Caracterización geomecánica de taludes en roca ubicados en la carretera panamericana en el tramo Caracas-San Antonio de los Altos

Abstract

Este trabajo se desarrolló con el objetivo principal de caracterizar y evaluar el comportamiento geomecánico de los taludes en roca de la Carretera Panamericana en el tramo Caracas – San Antonio de los Altos, mediante la aplicación del método SMR (Slope Mass Rating). Para el desarrollo del tema, es indispensable tener claros los siguientes conceptos: 􀂒 Suelo definido como “todo agregado natural de partículas minerales separables por medios mecánicos de poca intensidad”. 􀂒 Roca definida como “un agregado de minerales unidos por fuerzas cohesivas poderosas y permanentes”.􀂒 Talud definido como: “Inclinación del parámetro de un muro o de un terreno”.􀂒 Macizo Rocoso definido como “la masa de roca cristalina que queda al descubierto por la erosión o por deslizamiento de los sedimentos que la cubren”. También es importante resaltar los tipos de movimientos que se pueden presentar en los taludes entre los cuales destacan: desprendimientos; vuelco el cual puede ser por flexión, de bloques o mixto; deslizamientos rotacionales o traslacionales y las extensiones laterales. También se pueden presentar unos tipos de roturas en las paredes del talud como son: la rotura plana, en cuña, por vuelco y globales. Existen diferentes métodos para clasificar la roca, ya sea como material o como parte de un macizo rocoso. Estos estudios vienen realizándose desde mediados de el siglo 20. Algunos de los principales estudios realizados es Bieniawski quien en 1972 presentó su método RMR (Rock Mass Racting) presentándose como un método para clasificar macizos rocosos. El RMR resulta de la suma de 6 factores que se obtienen del trabajo de campo, los cuales son: resistencia de la roca, RQD, separación entre diaclasas, estado de las diaclasas, la presencia de agua y un factor de corrección por la orientación de las diaclasas. Otro método importante de mencionar es el de Selby de 1980 el cual se basa en tratar de entender los elementos de las masas rocosas que les proporcionan resistencia a los procesos de meteorización y erosión, que fuera universalmente aplicable de forma que establezca una base común de medición. Este método se soporta sobre la utilización de los primeros 5 factores de Bieniawski y de 3 adicionales propios de Selby. Estos términos adicionales son: Meteorización, Apertura de juntas y Continuidad de juntas. Este factor RMR se relaciona con el RMS de Bieniawski mediante la fórmula: RMR = 2.2 RMS – 130. Por otro lado el método de valoración de riesgo de rotura, permite la estimación del riesgo de corrimientos de taludes naturales o artificiales, es de gran utilidad para cualquier estudio de ordenamiento territorial, ya sea a nivel regional o a nivel local. En el caso de taludes rocosos, estos se pueden clasificar por el método SMR. (Slope Mass Rating). La clasificación SMR es el método de determinación de los factores de ajustes adecuados para aplicar la clasificación RMR de Bieniawski, a los taludes. Es importante que se tome en cuenta para la aplicación del método los siguientes parámetros: caracterización global de la masa rocosa (frecuencia, estado y presencia de agua en las juntas); valor de la diferencia entre los rumbos de la cara del talud y las familias de juntas predominantes; valor de la diferencia entre el buzamiento de la cara del talud y la familia de juntas predominantes; relación entre el buzamiento de las juntas con los valores normales de la fricción; comparación entre las tensiones tangenciales a lo largo de las juntas con riesgo de rotura y con la fricción que pueden desarrollarse en ellas. El índice SMR para la clasificación de taludes rocosos, se obtiene a partir del índice RMR, al cual se le suman dos factores de ajuste. El primer factor es función de la orientación de las juntas (el cual es el producto de tres subfactores) y el segundo es un factor de excavación que depende del método utilizado. SMR = RMR + (F1*F2*F3) + F4. En el siguiente trabajo se presentan los conceptos básicos y la metodología a seguir para la caracterización geomecánica de las rocas pertenecientes a la Carretera Panamericana en el tramo Caracas - San Antonio de los Altos según el método SMR. Es importante para este estudio conocer la geología de la zona, que se basa en dos formaciones: Las Brisas y Las Mercedes, las cuales tienen características y edades propias. En este estudio se tomaron diez afloramientos, los cuales fueron elegidos por presentar varios problemas físicos, ya que se observaba claramente diferentes planos de foliación, planos de fallas, además de evidenciarse el desprendimiento de bloques de formas regulares. Los resultados obtenidos del levantamiento geológico en sitio se pueden observar en los planos topográficos identificados como: 6847-III-NO y 6847-III-SO (Anexo A). Adicionalmente se presentan los estudios geotécnicos realizados a los 10 afloramientos presentando los resultados y recomendaciones hechas a los mismos. Para los afloramientos 1 y 9 es recomendable que se realicen estudios para el sostenimiento de los mismos ya que del análisis preliminar del SMR los valores obtenidos fueron muy bajos. En los afloramientos 2, 3, 4, 5, 6, 7 y 8 se recomienda que, aunque los valores de SMR se encuentren en el rango de aceptable y bueno, se vigilen y realicen trabajos de mantenimiento de las paredes. Para el afloramiento 10 se recomienda elegir un método de estabilización adecuado para evitar daños considerables a la estructura vial.