 - 35+900 200 60 40
Roca estratificada, debilitada. Remoción sin uso de
explosivos. Talud final 5:1 (V:H).
35+900 - 35+940 80 Relleno
35+940 - 35+980 100 60 40
Roca meteorizada. Talud final 5:1 (V:H).
35+980 - 36+020 200 30 70
Roca meteorizada con cobertura de suelo arcillo- limo.
gravoso. Talud final 3:1 (V:H).
36+020 - 36+060 300 60 40
Roca estratificada, resistencia media/baja, cobertura de
suelo. Talud final 5:1 (V:H).
36+060 - 36+100 200 50 50
Roca estratificada, resistencia baja. Talud final 3:1
(V:H).
36+100 - 36+140 20 Relleno
36+140 - 36+240 100 60 40 Roca meteorizada. Talud final 5:1 (V:H).
36+240 - 36+440
200 30 70
Roca meteorizada con cobertura de suelo arcillo- limo.
gravoso. Talud final 3:1 (V:H).
36+440 - 36+740
300 60 40
Roca estratificada, resistencia media/baja, cobertura de
suelo. Talud final 5:1 (V:H).
36+740 - 36+940
200 50 50
Roca estratificada, resistencia baja. Talud final 3:1
(V:H).
36+940 - 36+960 20 Relleno
36+960 - 37+040
80 50 50
Roca estratificada, resistencia baja. Talud final 3:1
(V:H).
37+040 - 37+320 280 Relleno
37+320 - 37+400
80
Roca arenisca, resistencia media, cobertura pequeña.
Remoción sin uso de explosivos. Talud final 5:1 (V:H).
37+400 - 37+560 160 Relleno
37+560 - 37+660
100 100
Material arcillo - limoso. Talud final 3:1 (V:H).
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  • 1. Consultores Generales Geoconsult S.A. Consultores Generales Geoconsult S.A. CONSORCIO SICUANI: INFORME FINAL Estudio de Suelos, Pavimentos Geología y Geotecnia del Estudio Definitivo del Proyecto: “Mejoramiento de la Carretera: Patahuasi – Yauri - Sicuani, Tramo: Espinar – El Descanso 42.90 Km. 42.90 MEMORIA DESCRIPTIVA 1.1. ANTECEDENTES EL Proyecto denominado “Estudio de Suelos, Pavimentos, Geología y Geotecnia del “Estudio Definitivo del Proyecto: Mejoramiento de la Carretera Patahuasi – Yauri – Sicuani. Tramo Espinar – El Descanso”, está encuadrado dentro del mejoramiento eficiente del Sistema de Transporte Vial Nacional, para contribuir al desarrollo y la integración física de la Costa, Sierra y Selva, mediante la rehabilitación, mejoramiento y mantenimiento de la Red Vial Nacional. En el año 2,002, la Dirección General de Programación Multinacional del MEF aprobó el Estudio de Factibilidad del proyecto y otorgó la viabilidad correspondiente. PROVIAS NACIONAL, por la modalidad de Administración Directa, ha ejecutado los trabajos de trazo y topografía, para que sirvan de base para la ejecución de los estudios básicos como parte de la ingeniería definitiva. PROVIAS NACIONAL, como consecuencia del Concurso Público correspondiente, ha adjudicado la Buena Pro al CONSORCIO SICUANI, conformado por las Empresas GEOCONSULT S.A. CONSULTORES GENERALES
  • 2. Consultores Generales Geoconsult S.A. Consultores Generales Geoconsult S.A. CONSORCIO SICUANI: INFORME FINAL Estudio de Suelos, Pavimentos Geología y Geotecnia del Estudio Definitivo del Proyecto: “Mejoramiento de la Carretera: Patahuasi – Yauri - Sicuani, Tramo: Espinar – El Descanso 42.90 Km. y ECSA INGENIEROS, para que desarrollen los estudios de suelos, pavimentos, geología y geotecnia para el estudio definitivo del proyecto. 1.2. INFORMACION BASICA 1.2.1. Ubicación y Accesibilidad En el “Diagrama Vial” del departamento del Cuzco, el tramo en estudio se encuentra ubicado en: Región : Cuzco Provincia : Espinar Distrito : Yauri El acceso, a partir de la ciudad de Arequipa, se da por la carretera asfaltada-afirmada que pasa por el abra de Negro Mayo y Mina Tintaya para llegar a la ciudad de Yauri (Capital de la provincia de Espinar), con una distancia de 300 Km. y un tiempo de recorrido de 5 horas en bus. De este lugar, se sigue por la carretera afirmada que es motivo de estudio, que lleva a la ciudad de Sicuani, hasta llegar al poblado de El Descanso, con una longitud de 42+900 Km. vía que se encuentra en regular a mal estado de conservación, siendo parte de una carretera importante que lleva a la ciudad del Cuzco. 1.2.2. Área de Estudios Es motivo del presente estudio, el tramo de la carretera Yauri – El Descanso, de 42+860 Km., con inicio a 400 m. pasando el puente sobre el río Yauri, siguiendo por el altiplano, cruzando el río Salado, paralelo al río Tambomayo, cruzando los ríos San Miguel, Chancarani y Agua Tapiza.
  • 3. Consultores Generales Geoconsult S.A. Consultores Generales Geoconsult S.A. CONSORCIO SICUANI: INFORME FINAL Estudio de Suelos, Pavimentos Geología y Geotecnia del Estudio Definitivo del Proyecto: “Mejoramiento de la Carretera: Patahuasi – Yauri - Sicuani, Tramo: Espinar – El Descanso 42.90 Km. 1.2.3. Objetivo y Finalidad del Estudio Son objetivo y finalidad de los estudios geológicos y geotécnicos, evaluar y calificar las condiciones naturales del terreno (rocas y suelos) donde se emplaza el tramo; identificar, evaluar y calificar los problemas de geodinámica externa que afectan a la vía, planteando propuestas de solución; así como del tipo de materiales que serán cortados con los trabajos de ensanche en la corrección del trazo y variantes propuestas; dando la información técnica pertinente para que se desarrolle el proyecto de ingeniería que permita ejecutar las obras bajo condiciones de seguridad y economía. Esta comprendido dentro de este propósito, la evaluación geológica- geotécnica de los puentes y pontones que se ubican en este tramo. 1.2.4. Alcances del Estudio Para conseguir los objetivos del estudio geológico geotécnico, éste comprende una evaluación de carácter regional, con determinación de los tipos de rocas y suelos (material de cobertura), problemas de geodinámica externa dentro de este ámbito, que tienen incidencia sobre la carretera, conforme se detallará en los capítulos pertinentes. Igualmente, dentro de este contexto, se ha hecho una evaluación sismológica para conocer la historia sísmica regional y deducir la frecuencia sísmica para la región. A lo largo de la carretera se hace un estudio de detalle por cada kilómetro, a escala 1:2,500, que comprende a los taludes superior e inferior, con definición de sus características litológicas, su estabilidad y, consecuente afectación a la plataforma de la carretera. Las investigaciones geológicas y geotécnicas también han estado referidas a la exploración en la plataforma, vía calicatas, a una profundidad de 1.50 m. y con espaciamiento cada 250 m. Igualmente en las evaluaciones de los puentes y pontones.
  • 4. Consultores Generales Geoconsult S.A. Consultores Generales Geoconsult S.A. CONSORCIO SICUANI: INFORME FINAL Estudio de Suelos, Pavimentos Geología y Geotecnia del Estudio Definitivo del Proyecto: “Mejoramiento de la Carretera: Patahuasi – Yauri - Sicuani, Tramo: Espinar – El Descanso 42.90 Km. También, se han estudiado los lugares de cantera que han de suministrar los materiales necesarios que se requerirán para ejecutar el proyecto.
  • 5. Consultores Generales Geoconsult S.A. Consultores Generales Geoconsult S.A. CONSORCIO SICUANI: INFORME FINAL Estudio de Suelos, Pavimentos Geología y Geotecnia del Estudio Definitivo del Proyecto: “Mejoramiento de la Carretera: Patahuasi – Yauri - Sicuani, Tramo: Espinar – El Descanso 42.90 Km. GEOLOGIA REGIONAL 2.1. INTRODUCCION: Como corresponde para todo tipo de obras civiles y, particularmente, para obras longitudinales como es el caso de una carretera, es importante el estudio del contexto geológico regional, ya que, como es de deducir, la evaluación del medio natural determina los tipos de rocas y suelos a ser atravesados, así como los problemas de geodinámica externa que la afectarán; calificando finalmente, la factibilidad técnico-económica de la obra vial a ejecutar. Para el caso que nos ocupa y, como es de verse en la interpretación de los planos regionales que se adjuntan, el altiplano, sobre el nivel de los 4,000 m, determina el fuerte modelado del relieve, donde los cortes no son significativos, pero sí la presencia del agua superficial y sub superficial, que juega un papel importante en la operatividad de la carretera. 2.2. GEOMORFOLOGIA: La geomorfología sobre los 4,000 m.s.n.m. está caracterizada por un típico relieve de fuerte modelado. Para el caso de nuestro interés, a lo largo del tramo de 42.90 Km. se pueden diferenciar dos unidades geomorfológicas: Unidad de Planicies y Lomadas Unidad de Cursos Fluviales
  • 6. Consultores Generales Geoconsult S.A. Consultores Generales Geoconsult S.A. CONSORCIO SICUANI: INFORME FINAL Estudio de Suelos, Pavimentos Geología y Geotecnia del Estudio Definitivo del Proyecto: “Mejoramiento de la Carretera: Patahuasi – Yauri - Sicuani, Tramo: Espinar – El Descanso 42.90 Km. 2.2.1. Unidad de Planicies y Lomadas: Es un típico relieve de altura, llámese genéricamente plano, con lomadas onduladas por el fuerte modelado a que ha estado expuesta la superficie por una intensa acción glaciar habida en el pasado geológico reciente; muy estables, con cobertura vegetal persistente con el “Ichu”, que es la vegetación natural de estas alturas. Este fuerte modelado favorece para que los cortes de los taludes de la vía sean poco significativos en altura; y, consecuentemente, con poco impacto negativo en la transitabilidad de la vía. La carretera corta esta unidad geomorfológica en los siguientes segmentos: Km. 0+000 a 1+850; 3+400 a 9+800; 13+800 a 20+000; 25+900 a 27+600; 28+900 a 33+800; 35+000 a 36+400. 2.2.2. Unidad de Cursos Fluviales: Dentro de la inmensa planicie, el modelado presenta depresiones, consecuentes de la intensa actividad glaciar habida en el pasado, que han permitido la formación de cauces por donde corren caudales importantes de agua de manera permanente; siendo el río Salado el curso hidrográfico más importante en el recorrido del tramo. El trazo de la carretera ha sido rellenado para conformar el perfil al atravesar estas depresiones que están localizadas entre las siguientes progresivas: Km. 1+850 al 3+400; 9+800 al 13+800; 20+000 al 25+900; 27+600 al 28+900, 33+800 al 35+000 y 36+400 al 42+860. 2.3. FORMACIONES GEOLOGICAS: La cartografía geológica elaborada por el INGEMMET y publicada en el Boletín Nº 58: “Geología de los Cuadrángulos de Velille, Yauri, Ayaviri y Azángaro” – 1995, a escala 1:100,000, describe las formaciones geológicas que a nivel regional se emplazan en el área circundante a la carretera Espinar – El
  • 7. Consultores Generales Geoconsult S.A. Consultores Generales Geoconsult S.A. CONSORCIO SICUANI: INFORME FINAL Estudio de Suelos, Pavimentos Geología y Geotecnia del Estudio Definitivo del Proyecto: “Mejoramiento de la Carretera: Patahuasi – Yauri - Sicuani, Tramo: Espinar – El Descanso 42.90 Km. Descanso (motivo del presente estudio) y que se muestra (la parte pertinente) en el plano geológico adjunto. 2.3.1. Rocas Sedimentarias: Grupo Puno (P-pu): Con esta denominación se conoce a una secuencia de areniscas rojizas rosadas y conglomerados. Las areniscas son de grano fino a grueso generalmente arcósicas (granos de arenas con predominio de cuarzo); los constituyentes feldespáticos casi siempre están alterados y tienen coloración clara. Los estratos conglomerádicos son masivos y menores a los 2 m. de espesor. Estos estratos gruesos de areniscas están intercalados con limo arcillitas en estratos delgados y de color rojizo oscuro a marrón. A este grupo formacional se le asigna una edad Paleógeno, del Cenozoico. En el área de interés, estas rocas se emplazan al final de la carretera, en las inmediaciones del poblado El Descanso, con afloramientos que tienen una definida dirección SE-NO; estando cortadas por la carretera entre las progresivas Km. 35+000 al 36+300. En el poblado de El Descanso se observan pequeños afloramientos de esta roca por la explanación de la carretera; al igual que en los pequeños segmentos, entre los Km. 21+600 al 21+800; 22+000 al 22+150, 24+100 al 24+300, 35+000 al 36+300 y 38+300 al 42+860. Formación Casa Blanca (N-cb): Con esta denominación se conoce a una secuencia estratigráfica constituida por conglomerados lacustrinos, de litología monótona, con contenido de tobas arcillosas, de coloración marrón rojiza, que se ubica mayormente en el norte del cuadrángulo de Yauri, donde también intercalan con limo arcillitas y, en algunos casos, con clastos volcánicos. La edad asignada a esta formación Casa Blanca, es del Cenozoico.
  • 8. Consultores Generales Geoconsult S.A. Consultores Generales Geoconsult S.A. CONSORCIO SICUANI: INFORME FINAL Estudio de Suelos, Pavimentos Geología y Geotecnia del Estudio Definitivo del Proyecto: “Mejoramiento de la Carretera: Patahuasi – Yauri - Sicuani, Tramo: Espinar – El Descanso 42.90 Km. Las rocas de esta formación geológica, muestran importante emplazamiento a lo largo de la carretera Espinar – El Descanso, con algunas soluciones de continuidad por cobertura de material fluvio glaciar, entre los Km. 2+600 a 22+000.; y, concretamente, entre las progresivas: Km. 3+400 a 9+800; 16+000 a 18+600; 25+950 a 27+550; 29+000 a 33+600. Formación Yauri (Qpl-y): Con esta denominación se conoce a sedimentos lacustrinos que están constituidos por tobas areniscosas y conglomerados lenticulares fluviales. Generalmente, las tobas son de color gris blanquecino y se han depositado en capas delgadas; encontrándose cubriendo a los conglomerados de la formación Casa Blanca. La edad geológica asignada a esta formación, es el Pleistoceno- Cuaternario. La carretera Espinar – El Descanso atraviesa esta formación geológica en varios segmentos entre el Km. 0+000 al Km. 24+900 (Río Chancarani), como es de verse en el plano geológico a escala 1:100,000, adjunto; con el siguiente detalle: entre las progresivas Km. 0+000 a 1+800; 9+800 a 9+900; 13+700 a 16+000; 18+600 a 20+000. Depósitos de material suelto (Qpl-glf y Qr-al): Se consideran a las acumulaciones de material inconsolidado a manera de amplias terrazas que se extienden a ambos lados de los ríos principales, como son Salado, San Genaro, Chacamayo, Casilemayo y Jahuatapica. Dentro de estos depósitos, también se consideran a las importantes acumulaciones de gravas en matriz de arenas limpias que ocupan los cauces de los ríos arriba mencionados.
  • 9. Consultores Generales Geoconsult S.A. Consultores Generales Geoconsult S.A. CONSORCIO SICUANI: INFORME FINAL Estudio de Suelos, Pavimentos Geología y Geotecnia del Estudio Definitivo del Proyecto: “Mejoramiento de la Carretera: Patahuasi – Yauri - Sicuani, Tramo: Espinar – El Descanso 42.90 Km. La carretera Espinar – El Descanso, al atravesar los ríos indicados, corta el material de estas unidades geológicas, en las siguientes progresivas: Km. 1+800 a 3+400; 9+900 a 13+700; 20+000 a 21+600; 21+800 a 22+000; 22+150 a 24+100; 24+300 a 25+950; 27+550 a 29+000; 33+600 a 35+000; 36+300.a 38+300. 2.3.2. Rocas Intrusivas (Ps-mi) En el mapa geológico del cuadrángulo de Yauri se delimita un afloramiento de rocas intrusivas hacia el lado izquierdo de la carretera Yauri – El Descanso, distante de ella, por lo que no tiene influencia. Son rocas de naturaleza diorítica, granodiorítica; duras y resistentes al estado fresco, que es como se presentan por haber sido fuertemente denudadas por la acción glaciar. 2.4. LITOLOGIA Será de interés para el mejoramiento de la carretera en estudio, en el tramo Espinar – El Descanso, que el conocimiento geológico regional se transforme en información directa y práctica para la elaboración del “Expediente Técnico”, así como que sirva de información importante durante la ejecución de la obra. En otras palabras, hacer de la geología una verdadera ingeniería geológica. Dentro de este raciocinio, se han elaborado planos geológicos tanto del entorno de la carretera, a escala 1: 40,000 cuanto a lo largo de la misma, a escala 1:2,500, que se orientan a proporcionar la información precisa de las condiciones naturales del terreno en el contexto del lenguaje de la ingeniería civil. Por esta razón, a continuación se describen dos grandes definiciones: roca de basamento y material de cobertura.
  • 10. Consultores Generales Geoconsult S.A. Consultores Generales Geoconsult S.A. CONSORCIO SICUANI: INFORME FINAL Estudio de Suelos, Pavimentos Geología y Geotecnia del Estudio Definitivo del Proyecto: “Mejoramiento de la Carretera: Patahuasi – Yauri - Sicuani, Tramo: Espinar – El Descanso 42.90 Km. 2.4.1. Roca de basamento: Se describe como el “conjunto de materiales consolidados, provenientes de la solidificación del magma, consolidaciones y diagénesis de los materiales producto de la erosión de las rocas pre- existentes y recristalización de las rocas pre-existentes (Diccionario Geológico, J. Dávila, 2006) En el entorno de la carretera Espinar – El Descanso (42+860 Km.), se han definido dos tipos de rocas de basamento, las mismas que están diferenciadas por su comportamiento físico-mecánico frente a los trabajos de explanación (corte) y a la estabilidad de sus taludes (Ver Mapa Litológico: G-01). Rocas R1: Se consideran a las rocas areniscas de origen lacustre, finamente estratificadas, de color gris; encontrándose generalmente cubiertas por material conglomerádico en matriz arcillo limosa, también de origen lacustre. Desde el punto de vista físico-mecánico, las areniscas se encuentran permanentemente humedecidas por las aguas superficiales, presentando una baja resistencia al golpe, con un aparente debilitamiento superficial. Los conglomerados se desestabilizan cuando la matriz esta saturada y los taludes son verticales. Los taludes de corte en las areniscas generalmente son bajos y la desestabilización se presenta por derrumbes menores o erosiones al estado de arenas, que al ser arrastradas por las aguas de lluvias, colmatan a la cuneta, interrumpiéndola, con la consecuente inundación y erosión de la plataforma de la carretera, contribuyendo, también a interrumpir la libre circulación de las aguas. Por esta baja resistencia, las areniscas y conglomerados de cobertura serán removidos solo con maquinaria, y uso restringido de explosivos.
  • 11. Consultores Generales Geoconsult S.A. Consultores Generales Geoconsult S.A. CONSORCIO SICUANI: INFORME FINAL Estudio de Suelos, Pavimentos Geología y Geotecnia del Estudio Definitivo del Proyecto: “Mejoramiento de la Carretera: Patahuasi – Yauri - Sicuani, Tramo: Espinar – El Descanso 42.90 Km. Como es de verse en el Mapa Litológico (G-01), la carretera Espinar – El Descanso atraviesa a estas rocas en varios segmentos entre el Km. 3+400 al Km. 33+600, cuyas precisiones se dan en los planos geológicos de detalle a escala 1:2500, así como en el Cuadro 1: Caracterización Litológica a lo largo de la carretera”. En el detalle, estas rocas son cortadas entre las siguientes progresivas: Km. 3+400 a 9+800; 16+000 a 18+600; 25+950 a 27+550; 29+000 a 33+600. Para estas rocas, se recomienda un talud de corte de 5:1 (V:H). Rocas R2: Se considera a un afloramiento importante que aparece al final del tramo de la carretera Espinar – El Descanso, a partir del Km. 35+000 y a ambos lados de la vía; pero que es cortado por ésta en pequeños segmentos: Km. 35+000 a 36+300 y en el poblado de El Descanso (Km. 38+300 a 42+860). Igualmente, aparecer pequeños segmentos de esta roca R2 entre las progresivas 21+600 a 21+800; 22+000 a 22+150 y 24+100 a 24+300. Los afloramientos son rocas constituidas por estratos de areniscas de grano fino a grueso, de espesores menores a 1 m., intercalados con estratos delgados de limo arcillitas, de color rojo oscuro a marrón. Desde el punto de vista físico-mecánico, las areniscas son de resistencia media al estado fresco y de baja resistencia cuando están humedecidas; y las limo arcillitas, son de baja resistencia. En conjunto (por que son una unidad estratigráfica), los taludes de corte de la carretera muestran estabilidad relativa, por el endurecimiento (relativo) de las areniscas frente al debilitamiento de las limo arcillitas, ya que estas ultimas desmoronan fácilmente por intemperismo dejando pequeñas “cornisas” en los estratos de areniscas, que luego caen por gravedad.
  • 12. Consultores Generales Geoconsult S.A. Consultores Generales Geoconsult S.A. CONSORCIO SICUANI: INFORME FINAL Estudio de Suelos, Pavimentos Geología y Geotecnia del Estudio Definitivo del Proyecto: “Mejoramiento de la Carretera: Patahuasi – Yauri - Sicuani, Tramo: Espinar – El Descanso 42.90 Km. Por su baja a mediana resistencia, estas areniscas serán removidas, mayormente, con maquinarias, sin el uso de explosivos. Sin embargo, en la clasificación de materiales para movimiento de tierras, se ha considerado un bajo porcentaje de roca fija, en la eventualidad de usarse parcialmente explosivos. En algunos taludes cortados por la carretera (alturas hasta 5 m), donde aparecen estratos gruesos de areniscas, es posible obtener bloques hasta de tamaño mediano que pudieran utilizarse en la conformación de la plataforma (rellenos, muros de protección), para lo que se deberá diseñar un sistema de voladura controlada. En relación con los cortes que se harían en estas rocas, los taludes deberán tener una relación de 5:1 (V:H). 2.4.2. Material de Cobertura: Según el Diccionario Geológico de Jorge Dávila B, (2006), se define como suelo a la “cobertura superficial de la corteza terrestre producto de la alteración de los minerales de las rocas pre-existentes. La formación del suelo implica la meteorización química de los minerales primarios dando lugar a nuevos minerales. El suelo normalmente debe ser útil para la agricultura….” Para el caso que nos ocupa, se ha visto por conveniente usar un término mas amplio que suelo, al querer involucrar a éstos y a los materiales transportados, como son los que rellenan los cauces actuales y antiguos de los ríos y quebradas importantes, así como a los materiales que en forma “laminar” han sido depositados por los glaciares durante su retroceso. Dentro de este raciocinio, para la carretera que se estudia se han considerado dos tipos de material de cobertura.
  • 13. Consultores Generales Geoconsult S.A. Consultores Generales Geoconsult S.A. CONSORCIO SICUANI: INFORME FINAL Estudio de Suelos, Pavimentos Geología y Geotecnia del Estudio Definitivo del Proyecto: “Mejoramiento de la Carretera: Patahuasi – Yauri - Sicuani, Tramo: Espinar – El Descanso 42.90 Km. Material de cobertura (MC-3): Referido a los depósitos de material suelto distribuidos en amplias terrazas que se extienden a ambos lados de los ríos importantes (Salado, Chacamayo, Pullo, El Descanso); constituidos por gravas de variada litología (mayormente de rocas volcánicas, así como de areniscas e ígneas), en aglutinante arcillo limoso; poco cohesivas. Igualmente, se esta considerando a los materiales sueltos al estado de gravas que rellenan los cauces de los ríos arriba indicados y de quebradas importantes, teniendo la misma litología y englobados en arenas sueltas. Todos estos materiales en conjunto son poco cohesivos, requiriéndose solo del uso de maquinaria para su remoción, sin el uso de explosivos. Para taludes de corte final, se recomienda una relación 3:1 (V: H). Desde el punto de vista de su aprovechamiento, estos materiales son apropiados para suministrar agregados para rellenos de la plataforma, así como para concreto para las obras civiles a ejecutar. Como es de verse en el Mapa Litológico, la carretera Espinar – El Descanso discurre en importantes segmentos por este tipo de material de cobertura, sea cortando los ríos o quebradas, sea siguiendo paralelas a sus cursos. Así, entre los Km. 1+800 al 3+400, 9+900 al 13+700, del 20+000 al 21+600; del 21+800 al 22+000; del 22+150 al 24+100; del 24+300 al 25+950; del 27+550 al 29+000; del 33+600 al 35+000 y del 36+300 al 38+300. Material de cobertura (MC-4) Referido a depósitos lacustres constituídos mayormente por tobas areniscosas, de color gris blanquecino y por conglomerados fluviales.
  • 14. Consultores Generales Geoconsult S.A. Consultores Generales Geoconsult S.A. CONSORCIO SICUANI: INFORME FINAL Estudio de Suelos, Pavimentos Geología y Geotecnia del Estudio Definitivo del Proyecto: “Mejoramiento de la Carretera: Patahuasi – Yauri - Sicuani, Tramo: Espinar – El Descanso 42.90 Km. Desde el punto de vista físico-mecánico, las tobas son de resistencia baja, mayormente cuando están humedecidas, pudiendo removerse manualmente, mejor aún con maquinaria; y los conglomerados, constituidos por gravas de areniscas y algunos volcánicos, son de mediana resistencia como elementos aislados y de baja resistencia al estado de conjunto. La carretera Espinar – El Descanso corta a estos materiales entre el Km. 0+000 al 20+000, en segmentos alternativos, donde los taludes de corte son generalmente bajos, desestabilizando, mayormente, por la erosión de las aguas superficiales, en forma de pequeños flujos gravo arenosos. En el detalle este material es cortado entre las progresivas: Km. 0+000 al 1+800; 9+800 a 9+900; 13+700 a 16+000; 18+600 a 20+000. Los taludes de corte finales serán de 3:1 (V: H). Todo este material de cobertura MC-4 será removido sin el uso de explosivos.
  • 15. Consultores Generales Geoconsult S.A. Consultores Generales Geoconsult S.A. CONSORCIO SICUANI: INFORME FINAL Estudio de Suelos, Pavimentos Geología y Geotecnia del Estudio Definitivo del Proyecto: “Mejoramiento de la Carretera: Patahuasi – Yauri - Sicuani, Tramo: Espinar – El Descanso 42.90 Km. GEOLOGIA ESTRUCTURAL 3.1. FALLAS Y OTRAS ESTRUCTURAS Según la cartografía geológica del INGEMMET (Boletín Nº58: Geología de los cuadrángulos de Velille, Yauri, Ayaviri y Azángaro – 1985), en el entorno regional de la carretera Espinar – El Descanso, se tienen mapeadas importantes estructuras geológicas tipo fallas y plegamientos que siguen la dirección del plegamiento andino, es decir SE-NO. Hacia el norte del cuadrángulo (Ver mapa geológico 1:100,000), se localizan fallas geológicas definidas e inferidas que ponen en contacto a formaciones geológicas de edades diferentes (antiguas y modernas). Igualmente y en forma particular, entre los sedimentos de la Formación Puno (arriba descrita), se observan frecuentes plegamientos anticlinales y sinclinales. De esta descripción se deduce que en el segmento final de la carretera, a partir del Km. 35+000, las rocas de basamento (areniscas del Grupo Puno) son las que se encuentran debilitadas por estas estructuras geológicas, deviniendo en fracturamientos que facilitan su desintegración. Se debe precisar que, según la descripción litológica hecha precedentemente (2.4.1.), son pocos los afloramientos de esta roca arenisca cortados directamente por la carretera, siendo que, mayormente, el tramo final discurre en material de cobertura (MC-3). En la primera mitad de la carretera solo se han mapeado dos fallas inferidas, de corto recorrido, que la atraviesan a la altura de los Km. 7+400 y 16+000, que ponen en contacto a formaciones geológicas de edad reciente.
  • 16. Consultores Generales Geoconsult S.A. Consultores Generales Geoconsult S.A. CONSORCIO SICUANI: INFORME FINAL Estudio de Suelos, Pavimentos Geología y Geotecnia del Estudio Definitivo del Proyecto: “Mejoramiento de la Carretera: Patahuasi – Yauri - Sicuani, Tramo: Espinar – El Descanso 42.90 Km. Por el fuerte modelado a que ha sido sometida la superficie, consecuencia de la intensa actividad glaciar, estas fallas geológicas no marcan una inestabilidad importante en las rocas y material de cobertura que las atraviesan.
  • 17. Consultores Generales Geoconsult S.A. Consultores Generales Geoconsult S.A. CONSORCIO SICUANI: INFORME FINAL Estudio de Suelos, Pavimentos Geología y Geotecnia del Estudio Definitivo del Proyecto: “Mejoramiento de la Carretera: Patahuasi – Yauri - Sicuani, Tramo: Espinar – El Descanso 42.90 Km. SISMICIDAD REGIONAL Toda obra civil y, particularmente las importantes, tienen que relacionarse, necesariamente, con la actividad sísmica imperante en nuestro país, habida cuenta que es conocida su particular ubicación sismo tectónica dentro del contexto del universo terrestre, con una historia, particularmente reciente, que nos muestra la frecuencia y magnitud de eventos sísmicos que han generado desastres en grandes espacios de nuestro territorio, con pérdidas de vidas humanas y fuerte impacto negativo en la economía nacional. Ejemplo último de un gran desastre ha sido el terremoto del 31 de mayo de 1,970, que tuvo un impacto vibratorio en un espacio territorial de 150,000 Km2. Dentro del contexto sismo tectónico mundial, el Perú se encuentra ubicado en lo que se denomina el “Cinturón de Fuego Circunpacífico”, que es el ámbito territorial mundial donde se originan alrededor del 80% de los sismos del mundo. El entorno tectónico del Perú esta encuadrado dentro de lo que explica la “Teoría de Tectónica de Placas”, que pone a la “Placa de Nazca” o “Marina” frente a la “Placa Continental” o “Sudamericana”, con colisión y subducción de la primera sobre la segunda. Este desplazamiento convergente de placas explica la formación de la Cordillera de loa Andes y la deformación continental, así como las grandes depresiones del fondo marino. Como quiera que sea evidente la actividad dinámica de la tierra, la generación de sismos es una consecuencia natural de estos movimientos, poniendo al Perú como uno de los países de mayor actividad sísmica de América.
  • 18. Consultores Generales Geoconsult S.A. Consultores Generales Geoconsult S.A. CONSORCIO SICUANI: INFORME FINAL Estudio de Suelos, Pavimentos Geología y Geotecnia del Estudio Definitivo del Proyecto: “Mejoramiento de la Carretera: Patahuasi – Yauri - Sicuani, Tramo: Espinar – El Descanso 42.90 Km. La amenazas de terremotos en nuestro territorio, lo somete a un factor externo que es el “riesgo sísmico”, por lo que los daños consecuentes estarán en relación directa con la magnitud del evento (peligro natural de origen sismológico) y a la capacidad de respuesta de las estructuras, llámese de infraestructura o edificaciones en general (Vulnerabilidad) a los diferentes valores de aceleración a las que están sometidas cuando ocurre un terremoto. El mayor conocimiento de los eventos sísmicos (epicentros y atenuaciones en su propagación), permitirá planificar obras que con éxito enfrenten las consecuencias sísmicas. Es oportuno precisar que condiciones geológicas locales juegan un papel importante para atenuar o incrementar las aceleraciones sísmicas y, en consecuencia, los efectos sobre las obras. Se denominan “Fuentes Sismogénicas”, a las zonas en las que se puede considerar que los sismos presentan características comunes y, por lo tanto, se pueden asociar a una misma fuente, criterio que se deduce con la distribución espacial de los eventos sísmicos. Dentro de esta definición, para el Perú, de manera general, se pueden considerar dos fuentes sísmicas importantes, la “Fuente Sismogénica Marina”, que comprende la fosa y el zócalo continental, donde se originan los eventos mas importantes y catastróficos, al estar ubicada en la línea de subducción de las dos placas de tectónicas (“Zona de Benioff”). Estos eventos catastróficos son de origen profundo (hipocentros), habiendo los de carácter intermedio y superficial (los más frecuentes). La otra, es la “Fuente Sismogénica Continental” donde, por la lejanía a la convergencia de las dos placas tectónicas, los eventos sísmicos son menores en frecuencia y magnitud, aunque, con excepciones, conforme lo expresa la historia sísmica nacional, también se han producido terremotos con origen en el continente (Satipo, 1947, Ancash, 1946).
  • 19. Consultores Generales Geoconsult S.A. Consultores Generales Geoconsult S.A. CONSORCIO SICUANI: INFORME FINAL Estudio de Suelos, Pavimentos Geología y Geotecnia del Estudio Definitivo del Proyecto: “Mejoramiento de la Carretera: Patahuasi – Yauri - Sicuani, Tramo: Espinar – El Descanso 42.90 Km. En el continente, los eventos sísmicos son tipificados por su profundidad, independiente de su magnitud, como superficiales (de 0 a 60 Kms), intermedios (de 61 a 300 Kms.) y profundos (mayores de 301 Kms.). En el informe interno del Instituto Geofísico del Perú (IGP): “Observaciones acerca de la neotectónica en el Perú”- 1982), se hacen apreciaciones con conclusiones preliminares acerca de la actividad sismo tectónica reciente (cuaternaria) del territorio peruano. Para nuestro interés, en el ámbito territorial de la región Cuzco (donde se encuentra ubicada la carretera Espinar – El Descanso), hay las siguientes descripciones: En el Capítulo 2, cuando se refiere a las “Estructuras Cuaternarias”, se han diferenciado en pliegues, flexuras y fallas. En cuanto a los Pliegues, se describe al anticlinorio del Cuzco, indicando que “se observa claramente al norte del barrio de San Sebastián, tiene una geometría compleja en la medida que tiene en su corazón un horst del neocomiano. El eje tiene un rumbo promedio de N 120ºE”. Cuando se describen las Flexuras”, no se hace referencia a su existencia en la región Cuzco. En relación con las Fallas, se describe que “casi siempre las fallas cuaternarias provienen de la reactivación de un fallamiento anterior. Por tanto, aunque ellas están repartidas en muchas regiones del Perú, se encuentran con mayor frecuencia en determinadas áreas. Estas corresponden a límites entre ciertas zonas morfoestructurales o paleogeográficas”. Así, las dos fajas donde hay mayor deformación cuaternaria se ubican en los límites: Altas Planicies-Cordillera Oriental y Zona Subandina – Cordillera Oriental”.
  • 20. Consultores Generales Geoconsult S.A. Consultores Generales Geoconsult S.A. CONSORCIO SICUANI: INFORME FINAL Estudio de Suelos, Pavimentos Geología y Geotecnia del Estudio Definitivo del Proyecto: “Mejoramiento de la Carretera: Patahuasi – Yauri - Sicuani, Tramo: Espinar – El Descanso 42.90 Km. Al describirse la “Fallas de la Sierra Sur”, se indica: Falla Ausangate: Se encuentra entre Ocongate y el macizo de Ausangate. Tiene un rumbo promedio N 60ºE y una longitud de 20 Kms. Afecta al material glaciar y fluvio glaciar. Se desconoce el sentido y la edad de su última reactivación. Edad Cuaternario Medio a Cuaternario Reciente. Fallas del Alto Vilcanota (Pomacanchi, Yanaoca, Langui-Layo). Este sistema de fallas se sigue sobre 70 Km. de longitud, entre el Norte de la laguna Pomacanchi y la laguna Langui-Layo. Tienen un rumbo promedio N 150º E excepto en la parte Sur, a partir de Langui donde cambia para tomar un rumbo promedio N120ºE. Los buzamientos están alrededor de 60ºhacia el SO. Al norte de la laguna Pomacanchi, donde se expone mejor la falla, ésta parece haber tenido una última reactivación al final de Cuaternario medio; sin embargo, ocurrieron sismos sumamente superficiales y destructores en Yanaoca y la laguna Pomacanchi. Por lo tanto, se tendría que estudiar esta familia de fallas con mucho mas detalle para resolver esta contradicción aparente”. Edad: Cuaternario Medio a Cuaternario Reciente. En el Capítulo 3: “Las Fallas Activas”, se indica que “se consideró como activa cualquier falla que haya tenido reactivación en el transcurso de los últimos 10,000 años, es decir durante el Holoceno”. En la Tabla de “Las Fallas Activas del Perú”, se consideran a ocho fallas a nivel del territorio peruano; siendo una de ellas la falla de Pomacanchi, que se ubica en la región Cuzco; habiendo, sin embargo, una nota que dice: “No hay ninguna
  • 21. Consultores Generales Geoconsult S.A. Consultores Generales Geoconsult S.A. CONSORCIO SICUANI: INFORME FINAL Estudio de Suelos, Pavimentos Geología y Geotecnia del Estudio Definitivo del Proyecto: “Mejoramiento de la Carretera: Patahuasi – Yauri - Sicuani, Tramo: Espinar – El Descanso 42.90 Km. evidencia de que la falla de Pomacanchi sea activa, mas bien posee tramos que no se han movido durante el Cuaternario reciente. Sin embargo, Silgado (1973) menciona tres sismos superficiales y destructores ocurridos en la zona entre 1930 y 1945”. En el Capítulo 7: Estudios Regionales, al describir “Las fallas de la Región Cuzco”, se da conclusiones de estudios preliminares: “La cuenca del Cuzco corresponde a una depresión intra cordillerana ubicada al límite Alta Planicies – Cordillera Oriental; ella muestra deformaciones cuaternarias compresionales y extensionales y también rocas volcánicas probablemente de la misma edad. La cuenca Cuzco ha sido rellenada por dos formaciones lacustres. Las mas antigua (Formación San Sebastián) esta afectada por un anticlinorio cuyo eje es alrededor de N120ºE. La más reciente yace con discordancia angular sobre las mas antigua. Esta última formación lacustre pertenece al Cuaternario antiguo mientras que la otra sería del Cuaternario Medio. La región Cuzco tiene las características de una zona muy afectada por las deformaciones cuaternarias. Por lo descrito precedentemente del informe interno del IGP-1982, se puede resumir que en la región Cuzco existen importantes deformaciones cuaternarias, inclusive fallamientos, que aunque no tienen una clara evidencia en superficie, se le asigna ser fuentes de liberación de energía sísmica reciente, como es el caso de la falla activa de Pomacanchi, que entre los años 1930 a 1945 generó tres sismos superficiales importantes. El reporte de “Información Sísmica” preparado por el IGP (Abril, 2006), a solicitud de Geoconsult S.A. para el estudio de la carretera Espinar – El Descanso (que se adjunta en anexo), tiene las siguientes apreciaciones:
  • 22. Consultores Generales Geoconsult S.A. Consultores Generales Geoconsult S.A. CONSORCIO SICUANI: INFORME FINAL Estudio de Suelos, Pavimentos Geología y Geotecnia del Estudio Definitivo del Proyecto: “Mejoramiento de la Carretera: Patahuasi – Yauri - Sicuani, Tramo: Espinar – El Descanso 42.90 Km. Comprende la actividad sísmica ocurrida del área solicitada (Lat. 13.90 a 15.30ºS, Long. 70.65 a 72.05º W; comprendida entre los años 1500 a 2005, con magnitud igual o mayor de 3.5. Esta información contiene los parámetros focales de los sismos y los valores de intensidad observados para cada sismo con magnitud elevada”. En el listado de “Parámetros Sísmicos del Área Seleccionada”, en el período comprendido entre 1746 al 2005, se han producido 116 sismos: de magnitudes 3.5. mb (1963/08/22 - 1987/11/17 – 1992/06/05 – 1998/09/01 – 2003/09/22), hasta de 6.0 mb (1983/02/16); con mayores intensidades registradas de VII (Acomayo: 1746/02/11), VII (Tinta: 1931/06/18). En el mapa de distribución territorial de los sismos, se muestra una concentración de cinco sismos en las inmediaciones de la localidad de Yauri. Muy cerca, se han producido 2 sismos de profundidad intermedia (61 a 300 Km.), de magnitudes mb: 5 y 4; y, poco al sur, 3 sismos de similar profundidad y magnitudes. Es probable que en las fechas que se produjeron estos sismos y si la carretera Espinar – El Descanso ya hubiera, sus impactos sobre ésta pueden haber sido menores, toda vez que la carretera se desarrolla en una región de altiplanicie, donde los cortes de los taludes tienen alturas menores; habiéndose producido, con probabilidad, pequeños desprendimientos del material granular de estos taludes de corte. Como se ha indicado, conocer los valores de la “aceleración sísmica” consecuencia de un evento sísmico, son importantes para ejecutar las obras civiles que se proyectan, particularmente puentes. Para el caso de la carretera Espinar – El Descanso, no se tiene previsto construir nuevos puentes, es decir, se utilizarán los existentes. Sin embargo, los valores de la “aceleración” esperada se tomaran de los mapas publicados. Así: Casaverde y Vargas: “Mapa de Aceleraciones Máximas Normalizadas para un período de 30 años”, donde se da una aceleración entre de 0.17 g.
  • 23. Consultores Generales Geoconsult S.A. Consultores Generales Geoconsult S.A. CONSORCIO SICUANI: INFORME FINAL Estudio de Suelos, Pavimentos Geología y Geotecnia del Estudio Definitivo del Proyecto: “Mejoramiento de la Carretera: Patahuasi – Yauri - Sicuani, Tramo: Espinar – El Descanso 42.90 Km. Jorge Alva y Jorge Castillo: “Distribución de Iso aceleraciones para un 10 % de excedencia en 50 años”, que da una aceleración entre 32 a 34 g; y para 100 años, una aceleración entre 36 a 38 g. PARAMETROS SISMICO DE SITIO Dentro de los alcances de la “Norma Técnica de Edificaciones E.030” de “Diseño sismorresistente”, la carretera Yauri – El Descanso se encuentra ubicada en la provincia de Espinar, del departamento del Cuzco; consecuentemente, esta dentro de la denominada “Zona 2” de la clasificación de “Zonas Sísmicas” del territorio nacional, correspondiéndole un “factor de zona” de 0.3g; interpretándose como la aceleración máxima del terreno con una probabilidad de 10% de ser excedida en 50 años. La descripción litológica hecha precedentemente, indica que la carretera Yauri – El Descanso se emplaza sobre rocas areniscas bien estratificadas, según la Norma E.030, a un “Perfil Tipo S1: Rocas Parcialmente Alteradas, teniéndose los siguientes parámetros: Periodo que define la plataforma del espectro (Tp): Tp = 0.40 seg. Factor de Suelo (S): S = 1.00 Factor de Zona (Z): aceleración máxima del terreno con una probabilidad de 10% de ser excedida en 50 años Z = 0.30 (g) Factor de Ampliación Sísmica (C): ⋅= C≤2.5 C = 2.5 . (0.40) / T = 1.00 / T
  • 24. Consultores Generales Geoconsult S.A. Consultores Generales Geoconsult S.A. CONSORCIO SICUANI: INFORME FINAL Estudio de Suelos, Pavimentos Geología y Geotecnia del Estudio Definitivo del Proyecto: “Mejoramiento de la Carretera: Patahuasi – Yauri - Sicuani, Tramo: Espinar – El Descanso 42.90 Km. En los materiales de cobertura, se encuentra constituido por depósitos lacustres y por conglomerados constituido por gravas envueltas en una matriz de arena. Según la Norma E.030, a un “Perfil Tipo S2: suelos intermedios”, teniéndose los siguientes parámetros: Periodo que define la plataforma del espectro (Tp): Tp = 0.60 seg. Factor de Suelo (S): S = 1.20 Factor de Zona (Z): aceleración máxima del terreno con una probabilidad de 10% de ser excedida en 50 años Z = 0.30 (g) Factor de Ampliación Sísmica (C): ⋅= C≤2.5 C = 2.5 . (0.60) / T = 1.50 / T
  • 25. Consultores Generales Geoconsult S.A. Consultores Generales Geoconsult S.A. CONSORCIO SICUANI: INFORME FINAL Estudio de Suelos, Pavimentos Geología y Geotecnia del Estudio Definitivo del Proyecto: “Mejoramiento de la Carretera: Patahuasi – Yauri - Sicuani, Tramo: Espinar – El Descanso 42.90 Km. INGENIERIA GEOLOGICA 5.1. INTRODUCCION: En este capítulo se abordan todos los aspectos relacionados con las condiciones naturales del terreno y sus incidencias en la carretera, sea desde el punto de vista de las rocas y material de cobertura que serán cortados con los trabajos de mejoramiento (clasificación de materiales), sea por los problemas de geodinámica externa (peligros naturales) que afectan sus seguridad física, llámese sobresaturaciones del material de cobertura, sea desprendimientos del mismo material. Igualmente, comprende el análisis de la presencia de agua subterránea para deducir su incidencia en la estabilidad de la carretera. 5.2 GEODINAMICA EXTERNA: El que la carretera Espinar – El Descanso, con sus 46+860 Km. de longitud, se ubique en un área de altiplanicie (sobre los 4,000 m.s.n.m.), donde la morfología muestra un relieve típicamente glaciar, hace que esta carretera tenga cortes de taludes muy bajos e, inclusive, en varios segmentos con cortes nulos; consecuentemente, los problemas de inestabilidades en taludes mayores, tipo deslizamientos, derrumbes, sean nulos; pero, sí, por el hecho de estar en una superficie puna, los peligros naturales siendo menores, tienen su relación con las saturaciones del material de cobertura, por la presencia de agua, se diría en forma permanente, deviniendo en derrumbes menores. 5.2.1 Sobresaturación del suelo: Como se ha indicado, este fenómeno tiene su origen en el discurrimiento de agua por las fuertes precipitaciones pluviales que en estos niveles altitudinales se dan en la mayor parte de los meses del
  • 26. Consultores Generales Geoconsult S.A. Consultores Generales Geoconsult S.A. CONSORCIO SICUANI: INFORME FINAL Estudio de Suelos, Pavimentos Geología y Geotecnia del Estudio Definitivo del Proyecto: “Mejoramiento de la Carretera: Patahuasi – Yauri - Sicuani, Tramo: Espinar – El Descanso 42.90 Km. año, así como por las aguas de los deshielos de las áreas glaciares lejanas. El discurrir de las aguas se da en forma superficial sobre el suelo que en su casi totalidad esta cubierto por plantas gramíneas del lugar (ichu); y en forma sub superficial, aprovechando la buena permeabilidad del material de cobertura que, como se ha descrito, es gravoso, en matriz arenosa a areno arcillo limosa. Toda esta agua de discurrimiento superficial y sub superficial cae en forma laminar por los taludes bajos de la carretera, adquiriendo velocidad y consecuente energía para impactar sobre las cunetas de la vía, que al no estar revestidas generan erosiones sobre la roca en las que están construidas que, como se ha descrito, son areniscas de muy baja resistencia, presentando un cuadro (las cunetas) de una marcada irregularidad a manera de cárcavas, que dificultan el libre discurrir de las aguas hacia las alcantarillas. El Cuadro N°01: “Zonificación Geodinámica a lo Largo de la Carretera”, adjunto, muestra los segmentos donde se producen las saturaciones del suelo que, básicamente se dan en el talud superior (cuando hay taludes de corte) y a ambos lados de la plataforma (no en ella) cuando es una planicie. En el talud inferior, para ninguno de los casos, se dan saturaciones. En el detalle, estas saturaciones del talud superior (que son las que tienen incidencias en la carretera), se dan en las siguientes progresivas: 0+000 a 1+700; 3+000 a 9+600; 16+000 a 18+600; 26+000 a 27+600; 29+000 a 34+000; 35+000 a 36+000. 5.2.2 Desprendimientos de material: Fenómeno que es una consecuencia de la saturación del material de cobertura (granular), deviniendo en caídas menores de los fragmentos y el material fino, llegando a las cunetas, interrumpiéndolas parcialmente.
  • 27. Consultores Generales Geoconsult S.A. Consultores Generales Geoconsult S.A. CONSORCIO SICUANI: INFORME FINAL Estudio de Suelos, Pavimentos Geología y Geotecnia del Estudio Definitivo del Proyecto: “Mejoramiento de la Carretera: Patahuasi – Yauri - Sicuani, Tramo: Espinar – El Descanso 42.90 Km. Como quiera que estas cunetas no tienen el mantenimiento oportuno, los desprendimientos progresivos en un mismo lugar, las interrumpen, originando, en algunos casos, desviaciones del agua hacia la plataforma de la carretera, erosionándola con el lavado de la capa granular de rodadura. Siendo que los desprendimientos del material de cobertura (granular) son una consecuencia de las saturaciones, éstos (los desprendimientos) se dan entre las progresivas siguientes: 0+000 a 1+700; 3+000 a 9+600; 16+000 a 18+600; 26+000 a 27+600; 29+000 a 34+000; 35+000 a 36+000 5.3 LITOLOGIA A LO LARGO DEL TRAZO: El mapeo litológico realizado a lo largo del trazo, ha permitido localizar con exactitud las rocas y material de cobertura que son cortados por la carretera y que serán los que tengan que cortarse con las explanaciones proyectadas, particularmente en las variantes. El Cuadro: “Clasificación de Materiales de Corte para Movimiento de Tierras”, adjunto en el acápite 5.6, en el recuadro “Observaciones”, describe los diferentes tipos de rocas y material de cobertura que son cortados por la carretera. 5.4 AGUAS SUBTERRANEAS EN LA CARRETERA: En todo proyecto para construcción de obras civiles (carreteras, entre otros), es necesario conocer con propiedad de la existencia, o no, de las aguas subterráneas, habida cuenta que con su presencia y dependiendo de su profundidad y régimen hidráulico (entre otros parámetros), se podrá establecer su incidencia negativa en la estabilidad de las obras.
  • 28. Consultores Generales Geoconsult S.A. Consultores Generales Geoconsult S.A. CONSORCIO SICUANI: INFORME FINAL Estudio de Suelos, Pavimentos Geología y Geotecnia del Estudio Definitivo del Proyecto: “Mejoramiento de la Carretera: Patahuasi – Yauri - Sicuani, Tramo: Espinar – El Descanso 42.90 Km. Para el caso de la carretera Espinar – El Descanso, en los estudios de campo no se ha encontrado manifestación alguna de la existencia de agua subterránea, por ejemplo, afloramientos de “puquiales” en los taludes superior e inferior de la carreteras, que sean un indicativo para deducir un flujo de agua subterránea permanente Igualmente, en las excavaciones de calicatas hechas en la plataforma cada 250 m., no se ha encontrado agua hasta 1.50 m. de profundidad de excavación. Como ya se indicara, la presencia de agua superficial y sub superficial esta relacionada básicamente con los periodos de lluvias estacionales, que favorecidos por el relieve permiten una dispersión laminar con fuerte discurrimiento superficial; y, en forma sub superficial con la saturación del material de cobertura, que siendo gravoso presenta permeabilidad, para discurrir en el talud por el contacto suelo-roca y caer a las cunetas. En otras palabras, las aguas que en periodos de lluvias discurren en la superficie del talud superior son colectadas por las cunetas sin discurrir por la plataforma de la vía; la misma que solo recibe el agua que le cae directamente de las lluvias. Por otra parte, dadas las características del relieve, sí son frecuentes los “bofedales”, que son acumulaciones de agua permanente a ambos lados de la carretera, a manera de pequeñas lagunas que al formarse en las depresiones de ninguna manera significan una continuidad por flujo subterráneo. La plataforma de la carretera tiene un relleno (rasante) constituido por material granular sobre los niveles de estos bofedales para impedir posibles inundaciones, de producirse máximas acumulaciones de aguas. Se debe tener presente que desde el punto de vista ambiental, no es posible drenar estos “bofedales”.
  • 29. Consultores Generales Geoconsult S.A. Consultores Generales Geoconsult S.A. CONSORCIO SICUANI: INFORME FINAL Estudio de Suelos, Pavimentos Geología y Geotecnia del Estudio Definitivo del Proyecto: “Mejoramiento de la Carretera: Patahuasi – Yauri - Sicuani, Tramo: Espinar – El Descanso 42.90 Km. 5.5 VARIANTES PROPUESTAS AL EJE: EVALUADO; Los planos topográficos de detalle (escala 1:2,500) proporcionados por Provias Nacional para nuestro estudio, considera variantes del eje de la actual carretera, con el propósito de mejorar las características geométricas de la vía. Estas variantes están localizadas entre las siguientes progresivas: Distancia de a (m) 0+120 - 0+240 120 Izquierdo Relleno 0+480 - 0+740 260 Derecho Corte 3:1 (V:H) 0+760 - 0+840 80 Izquierdo Relleno 1+100 - 1+380 280 Izquierdo Corte 3:1 (V:H) 2+900 - 3+060 160 Derecho Corte 3:1 (V:H) 5+080 - 5+250 170 Derecho Corte 3:1 (V:H) 5+440 - 5+540 100 Izquierdo Relleno 5+680 - 5+780 100 Izquierdo Relleno 6+340 - 6+440 100 Derecho Corte 3:1 (V:H) 6+500 - 6+600 100 Derecho Corte 3:1 (V:H) 7+160 - 7+300 140 Derecho Corte 3:1 (V:H) 8+000 - 8+200 200 Derecho Corte 3:1 (V:H) 11+620 - 11+760 140 Derecho Corte 3:1 (V:H) 11+940 - 12+000 60 Izquierdo Relleno 12+860 - 13+020 160 Derecho Corte 3:1 (V:H) 16+080 - 16+200 120 Derecho Corte 3:1 (V:H) 17+280 - 17+380 100 Derecho Corte 3:1 (V:H) 17+640 - 17+780 140 Derecho Corte 3:1 (V:H) 21+530 - 21+680 150 Izquierdo Corte 3:1 (V:H) 32+820 - 33+060 240 Izquierdo Corte 3:1 (V:H) 35+380 - 35+460 80 Izquierdo Corte 3:1 (V:H) 36+300 - 36+400 100 Izquierdo Corte 3:1 (V:H) 39+400 - 39+600 200 Izquierdo Corte 5:1 (V:H) 40+580 - 40+820 240 Izquierdo Corte 5:1 (V:H) 40+980 - 41+100 120 Derecho Relleno Progresiva Lado Talud
  • 30. Consultores Generales Geoconsult S.A. Consultores Generales Geoconsult S.A. CONSORCIO SICUANI: INFORME FINAL Estudio de Suelos, Pavimentos Geología y Geotecnia del Estudio Definitivo del Proyecto: “Mejoramiento de la Carretera: Patahuasi – Yauri - Sicuani, Tramo: Espinar – El Descanso 42.90 Km. Como se ha indicado, la variantes se proponen para mejorar las características geométricas de la actual carretera; consecuentemente, estas variantes no se distanciaran mayormente del eje actual. De esto se deduce que las variantes se harán sobre materiales de la mismas características geológicas y geomorfológicas; es decir, hacia el lado del talud superior habrán cortes bajos en rocas areniscas de mediana a baja resistencia, que están cubiertas por material de grava en matriz generalmente areno limo arcillosa, requiriéndose, para el movimiento de tierras, del uso solo de maquinarias (no de explosivos). En el detalle, indicamos que la Clasificación de Materiales de Corte para Movimiento de Tierras presentado en el presente informe, considera a estas variantes. Para las variantes que comprenderán el talud inferior de la actual carretera, siendo que también se harán sobre los mismos materiales, en la mayoría de los lugares se tendrán que hacer rellenos. Para este caso, será necesario hacer la limpieza superficial de la cobertura vegetal y luego la compactación necesaria antes de recibir el material de relleno. En los casos donde haya saturaciones del suelo, previamente deberá hacerse el drenaje necesario. 5.6 CLASIFICIACION GEOMECANICA DE LOS MATERIALES: Esta denominación esta orientada a calificar la calidad de las rocas de un afloramiento dentro de los taludes de corte de la carretera, con el fin de buscar su estabilidad, proyectando obras de protección; y para clasificar los materiales que han de se removidos con los trabajos de explanaciones. Para la carretera que se estudia, como ya fuera expresado, las características geológicas y geomorfológicas existentes dan condiciones muy favorables
  • 31. Consultores Generales Geoconsult S.A. Consultores Generales Geoconsult S.A. CONSORCIO SICUANI: INFORME FINAL Estudio de Suelos, Pavimentos Geología y Geotecnia del Estudio Definitivo del Proyecto: “Mejoramiento de la Carretera: Patahuasi – Yauri - Sicuani, Tramo: Espinar – El Descanso 42.90 Km. frente a la estabilidad de taludes. Así, las alturas de corte son mayormente bajas (no mayores de 2 m) y en muchos casos con corte cero, las rocas areniscas se presentan masivas, sin evidencias de debilitamiento estructural, el agua de lluvias discurre superficialmente. El material que cubre a la roca arenisca, en la mayoría de los casos no es más que una capa de poco espesor que solo desestabiliza por una fuerte saturación, generando pequeños derrumbes. Para enfrentar estas pequeñas desestabilizaciones, se esta considerando un talud de corte de 3:1 (V: H) para el material suelto y en roca de 5:1 (V: H). 5.7 CLASIFICACION MATERIALES DE CORTE: MOV. DE TIERRAS La descripción de las rocas y material de cobertura que son cortados por la carretera Espinar – El Descanso y que lo serán con los trabajos de mejoramiento de la vía, muestran que desde el punto de vista físico-mecánico ofrecen condiciones de baja resistencia frente a los trabajos de movimiento de tierras que han de ejecutarse, por lo que en la casi totalidad del tramo se ha considerado la clasificación de materiales de corte como de roca suelta y material suelto; significando que, mayormente, el movimiento de tierras se tenga que hacer con maquinarias, con uso restringido de explosivos. En algunos segmentos del tramo se ha considerado un bajo porcentaje de roca fija en razón de la eventualidad del uso parcial de explosivos, en las siguientes progresivas: - 39+360 – 39+500 - 39+500 – 39+600 - 41+620 – 41+660
  • 32. Consultores Generales Geoconsult S.A. Consultores Generales Geoconsult S.A. CONSORCIO SICUANI: INFORME FINAL Estudio de Suelos, Pavimentos Geología y Geotecnia del Estudio Definitivo del Proyecto: “Mejoramiento de la Carretera: Patahuasi – Yauri - Sicuani, Tramo: Espinar – El Descanso 42.90 Km. El cuadro N°02 adjunto: “Clasificación de Materiales de Corte para Movimiento de Tierras”, describe, por segmentos secuenciales y en forma porcentual, los diferentes tipos de material a ser removido, completado con una descripción precisa del tipo de rocas y suelos, así como las recomendaciones del talud final de corte que ha de darse.
  • 33. Consultores Generales Geoconsult S.A. Consultores Generales Geoconsult S.A. CONSORCIO SICUANI: INFORME FINAL Estudio de Suelos, Pavimentos Geología y Geotecnia del Estudio Definitivo del Proyecto: “Mejoramiento de la Carretera: Patahuasi – Yauri - Sicuani, Tramo: Espinar – El Descanso 42.90 Km. INTERPRETACION GEOTECNICA A LO LARGO DEL TRAZO En este acápite se precisa el comportamiento de las rocas y material de cobertura frente a los trabajos de explanaciones que han de hacerse, teniendo en cuenta su naturaleza litológica, la incidencia de los peligros naturales (llámese fenómenos de geodinámica externa) y el proyecto de mejoramiento vial. 6.1. DE LAS ROCAS: Como es de verse en el “Mapa Litológico-Estructural” (G-01), adjunto y en el capítulo descriptivo correspondiente, los afloramientos de rocas que son cortados por la carretera, se dan entre las siguientes progresivas: - Km. 3+400 a 9+800 - Km. 16+000 a 18+600 - Km. 21+600 a 21+800 - Km. 22+000 a 22+150 - Km. 24+100 a 24+300 - Km. 25+950 a 27+550 - Km. 29+000 a 33+600 - Km. 34+900 a 36+100 y comprenden a rocas areniscas, de grano fino a grueso, compactas al estado fresco, pero debilitan por humedecimiento. Los taludes de corte en roca muestran, en la mayoría de los casos, baja altura, por lo que unida a la masividad, no presentan problemas de inestabilidades (deslizamientos, derrumbes, etc.). Sin embargo, el talud de 5:1 a 3:1 (V: H),
  • 34. Consultores Generales Geoconsult S.A. Consultores Generales Geoconsult S.A. CONSORCIO SICUANI: INFORME FINAL Estudio de Suelos, Pavimentos Geología y Geotecnia del Estudio Definitivo del Proyecto: “Mejoramiento de la Carretera: Patahuasi – Yauri - Sicuani, Tramo: Espinar – El Descanso 42.90 Km. recomendado, tiene el propósito de garantizar su estabilidad en el corte, tendiéndose en cuenta que la roca en la casi totalidad de la carretera tiene una cobertura de material suelto; y en otros casos (35+000 a 36+300), las areniscas intercalan con delgados estratos de lutitas, que desestabilizan con relativa facilidad. 6.2. DEL MATERIAL DE COBERTURA: El material de cobertura a lo largo de la carretera esta representado por las importantes acumulaciones de gravas en aglutinante areno-arcillo -limoso, expandidos en la altiplanicie, consecuencia del arrastre y deposición por los glaciares en su retroceso; así como, posteriormente, por los ríos y quebradas importantes. En el mapa litológico-estructural adjunto (G-01), este material de cobertura es cortado por la carretera entre las siguientes progresivas: - Km. 0+000 a 3+400 - Km. 9+800 a 16+000 - Km. 18+600 a 21+600 - Km. 21+800 a 22+000 - Km. 22+150 a 24+100 - Km. 24+300 a 25+950 - Km. 27+550 a 29+000 - Km. 32+600 a 34+900 - Km. 36+100 a 42+860 En los taludes de corte de la carretera este material aparece cubriendo a las rocas areniscas, con espesores no mayores a 1 m., mayormente; teniendo el mismo talud que la roca; permaneciendo estables en estaciones de sequía y que desestabilizan localmente cuando sobresaturan en estaciones de lluvias.
  • 35. Consultores Generales Geoconsult S.A. Consultores Generales Geoconsult S.A. CONSORCIO SICUANI: INFORME FINAL Estudio de Suelos, Pavimentos Geología y Geotecnia del Estudio Definitivo del Proyecto: “Mejoramiento de la Carretera: Patahuasi – Yauri - Sicuani, Tramo: Espinar – El Descanso 42.90 Km. Para este material, se recomienda un talud de corte de 3:1 (V:H), con el propósito de evitar los pequeños derrumbes de material que al llegar progresivamente a la cuneta, la colmatan. En este acápite es oportuno hacer la siguiente atingencia, relacionada con la comparación del mapa litológico-estructural, a escala 1:40,000 y los mapas litológicos de detalle, a escala 1:2,500, donde hay una aparente contradicción en cuanto al mapeo litológico. En el “Mapa”, aparecen las rocas y suelos dentro de una definición estrictamente litológica, en tanto que en los planos de detalle se tiene en cuenta las respuestas de estas rocas y suelos en los trabajos de movimientos de tierras. Es decir, por ejemplo, siendo las rocas de baja resistencia, su remoción será solo con maquinaria, sin el uso de explosivos, al igual que el material de cobertura. Esto en estricto criterio de facilitar la interpretación geológica tanto para el diseño y clasificación de materiales, cuanto para los trabajos de explanaciones en obra. Se adjunta el Cuadro N° 03: “Zonificación Litológica a lo Largo del Trazo”, en donde se detalla secuencialmente los diferentes tipos de rocas y material de cobertura cortados por la carretera, así como se describe su comportamiento físico-mecánico y su consecuente relación con las explanaciones (movimiento de tierra)
  • 36. Consultores Generales Geoconsult S.A. Consultores Generales Geoconsult S.A. CONSORCIO SICUANI: INFORME FINAL Estudio de Suelos, Pavimentos Geología y Geotecnia del Estudio Definitivo del Proyecto: “Mejoramiento de la Carretera: Patahuasi – Yauri - Sicuani, Tramo: Espinar – El Descanso 42.90 Km. PROPUESTAS DE SOLUCION 7.1. PARA EL TALUD SUPERIOR DE LA CARRETERA: En el capítulo 6.2: Geodinámica Externa, se ha descrito que los problemas que afectan al talud superior de la carretera están relacionados con sobresaturaciones del suelo y con desprendimientos menores del material de cobertura; teniendo ambos problemas el mismo origen, cual es la presencia de agua proveniente de las lluvias en buen numero de meses al año (por ser región que está sobre los 4,000 m.s.n.m.) Para enfrentar estos problemas, se proponen las siguientes soluciones: 0+000 – 1+700 En este sector presenta problemas de sobresaturación y desprendimientos debido al discurrimiento de aguas superficiales por las fuertes lluvias de la zona que se dan en la mayor parte del año; esto da origen a la saturación de la matriz que envuelve el material conglomeradico, produciendo el desprendimiento de las gravas que caen a la cuneta. El segmento es una planicie donde el talud superior de la vía tiene cortes bajos cuyas alturas varían de 1.00 a 2.00 m. En los cortes proyectados se esta estimando cortes que llegan hasta los 5.00 m. de altura; estos cortes están hechos en rocas areniscas y conglomerados, cuyos espesores son variados. Estas sobresaturaciones y desprendimientos no se producen en todo el sector, de forma continua sino por tramos, cuyos tramos son las siguientes:
  • 37. Consultores Generales Geoconsult S.A. Consultores Generales Geoconsult S.A. CONSORCIO SICUANI: INFORME FINAL Estudio de Suelos, Pavimentos Geología y Geotecnia del Estudio Definitivo del Proyecto: “Mejoramiento de la Carretera: Patahuasi – Yauri - Sicuani, Tramo: Espinar – El Descanso 42.90 Km. 0+000 al 0+240, 0+480 al 0+760, 0+840 al 0+880, 0+940 al 1+100, 1+500 al 1+700 Medidas de Solución: Para manejar el problema de sobresaturación y desprendimientos menores del material conglomeradico del talud superior, en este tramo, se recomienda las siguientes medidas de solución. - Construir una buena cuneta en la plataforma, con entrega eficiente a las alcantarillas. - Realizar corte de taludes 3:1 (V:H); con la finalidad de minimizar los desprendimientos del material conglomeradico. - Hacer el mantenimiento periódico de las cunetas, para evitar su colmatación. 3+000 a 9+600 En este sector presenta un problema de sobresaturación y desprendimientos debido al discurrimiento de aguas superficiales por las fuertes lluvias de la zona, esto da origen a la saturación de la matriz Prog. Km. 1+605, se observa en la cuneta sin revestimiento en roca arenisca.
  • 38. Consultores Generales Geoconsult S.A. Consultores Generales Geoconsult S.A. CONSORCIO SICUANI: INFORME FINAL Estudio de Suelos, Pavimentos Geología y Geotecnia del Estudio Definitivo del Proyecto: “Mejoramiento de la Carretera: Patahuasi – Yauri - Sicuani, Tramo: Espinar – El Descanso 42.90 Km. que envuelve al material conglomeradico, produciendo el desprendimiento de las gravas, que caen a la cuneta. El segmento es una ladera donde el talud superior de la vía tiene cortes bajos cuyas alturas varían de 1.00 a 2.00 m. En los cortes proyectados se esta estimando cortes que llegan hasta los 5.00m. de altura, estos cortes están hecho en rocas areniscas y conglomerados, cuyos espesores de estas son variadas. Estas sobresaturaciones y desprendimientos no se producen en todo el sector, de forma continua sino por tramos, cuyos tramos son las siguientes: 3+000 al 3+260, 3+300 al 3+660, 3+700 al 3+820, 3+900 al 5+250, 5+540 al 5+680, 5+780 al 6+020, 6+130 al 6+210, 6+340 al 6+440, 6+500 al 6+770, 6+820 al 7+300, 7+580 al 7+720, 7+750 al 8+480, 8+620 al 9+160, 9+220 al 9+420 Medidas de Solución: Para manejar el problema de sobresaturación y desprendimientos menores del material conglomeradico del talud superior, en este tramo, se recomienda las siguientes medidas de solución. Prog. Km. 3+750, se observa en la cuneta colmatada por el desprendimiento del material de cobertura (conglomerado).
  • 39. Consultores Generales Geoconsult S.A. Consultores Generales Geoconsult S.A. CONSORCIO SICUANI: INFORME FINAL Estudio de Suelos, Pavimentos Geología y Geotecnia del Estudio Definitivo del Proyecto: “Mejoramiento de la Carretera: Patahuasi – Yauri - Sicuani, Tramo: Espinar – El Descanso 42.90 Km. - Construir una buena cuneta en la plataforma, con entrega eficiente a las alcantarillas. - Realizar corte de taludes 3:1 (V:H); con la finalidad de minimizar los desprendimientos del material conglomeradico. - Hacer el mantenimiento periódico de las cunetas, para evitar su colmatación. 16+000 – 18+600 En este sector presenta un problema de sobresaturación y desprendimientos debido al discurrimiento de aguas superficiales por las fuertes lluvias de la zona. Esto da origen a la saturación de la matriz que envuelve el material conglomeradico, produciendo el desprendimiento de las gravas que caen a la cuneta. El segmento es una planicie donde el talud superior de la vía tiene cortes bajos cuyas alturas varían de 1.00 a 2.00 m.; en los cortes proyectados se esta estimando cortes que llegan hasta los 3.00m. de altura; estos cortes están hechos en rocas areniscas y conglomerados, cuyos espesores son variados . Estas sobresaturaciones y desprendimientos no se producen en todo el sector, de forma continua sino por tramos, cuyos tramos son las siguientes: 16+000 al 16+200, 16+260 al 16+300, 16+400 al 16+520, 16+820 al 16+900, 16+960 al 17+060, 17+200 al 17+380, 17+430 al 17+520, 17+640 al 17+780, 17+860 al 18+100, 18+160 al 18+280, 18+380 al 18+520. Medidas de Solución: Para manejar el problema de sobresaturación y desprendimientos menores del material conglomeradico del talud superior, se recomienda las siguientes medidas de solución.
  • 40. Consultores Generales Geoconsult S.A. Consultores Generales Geoconsult S.A. CONSORCIO SICUANI: INFORME FINAL Estudio de Suelos, Pavimentos Geología y Geotecnia del Estudio Definitivo del Proyecto: “Mejoramiento de la Carretera: Patahuasi – Yauri - Sicuani, Tramo: Espinar – El Descanso 42.90 Km. - Construir una buena cuneta en la plataforma, con entrega eficiente a las alcantarillas. - Realizar corte de taludes 3:1 (V:H); con la finalidad de minimizar los desprendimientos del material conglomeradico. - Hacer el mantenimiento periódico de las cunetas, con la finalidad de evitar su colmatación. 26+000 – 27+600 En este sector presenta un problema de sobresaturación y desprendimientos debido al descurrimiento de aguas superficiales por las fuertes lluvias de la zona, esto da origen a la saturación de la matriz que envuelve la material conglomeradico, produciendo el desprendimiento de las gravas que caen a la cuneta. El segmento es una ladera donde el talud superior de la vía tiene cortes bajos cuyas alturas varían de 1.00 a 2.00 m. En los cortes proyectados se esta estimando cortes que llegan hasta los 4.00m. de altura; estos cortes están hechos en rocas areniscas y conglomerados, cuyos espesores son variados. Estas sobresaturaciones y desprendimientos no se producen en todo el sector, de forma continua sino por tramos, cuyos tramos son las siguientes: 26+000 al 26+040, 26+160 al 26+280, 26+320 al 26+480, 26+550 al 26+620, 26+740 al 26+880, 27+140 al 27+360, 27+400 al 27+420, 27+530 al 27+600. Medidas de Solución: Para manejar el problema de sobresaturación y desprendimientos menores del material conglomeradico talud superior, se recomienda las siguientes medidas de solución.
  • 41. Consultores Generales Geoconsult S.A. Consultores Generales Geoconsult S.A. CONSORCIO SICUANI: INFORME FINAL Estudio de Suelos, Pavimentos Geología y Geotecnia del Estudio Definitivo del Proyecto: “Mejoramiento de la Carretera: Patahuasi – Yauri - Sicuani, Tramo: Espinar – El Descanso 42.90 Km. - Construir una buena cuneta en la plataforma, con entrega eficiente a las alcantarillas. - Realizar corte de taludes 3:1 (V:H); con la finalidad de minimizar los desprendimientos del material conglomeradito. - Hacer el mantenimiento periódico de las cunetas, para evitar su colmatación. 29+000 – 34+000 En este sector presenta un problema de sobresaturación y desprendimientos debido al discurrimiento de aguas superficiales por las fuertes lluvias de la zona; esto da origen a la saturación de la matriz que envuelve el material conglomeradico, produciendo el desprendimiento de las gravas que caen a la cuneta. El segmento es una ladera donde el talud superior de la vía tiene cortes bajos cuyas alturas varían de 1.00 a 2.00 m. En los cortes proyectados se esta estimando cortes que llegan hasta los 4.00m. de altura, estos cortes están hechos en rocas areniscas y conglomerados, cuyos espesores son variados. Estas sobresaturaciones y desprendimientos no se producen en todo el sector, de forma continua sino por tramos, cuyos tramos son las siguientes: 29+000 al 29+100, 29+250 al 29+360, 29+500 al 29+740, 29+920 al 29+940, 30+020 al 30+090, 30+110 al 30+220, 30+400 al 30+440, 30+540 al 30+620, 30+730 al 30+820, 30+430 al 31+480, 31+840 al 31+970, 32+050 al 32+180, 32+220 al 32+260, 32+360 al 32+560, 32+680 al 32+780, 32+820 al 33+370, 33+800 al 33+990. Medidas de Solución: Para manejar el problema de sobresaturación y desprendimientos menores del material conglomeradico del talud superior, se recomienda las siguientes medidas de solución.
  • 42. Consultores Generales Geoconsult S.A. Consultores Generales Geoconsult S.A. CONSORCIO SICUANI: INFORME FINAL Estudio de Suelos, Pavimentos Geología y Geotecnia del Estudio Definitivo del Proyecto: “Mejoramiento de la Carretera: Patahuasi – Yauri - Sicuani, Tramo: Espinar – El Descanso 42.90 Km. - Construir una buena cuneta en la plataforma, con entrega eficiente a las alcantarillas. - Realizar corte de taludes 3:1 (V:H); con la finalidad de minimizar los desprendimientos del material conglomeradico. - Hacer el mantenimiento periódico de las cunetas, para evitar la colmatación. 35+000 – 36+000 En este sector presenta un problema de sobresaturación y desprendimientos debido al descurrimiento de aguas superficiales por las fuertes lluvias de la zona, esto da origen a la saturación de la matriz que envuelve la material conglomeradico, produciendo el desprendimiento de las gravas que caen a la cuneta. El segmento es una ladera donde el talud superior de la vía tiene cortes bajos cuyas alturas varían de 1.00 a 2.00 m. en los cortes proyectados se esta estimando cortes que llegan hasta los 4.00m. de altura, estos cortes están hechos en rocas areniscas y conglomerados, cuyos espesores son variadas. Estas sobresaturaciones y desprendimientos no se producen en todo el sector, de forma continua sino por tramos, cuyos tramos son las siguientes: 35+000 al 35+060, 35+120 al 35+300, 35+380 al 35+660, 35+740 al 35+830, 35+900 al 36+000, Medidas de Solución: Para manejar el problema de sobresaturación y desprendimientos menores del material conglomeradico talud superior, en este tramo, se recomienda las siguientes medidas de solución.
  • 43. Consultores Generales Geoconsult S.A. Consultores Generales Geoconsult S.A. CONSORCIO SICUANI: INFORME FINAL Estudio de Suelos, Pavimentos Geología y Geotecnia del Estudio Definitivo del Proyecto: “Mejoramiento de la Carretera: Patahuasi – Yauri - Sicuani, Tramo: Espinar – El Descanso 42.90 Km. - Construir una buena cuneta en la plataforma, con entrega eficiente a las alcantarillas. - Realizar corte de taludes 3:1 (V:H); con la finalidad de minimizar los desprendimientos del material conglomeradico. - Hacer el mantenimiento periódico de las cunetas, para evitar su colmatación. - En el talud existente en la progresiva Km. 39+400, se encuentra constituido por rocas areniscas, cuyo talud proyectado es de 5:1 (V:H) con una altura mayor de 20 m., para determinar la estabilidad de este talud, se realizo por el Método de Análisis de de Fallas Planas, de Hoek & Bray, el cual determino un Factor de Seguridad de 1.7 (estable), el cual presenta un problema de estabilidad de talud en la roca arenisca. Como medida complementaria se recomienda hacer una cuneta de coronación en el talud izquierdo. Ver el Capitulo de Estabilidad de Taludes. - El diseño de una buena cuneta en la plataforma de la carretera, que recepcione las aguas que caen por el talud y sean entregadas eficientemente a las alcantarillas. Cunetas que deberán ser de concreto, a menos que por razones de costos, se quiera reconformarlas en los tramos de roca (que son la mayoría) para aprovechar la facilidad de su excavación (sin uso de explosivos). Por cierto, que durante la etapa de mantenimiento, será necesario hacer reparaciones periódicas. En relación con las alcantarillas, por lo observado en campo, deberán ser sometidas a un importante trabajo de mejoramiento, comprendiendo limpieza y reparación. Es posible que para muchas de ellas se tenga que hacer ampliaciones para adecuarlas con el ancho de la plataforma.
  • 44. Consultores Generales Geoconsult S.A. Consultores Generales Geoconsult S.A. CONSORCIO SICUANI: INFORME FINAL Estudio de Suelos, Pavimentos Geología y Geotecnia del Estudio Definitivo del Proyecto: “Mejoramiento de la Carretera: Patahuasi – Yauri - Sicuani, Tramo: Espinar – El Descanso 42.90 Km. 7.2. PARA EL TALUD INFERIOR DE LA CARRETERA: Por lo observado en campo, a lo largo de la carretera no hay problemas de geodinámica externa que pongan en peligro su estabilidad. La observación pasa por las variantes proyectadas en el talud inferior e, inclusive, para las correcciones menores del trazo que requieran un ensanche hacia el talud inferior. Para ambos casos, se recomienda: - Hacer el desbroce y limpieza del terreno natural en las áreas proyectadas (variantes) cubiertas de rastrojo, maleza, pastos, cultivos, arbustos, etc., de tal modo que el terreno quede limpio y libre de toda vegetación y su superficie resulte apta para iniciar los demás trabajos. - Drenar el agua en los lugares donde exista en forma permanente. - Una vez que el terreno de fundación esté satisfactoriamente limpio y drenado se escarificará, conformará y compactará en una profundidad de 15 cm, aún cuando el terraplén se construya sobre afirmado existente. - En las zonas de ensanche de terraplenes existentes o en terraplenes sobre terreno inclinado, el método constructivo deberá considerar que el talud existente o el terreno natural se cortará en forma escalonada, a modo de banquetas, para asegurar la estabilidad del terraplén nuevo compactado por capas horizontales. - El material del terraplén se colocará en capas de espesor uniforme de 15 cm, para que, con los equipos disponibles, se obtenga el grado de compactación exigido. El CBR en esta parte no será menor al de diseño del pavimento. - El talud del terraplén deberá tener un talud de 2:1(H:V) - Para la protección del talud inferior así como el talud superior, se debe de desarrollar un programa de reforestación.
  • 45. Consultores Generales Geoconsult S.A. Consultores Generales Geoconsult S.A. CONSORCIO SICUANI: INFORME FINAL Estudio de Suelos, Pavimentos Geología y Geotecnia del Estudio Definitivo del Proyecto: “Mejoramiento de la Carretera: Patahuasi – Yauri - Sicuani, Tramo: Espinar – El Descanso 42.90 Km. ANALISIS DE ESTABILIDAD DE TALUDES (Km. 39+360 – 39+600) INTRODUCCION: Según el proyecto concebido para el mejoramiento de la carretera Espinar - El Descanso, en el tramo del Km. 39+400 al 39+600, se tiene previsto una variante debiendo hacer un importante corte cerrado, donde se tendrán alturas de hasta 21 m. por el lado del talud izquierdo y 4 por el lado del talud derecho. EVALUACION GEOMECANICA A partir de la información procesada en campo, se ha clasificado a las masa rocosa involucrada en el talud, utilizando el criterio de de clasificación geomecánica de Bieniawski (RMR – Rock Mass Rating – 1989). (Ver Formato Adjunto) DISTRIBUCION DE DISCONTINUIDADES El procesamiento de los datos de la orientación tanto del rumbo como el buzamiento, se realizo mediante técnicas de proyección estereográfica equiareales, por el método de Diagrama de Rosas. (Ver Formato Adjunto) ANALISIS DE ESTABILIDAD Para determinar la estabilidad de un talud, se determina por el Método de Análisis de de Fallas Planas, el mas conocido es de Hoek & Bray, que consiste en las aplicaciones de modelos y de parámetros geométricos y geomecánicos deducidos, para nuestro modelos de falla plana con grieta en la corona consiste el análisis estático de bloque de roca unitario que se desliza por un plano inclinado (con libertad cinemática) que puede ser un estrato blando o fractura inclinada. Se considera la altura del talud, el volumen del cuerpo que se desliza, la aceleración sísmica que es una componente horizontal, hacia fuera, del peso del cuerpo deslizante, las presiones
  • 46. Consultores Generales Geoconsult S.A. Consultores Generales Geoconsult S.A. CONSORCIO SICUANI: INFORME FINAL Estudio de Suelos, Pavimentos Geología y Geotecnia del Estudio Definitivo del Proyecto: “Mejoramiento de la Carretera: Patahuasi – Yauri - Sicuani, Tramo: Espinar – El Descanso 42.90 Km. hidrostáticas generadas en la grieta de tensiones y esta comunicada con la superficie deslizante. Donde : La profundidad de la grieta (Z): Peso del bloque (W): Área de deslizamiento (A): Fuerza del agua (U): Fuerza de empuje de agua (V): Factor de seguridad: Donde: Grieta de tensión arriba de la cabeza ( ) ψψψ +−+= − − = ψψ γ ψ − = γ= γ= ( )[ ]{ } ( )[ ]θψψψ φθψψψ −++ +−−−+ = ( ) ( ) =
  • 47. Consultores Generales Geoconsult S.A. Consultores Generales Geoconsult S.A. CONSORCIO SICUANI: INFORME FINAL Estudio de Suelos, Pavimentos Geología y Geotecnia del Estudio Definitivo del Proyecto: “Mejoramiento de la Carretera: Patahuasi – Yauri - Sicuani, Tramo: Espinar – El Descanso 42.90 Km. Donde: H : Altura de cara del talud ψf : Inclinación del talud ψs : Inclinación de la corona ψp : Inclinación del plano de falla b : Distancia de la grieta a : Aceleración Sísmica T : Tensión de pernos y anclajes θ : Inclinación de los tensores con la normal de falla c : Cohesión φ : Angulo de fricción γr : Densidad de la roca γW : Densidad del agua Zw : Altura de agua de la grieta Z : Profundidad de la grieta U : Fuerza de subpresión del agua V : Fuerza del empuje de agua W : Peso del bloque A : Area de la superficie de falla La expresión presentada para el Factor de Seguridad puede ser simplificada por los siguientes casos: Donde no hay fuerza externa (a=0 y T=0) ni presión de agua (U=0 y V=0) La formula queda resumida de la siguiente manera: Para nuestro caso, se esta diseñando para un talud en roca arenisca cuyo corte proyectado es de 1:5 (H:V), con una altura de 21.414 m. ( )[ ]{ } ( )[ ]ψ φψ+ =
  • 48. Consultores Generales Geoconsult S.A. Consultores Generales Geoconsult S.A. CONSORCIO SICUANI: INFORME FINAL Estudio de Suelos, Pavimentos Geología y Geotecnia del Estudio Definitivo del Proyecto: “Mejoramiento de la Carretera: Patahuasi – Yauri - Sicuani, Tramo: Espinar – El Descanso 42.90 Km. Reemplazando valores: H : 21.414 m ψf : 80° ψs : 15° ψp : 30° b : 10 m. T : 0 c : 2549.25 Kg/m2 φ : 35° γr : 22130000 Kg/m3 Reemplazando los valores, determinaremos el factor de seguridad del talud. Reemplazando valores: FS>1.1 Por lo tanto el diseño del talud proyectado es estable. ( ) ψψψ +−+= La profundidad de la grieta (Z): Peso del bloque (W): Área de deslizamiento (A): ! " # − − = ψψ γ ψ − = ( )[ ]{ } ( )[ ]ψ φψ+ =
  • 49. Consultores Generales Geoconsult S.A. Consultores Generales Geoconsult S.A. CONSORCIO SICUANI: INFORME FINAL Estudio de Suelos, Pavimentos Geología y Geotecnia del Estudio Definitivo del Proyecto: “Mejoramiento de la Carretera: Patahuasi – Yauri - Sicuani, Tramo: Espinar – El Descanso 42.90 Km. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES - La carretera Espinar – El Descanso, es un tramo de 42+860 Km. que es parte de la carretera Patahuasi – Yauri – Sicuani, para la que el MTC tiene proyectado hacer trabajos de mejoramiento, dentro de la política sectorial de mejorar la eficiencia del “Sistema de Transporte Vial Nacional”. - En el ámbito regional, en el entorno de la carretera que se estudia, las rocas que afloran son de origen sedimentario, de naturaleza areniscas, de colores rojizos/marrones, de grano fino a grueso, en estratos menores a 1 m, que intercalan con limo arcillitas en estratos delgados. Rocas que pertenecen al denominado Grupo Puno, de edad paleozoico. La carretera corta a estas rocas en las siguientes progresivas: Km. 21+600 a 21+800; 22+000 a 22+150; 24+100 a 24+300; 35+000 a 36+300, 38+380 a 42+860. También hay una secuencia de conglomerados lacustres, que se emplazan al norte del cuadrángulo de Yauri, siendo cortados por la carretera entre los Km. 3+400 a 9+800; 16+000 a 18+600; 25+950 a 27+550; 29+000 a 33+600. Pertenecen a la Formación Casa Blanca, de edad Plioceno. Tobas areniscosas y conglomerados lacustres tienen una amplia propagación en el cuadrángulo de Yauri; estando cortados por la carretera entre el Km. 0+000 a 1+800; 9+800 a 9+900; 13+700 a 16+000; 18+600 a 20+000. Pertenecen a la Formación Yauri, de edad Pleistoceno. Los depósitos cuaternarios están representados por importantes acumulaciones de naturaleza glacio fluvial y aluviales, teniendo una
  • 50. Consultores Generales Geoconsult S.A. Consultores Generales Geoconsult S.A. CONSORCIO SICUANI: INFORME FINAL Estudio de Suelos, Pavimentos Geología y Geotecnia del Estudio Definitivo del Proyecto: “Mejoramiento de la Carretera: Patahuasi – Yauri - Sicuani, Tramo: Espinar – El Descanso 42.90 Km. amplia propagación en el área, siendo producto del trabajo de los glaciares en su etapa de retroceso. La carretera corta a estos materiales cuaternarios al atravesar los ríos y quebradas importantes; siendo entre Km. 1+800 a 3+400; 9+900 a 13+700; 20+000 a 21+600; 21+800 a 22+000; 22+150 a 24+100; 24+300 a 25+950; 27+550 a 29+000; 33+600 a 35+000 y 36+300 a 38+300. Rocas intrusivas son cartografiadas hacia el lado izquierdo de la carretera, distante de ella, por lo que no son cortadas por ésta. - La morfología regional es típicamente glaciar, pues al estar sobre los 4,000 m.s.n.m., se caracteriza por un relieve fuertemente modelado por la intensa acción glaciar habida en el pasado reciente. A lo largo de la carretera, esta morfología esta representada por planicies, lomadas, depresiones muy modeladas, por donde discurren ríos importantes (Salado, Tambomayo).; permitiendo diferenciar una unidad de “planicies y lomadas”, que se localizan entre las progresivas 0+000 a 1+850; 3+400 a 9+800; 13+800 a 20+000; 25+900 a 27+600; 28+900 a 33+800 y 35+000 a 36+400; y una unidad de “Cursos Fluviales”, que se localizan entre las progresivas 1+850 a 3+400; 9+800 a 13+800; 20+000 a 25+900; 27+600 a 28+900; 33+800 a 35+000 y 36+400 a 42+860. - El Análisis de la historia sísmica regional, muestra que en el ámbito del Cuzco se han producido eventos sísmicos con origen en fallas cuaternarias que casi siempre corresponden a reactivación de fallas antiguas, siendo el caso de la falla Pomacanchi, para quien se le atribuye haber sido fuente de liberación de energía sísmica entre los años 1930 a 1945, a pesar que no hay evidencias morfo-estructurales que esta falla se haya activado durante el cuaternario.
  • 51. Consultores Generales Geoconsult S.A. Consultores Generales Geoconsult S.A. CONSORCIO SICUANI: INFORME FINAL Estudio de Suelos, Pavimentos Geología y Geotecnia del Estudio Definitivo del Proyecto: “Mejoramiento de la Carretera: Patahuasi – Yauri - Sicuani, Tramo: Espinar – El Descanso 42.90 Km. La carretera motivo de estudio, se ubica al sur, aproximadamente a 200 km. de esta posiblemente fuente sísmica, por lo que, generarse un evento de magnitudes moderados (4°, esperado), los impactos se presentaran con pequeños derrumbes de las gravas que en la casi totalidad del tramo de la carretera cubre a los afloramientos de rocas areniscas. Por la compacidad de estas rocas areniscas, aunada a los bajos taludes de corte, es de esperarse que no se presenten colapsos en los taludes. La carretera se encuentra localizada en Zona 2, de la Zonificación sísmica de la Norma Técnica de Edificación “E.030 Diseño Sismorresistente”. Los parámetros sísmicos para el diseño son las siguientes: - Los problemas de geodinámica externa incidentes en la actual carretera, tienen una íntima relación con la naturaleza de las rocas y suelos y con la morfología, descritos; pues, estos problemas son básicamente saturaciones del suelo en fuertes precipitaciones pluviales; y por derrumbes menores del material de cobertura, consecuencia de tales saturaciones. Las saturaciones del suelo se dan entre las progresivas: 0+000 a 1+700; 3+000 a 9+600; 16+000 a 18+600; 26+000 a 27+600; 29+000 a 34+000 y 35+000 a 36+000. Los desprendimientos de material, se dan entre las mismas progresivas arriba descritas, ya que, como se ha descrito, son una consecuencia de las saturaciones. Las medidas de solución se encuentra en el Capitulo N°7, Propuestas de Soluciones, acápite N°7.1
  • 52. Consultores Generales Geoconsult S.A. Consultores Generales Geoconsult S.A. CONSORCIO SICUANI: INFORME FINAL Estudio de Suelos, Pavimentos Geología y Geotecnia del Estudio Definitivo del Proyecto: “Mejoramiento de la Carretera: Patahuasi – Yauri - Sicuani, Tramo: Espinar – El Descanso 42.90 Km. Están ausentes problemas de inestabilidades mayores (deslizamientos, grandes derrumbes, etc.), precisamente por el fuerte modelado del relieve, que ha favorecido cortes menores y a veces nulos de los taludes con la construcción de la carretera. - Para enfrentar estos problemas menores (saturaciones y desprendimientos del material de cobertura se recomiendan taludes de corte de 3:1 (V:H), así como, complementariamente, una cuneta en la plataforma (las que deben revertirse) con entrega hacia las alcantarillas. Por otra parte, dadas las pocas altitudes de los taludes, los volúmenes de movimiento de tierras serán poco significativos. - En la progresiva Km. 39+400 al 39+600, se presenta una variante en corte en roca, constituido de rocas areniscas, según la clasificación geomecánica de roca “RMR” nos da un valor de 62 , cuyo valor tipificado como roca Buena”. El método de Hoek & Bray, se determino el análisis de estabilidad del talud de la progresiva 39+400 – 39+600, dando un Factor de Seguridad de 1.21, Ingeniería Geológica el cual determina el talud recomendado es de 5:1 (V:H) - Para los cortes de taludes proyectados ver Capitulo N° 5, Ingeniería Geológica, acápite N° 5.7 Clasificación Materiales de Corte: Mov. De Tierras, Cuadro N° 2 “Clasificación de Materiales de Corte para Movimiento de Tierra”
  • 53. Consultores Generales Geoconsult S.A. Consultores Generales Geoconsult S.A. CONSORCIO SICUANI: INFORME FINAL Estudio de Suelos, Pavimentos Geología y Geotecnia del Estudio Definitivo del Proyecto: “Mejoramiento de la Carretera: Patahuasi – Yauri - Sicuani, Tramo: Espinar – El Descanso 42.90 Km. BIBLIOGRAFIA - DAVILA, JORGE: Diccionario Geológico, 2006-05-08 - INGEMMET: Boletín Nº 58: “Geología de los cuadrángulos de Velille, Yauri, Ayaviri y Azángaro” – 1995. Escala 1=100,000 - INSTITUO GEOFISICO DEL PERU: “Observaciones acerca de la Geotectónica en el Perú”. 1,982. Informe Interno - INSTITUTO GEOFISICO DEL PERU: “Información Sísmica” para la carretera Espinar – El Descanso”. Informe Interno. - P. PANIUKOV: Geología Aplicada a la Ingeniería.
  • 54. Consultores Generales Geoconsult S.A. Consultores Generales Geoconsult S.A. CONSORCIO SICUANI: INFORME FINAL Estudio de Suelos, Pavimentos Geología y Geotecnia del Estudio Definitivo del Proyecto: “Mejoramiento de la Carretera: Patahuasi – Yauri - Sicuani, Tramo: Espinar – El Descanso 42.90 Km. ANEXOS - Mapa Geológico Regional. Escala 1: 100,000 (PG-01) - Mapa Litológico-Estructural de la carretera. Escala 1: 20,000 (G-01) - Mapa de Zonificación de Problemas de Geodinámica Externa y Propuestas de Solución. Escala 1:40,000 (G-02) - Planos Litológicos y de localización de problemas de geodinámica externa por kilómetro (43), a escala 1: 2,500 - Fotografías ilustrativas.
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  • 59. Distancia de a (m) Roca Fija Roca Suelta Material Suelto 0+000 - 1+100 1100 70 30 Areniscas lacustres, poco resistentes, con cobertura de conglomerados. Remoción con maquinaria, sin uso de explosivos. Talud 3:1 (V:H) 1+100 - 1+440 340 Relleno 1+440 - 2+040 600 70 30 Areniscas lacustres, poco resistentes, con cobertura de conglomerados. Remoción con maquinaria, sin uso de explosivos. Talud 3:1 (V:H) 2+040 - 2+640 600 Relleno 2+640 - 10+000 7360 70 30 Areniscas lacustres, poco resistentes, con cobertura de conglomerados. Remoción con maquinaria, sin uso de explosivos. Talud 3:1 (V:H) 10+000 - 10+100 100 Relleno 10+100 - 11+900 1800 70 30 Areniscas lacustres, poco resistentes, con cobertura de conglomerados. Remoción con maquinaria, sin uso de explosivos. Talud 3:1 (V:H) 11+900 - 12+100 200 Relleno 12+100 - 12+400 300 Planicie muy modelada. Se ubica el poblado de San Genaro. 12+400 - 13+800 1400 70 30 Areniscas lacustres, poco resistentes, con cobertura de conglomerados. Remoción con maquinaria, sin uso de explosivos. Talud 3:1 (V:H) 13+800 - 14+000 200 Relleno 14+000 - 14+360 360 Planicie, sin cortes. 14+360 - 15+000 640 70 30 Areniscas lacustres, poco resistentes, con cobertura de conglomerados. Remoción con maquinaria, sin uso de explosivos. Talud 3:1 (V:H) 15+000 - 16+000 1000 70 30 Conglomerados, en matriz arcillo-limosa. Remoción con maquinaria. Talud final 3:1 (V:H) Progresiva Observaciones CLASIFICACION DE MATERIALES DE CORTE PARA MOVIMIENTO DE TIERRA CLASIFICACION (%)
  • 60. Distancia de a (m) Roca Fija Roca Suelta Material Suelto Progresiva Observaciones CLASIFICACION DE MATERIALES DE CORTE PARA MOVIMIENTO DE TIERRA CLASIFICACION (%) 16+000 - 16+100 100 30 70 Suelo arcillo-limoso. Talud final 3:1 (V:H) 16+100 - 16+240 140 Relleno 16+240 - 17+000 760 30 70 Suelo arcillo-limoso. Talud final 3:1 (V:H) 17+000 - 17+500 500 70 30 Arenisca lacustre poco resistentes, con grava arcillo- limosa. Remoción con maquinaria. Talud final 3:1 (V:H) 17+500 - 17+600 100 Relleno 17+600 - 18+000 400 50 50 Arenisca meteorizada con cobertura arcillo-limosa. Remoción con maquinaria. Talud final 3:1 (V:H) 18+000 - 19+800 1800 50 50 Material arcillo-limo-gravoso. Talud final 3:1 (V:H). 19+800 - 20+000 200 Planicie, sin corte. 20+000 - 20+860 860 40 60 Material arcillo limoso, con cotes mínimos. Talud final 3:1 (V:H). 20+860 - 20+900 40 Relleno 20+900 - 21+300 400 40 60 Planicie, cortes mínimos, en material arcillo-limo- gravoso. Talud final 3:1 (V:H). 21+300 - 21+340 40 Relleno 21+340 - 22+000 660 70 30 Areniscas, de resistencia media y gravas. Remoción con maquinaria, sin uso de explosivos. Talud final 5:1 (V:H). 22+000 - 22+160 160 100 Roca arenisca, estratificada, resistencia media. Remoción con maquinaria, sin explosivos. Talud final 5:1 (V:H). 22+160 - 22+600 440 70 30 Material gravo-arcillo-limoso. Remoción con maquinaria. Talud final 3:1 (V:H) 22+600 - 23+200 160 70 30 Planicie en material arcillo gravoso. Poblado San Miguel. 23+200 - 24+400 1200 70 30 Planicie en material gravo -arcillo-limoso. Talud final 3:1 (V:H). 24+400 - 24+740 340 80 20 Roca arenisca estratificada con cobertura de gravas. Remoción de maquinarias, sin uso de explosivos. Talud final 5:1 (V:H).
  • 61. Distancia de a (m) Roca Fija Roca Suelta Material Suelto Progresiva Observaciones CLASIFICACION DE MATERIALES DE CORTE PARA MOVIMIENTO DE TIERRA CLASIFICACION (%) 24+740 - 24+840 100 60 40 Material gravo-arcillo-limoso. Talud final 3:1 (V:H). 24+840 - 24+900 60 Relleno 24+900 - 25+160 260 60 40 Variante del trazo en planicie de material aluvial. Remocióncon maquinaria. Talud final 3:1 (V:H). 25+160 - 25+220 60 70 30 Material aluvial. Talud final 3:1 (V:H). 25+220 - 25+500 280 70 30 Planicie con material granular. Talud final 3:1 (V:H). 25+500 - 26+000 500 50 50 Roca areno limosa con cobertura de grava arcillo- limosa. Remoción con maquinaria. Talud final 5:1 (V:H). 26+000 - 26+300 300 50 50 Suelo gravo-areno-limoso. Talud final 3:1 (V:H). 26+300 - 26+320 20 Relleno 26+320 - 26+440 120 60 40 Roca arenisca cubierta de grava. Remoción con maquinaria. Talud final 5:1 (V:H): 26+440 - 26+500 60 Relleno 26+500 - 27+000 500 30 70 Material arcillo-limoso. Talud final 3:1 (V:H): 27+000 - 27+500 500 30 70 Planicie en material arcillo-gravoso. Talud final 3:1 (V:H). 27+500 - 27+960 460 20 80 Material arcillo limoso con algo de grava. Talud final 3:1 (V:H). 27+960 - 28+100 140 Relleno 28+100 - 28+360 260 Planicie donde se ubica el poblado de Laramani. 28+360 - 28+440 80 Relleno 28+440 - 28+740 300 30 70 Material gravo-arcillo-limoso. Talud final 3:1 (V:H). 28+740 - 28+880 140 70 30 Material de grava en matriz arcillo limosa. Talud final 3:1 (V:H). 28+880 - 29+140 260 40 60 Planicie en grava areno arcillosa. Talud final 3:1 (V:H). 29+140 - 29+260 120 50 50 Planicie (Cantera de grava). Talud final 3:1 (V:H).
  • 62. Distancia de a (m) Roca Fija Roca Suelta Material Suelto Progresiva Observaciones CLASIFICACION DE MATERIALES DE CORTE PARA MOVIMIENTO DE TIERRA CLASIFICACION (%) 29+260 - 29+320 60 60 40 Material de grava sobre roca arenisca, debil. Remoción con maquinaria. Talud final 3:1 (V:H). 29+320 - 29+480 160 Relleno 29+480 - 29+580 100 80 20 Roca arenisca, resistencia media. Remoción con maquinaria. Talud final 5:1 (V:H). 29+580 - 29+840 260 Planicie, sin corte. 29+840 - 30+000 160 Relleno 30+000 - 30+060 60 70 30 Roca arenisca, debil. Remoción con maquinaria. Talud final 5:1 (V:H). 30+060 - 30+280 220 10 90 Talud tendido en material arcillo-limoso con algo de grava. Talud final 3:1 (V:H). 30+280 - 30+500 220 20 80 Talud tendido en material arcillo limoso con algo de grava. Talud final 3:1 (V:H). 30+500 - 30+720 220 30 70 Suelo arcillo limoso con gravas. Talud final 3:1 (V:H). 30+720 - 30+860 140 10 90 Material arcillo arenoso. 30+860 - 31+000 140 Planicie, sin corte. 31+000 - 31+360 360 Planicie, con relleno. 31+360 - 31+820 460 Relleno 31+820 - 31+940 120 70 30 Roca arenisca, débil con cobertura de suelo. Talud final 5.1 (V:H). 31+940 - 32+000 60 20 80 Material arcillo-limoso. Talud final 3:1 (V:H). 32+000 - 32+060 60 Relleno 32+060 - 32+140 80 70 30 Roca arenisca, débil y suelo. Remoción con maquinaria. Talud final 5.1 (V:H). 32+140 - 32+360 220 20 80 Material arcillo limo gravoso. Talud final 3:1 (V:H). 32+360 - 32+460 100 80 20 Roca arenisca, resistencia media. Remoción con maquinaria. Talud final 5:1 (V:H). 32+460 - 32+580 120 10 90 Material arcillo limoso con algo de grava. Talud final 3:1 (V:H):
  • 63. Distancia de a (m) Roca Fija Roca Suelta Material Suelto Progresiva Observaciones CLASIFICACION DE MATERIALES DE CORTE PARA MOVIMIENTO DE TIERRA CLASIFICACION (%) 32+580 - 32+660 80 Relleno 32+660 - 32+720 60 80 20 Material gravoso (cantera). Talud final 3:1 (V:H). 32+720 - 32+760 40 80 20 Roca arenisca, estratificada, resistencia media. Remoción con maquinaria. Talud 5:1 (V:H). 32+760 - 32+820 60 Relleno 32+820 - 33+000 180 70 30 Variante, en roca arenisca débil. Talud final 5:1 (V:H). 33+000 - 33+200 200 20 80 Planicie. Pequeño corte cerrado en material arcillo-limo gravoso. Talud final 3:1 (V:H). 33+200 - 33+400 200 30 70 Material arcillo limoso y arenisca alterada. Talud final 3:1 (V:H). 33+400 - 33+500 100 Relleno 33+500 - 33+900 400 80 20 Roca arenisca. Remoción con maquinaria, sin uso de explosivos. Talud final 5:1 (V:H). 33+900 - 34+000 100 50 50 Roca meteorizada y suelo arcillo limoso. Talud final 3:1 (V:H). 34+000 - 34+300 300 70 30 Roca arenisca, débil y material arcillo limoso. Talud final 3:1 (V:H). 34+300 - 34+680 380 Relleno 34+680 - 34+820 140 60 40 Corte cerrado en arenisca de resistencia media. Remoción con maquinaria. Talud final 5:1 (V:H). 34+820 - 34+900 80 20 80 Suelo arcillo arenoso. Talud final 3:1 (V:H). 34+900 - 35+060 160 80 20 Roca arenisca estratificada. Remoción con maquinaria. Talud final 5.1 (V:H): 35+060 - 35+100 40 Relleno 35+100 - 35+260 160 70 30 Roca alterada, resistencia media, con cobertura de suelo. Talud final 5:1 (V:H). 35+260 - 35+460 200 Relleno 35+460 - 35+580 120 50 50 Roca meteorizada y suelo arcillo limoso. Talud final 3:1 (V:H). 35+580 - 35+740 160 Relleno
  • 64. Distancia de a (m) Roca Fija Roca Suelta Material Suelto Progresiva Observaciones CLASIFICACION DE MATERIALES DE CORTE PARA MOVIMIENTO DE TIERRA CLASIFICACION (%) 35+740 - 35+820 80 50 50 Roca meteorizada y suelo arcillo-limoso. Talud final 3.1 (V:H). 35+820 - 35+860 40 Relleno 35+860 - 35+900 200 60 40 Roca estratificada, debilitada. Remoción sin uso de explosivos. Talud final 5:1 (V:H). 35+900 - 35+940 80 Relleno 35+940 - 35+980 100 60 40 Roca meteorizada. Talud final 5:1 (V:H). 35+980 - 36+020 200 30 70 Roca meteorizada con cobertura de suelo arcillo- limo. gravoso. Talud final 3:1 (V:H). 36+020 - 36+060 300 60 40 Roca estratificada, resistencia media/baja, cobertura de suelo. Talud final 5:1 (V:H). 36+060 - 36+100 200 50 50 Roca estratificada, resistencia baja. Talud final 3:1 (V:H). 36+100 - 36+140 20 Relleno 36+140 - 36+240 100 60 40 Roca meteorizada. Talud final 5:1 (V:H). 36+240 - 36+440 200 30 70 Roca meteorizada con cobertura de suelo arcillo- limo. gravoso. Talud final 3:1 (V:H). 36+440 - 36+740 300 60 40 Roca estratificada, resistencia media/baja, cobertura de suelo. Talud final 5:1 (V:H). 36+740 - 36+940 200 50 50 Roca estratificada, resistencia baja. Talud final 3:1 (V:H). 36+940 - 36+960 20 Relleno 36+960 - 37+040 80 50 50 Roca estratificada, resistencia baja. Talud final 3:1 (V:H). 37+040 - 37+320 280 Relleno 37+320 - 37+400 80 Roca arenisca, resistencia media, cobertura pequeña. Remoción sin uso de explosivos. Talud final 5:1 (V:H). 37+400 - 37+560 160 Relleno 37+560 - 37+660 100 100 Material arcillo - limoso. Talud final 3:1 (V:H).