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XXVI Reunión Nacional de Mecánica de Suelos
e Ingeniería Geotécnica
Sociedad Mexicana de
Ingeniería Geotécnica, A.C.
Noviembre 14 a 16, 2012 – Cancún, Quintana Roo
Estabilización de taludes en la carretera a Xichú, Gto.
Slope stabilization at the road to Xichu, Gto.
Xicotencatl CORTES1, Rafael MORALES1, Raúl MORALES2 y Víctor A. SOTELO2
1Mirasi
de México, S.A. de C.V.
consultor
2Ingeniero
RESUMEN: En este artículo se presenta la estabilización de taludes construidos en rocas ígneas y sedimentarias, ambas
muy alteradas, en la carretera que va de San Luis de la Paz a Xichú, en el estado, de Guanajuato. Se analizaron
diferentes tramos con diferentes condiciones y problemáticas. Se describe cómo se analizó cada tramo, comenzando por
la descripción del sitio y del proyecto para posteriormente entrar con detalle a la geología de la zona en general y a la
geología local en particular. Se describen los rasgos característicos de las fallas, se describe la exploración, los
caminamientos realizados, las correlaciones obtenidas y los patrones de fallas observados. Se presentan finalmente las
conclusiones generales y particulares a las que se llegó con el estudio y las recomendaciones emitidas para la
estabilización.
ABSTRACT: This article presents a study for slope stabilization built in igneous and sedimentary rocks, both of which are
altered, in the road from San Luis de la Paz to Xichú, in the state of Guanajuato. We analyzed nine different sections. We
describe how each section was analyzed, starting with the description of the project site and then enter in detail the
geology of the area in general and the local geology in particular. We describe the characteristic features of observed
failures. Finally we present general and specific conclusions to those reached with the study and the recommendations for
the stabilization.
1 INTRODUCCIÓN
2 ACTIVIDADES REALIZADAS
Debido a la problemática geológica y geotécnica que
se presenta en la carretera de acceso a la población
de Xichú, se llevaron a cabo trabajos para identificar
los riesgos que pueden presentarse en el tramo que
va de los kilómetros 51+780 a 52+380. El área en
cuestión, además, se encuentra dentro de un área
de protección ecológica, en donde están restringidas
las perforaciones, los cortes de árboles o vegetación
y el crear caminos, aunque sean de tipo de
penetración, completamente provisionales.
A continuación se describen – de manera muy
resumida – los trabajos que se realizaron y que
finalmente cubrieron los objetivos propuestos,
habiendo tenido que realizar, para ello, diversos
estudios: Topográfico, Hidráulico e Hidrológico,
Geofísico, Geológico y Geotécnico, llegando con ello
a un análisis detallado de la problemática y
proponiendo a continuación una solución, que a
continuación se presenta de manera generalizada.
2.1 Recopilación y Análisis de Información
En una primera etapa se recopiló y analizó
información de tipo geológico, con objeto de
establecer el tipo de rocas que se iban a encontrar
durante la verificación de campo.
2.2 Reconocimiento de Campo
2.2.1 Primera etapa
Consistió en realizar una zonificación, la cual se
basó en identificar los tramos del corte que
presentan problemas similares desde el punto de
vista geológico, estructural y de estabilidad, es decir
zonas con problemas de fracturamiento, bloques
caídos, deslizamientos, fallamientos, etc.
A partir de este recorrido se decidió zonificar al
corte en nueve tramos, enumerándolos a partir del
mayor kilometraje al menor (Tabla 1).
SOCIEDAD MEXICANA DE INGENIERÍA GEOTÉCNICA A.C.
2
Estabilización de taludes en la carretera a Xichú, Gto.
No. zona
1
Tabla 1. Zonificación del corte
Kilometraje
Longitud (m)
(Km+m)
de
a
52+380
52+330
50
En resumen, una parte importante en los trabajos
de campo, fue la zonificación del corte, la
descripción detallada de los problemas que se
presentan en cada una de las zonas definidas y en
la descripción del tipo de litología, estructuras que
presentan, forma en que interactúan para producir
inestabilidad y descripción detallada de los sitios con
problemas.
2
52+330
52+260
70
3
52+260
52+235
25
4
52+235
52+170
65
5
52+170
52+060
110
3.1 Descripción Litológica
6
52+060
51+920
140
7
51+920
51+865
55
8
51+865
51+815
50
9
51+815
51+780
35
En el corte en estudio sólo afloran las formaciones
Soyatal y Mexcala, que para efectos del trabajo
geológico fue agrupada como una sola unidad, la
cual se encuentra representada por una secuencia
de calizas, lutitas y limolitas, estas dos últimas
calcáreas; en estratos de espesores variados y con
una abundancia de materiales clásticos y calizas,
que es variable a lo largo del corte. Las calizas son
de textura mudstone, de color gris oscuro al fresco y
gris claro cuando la roca está intemperizada;
presenta una gran cantidad de vetillas de calcita,
con espesor de entre
0.01 a 0.1 m. Su
fracturamiento varía de bajo a moderado y está
cerrado, con excepción de la zona que está más
intemperizada en donde está abierto; en este caso el
grado de intemperismo es bajo y la resistencia de la
roca varía de alta a muy alta.
Intercaladas con las calizas se tienen limolitas y
lutitas; las limolitas son de color café rojizo a café
claro al intemperismo y café claro a verdoso al freso;
su espesor varía de 0.01 a 0.05 m; están dispuestas
en capas delgadas llegando a formar paquetes con
espesores hasta de 1 m; se presentan bien
litificadas, sin embargo su consistencia es
moderada, ya que al golpe del martillo se rompe con
facilidad. Su grado de intemperismo es bajo,
observándose aún la estructura original de la roca.
Las lutitas presentan una coloración café
amarillento a ocre, con tonalidades verdosas, que
intemperizan a café claro; están dispuestas en capas
delgadas de entre 0.10 a 0.06 m, con estructura
laminar; su grado de consistencia es variable,
algunas de sus capas están litificadas y otras son
prácticamente arcillas sueltas; por lo cuál su
resistencia es muy baja.
De manera general esta secuencia de calizas,
limolitas y lutitas, presentan foliación y en algunas
casos esquistosidad. Estas estructuras se asocian a
un metamorfismo de bajo grado generado por los
esfuerzos tectónicos a que estuvieron sometidas las
rocas; otras estructuras observadas son facturas,
fallas y plegamientos, originados por los esfuerzos
de compresión y tensión asociados a los procesos
tectónicos citados.
2.2.2 Segunda etapa
Consistió en realizar dos actividades conjuntas: la
primera se basó en la descripción a detalle de las
características litológicas del macizo rocoso para
cada zona, haciendo énfasis en las condiciones de
fracturamiento e intemperismo que presentan los
diferentes materiales. Paralelamente se realizó la
identificación de las características de estabilidad del
talud, como es la identificación de bloques caídos o
con potencialidad a caer, espesor de la zona
intemperizada, zonas con deslizamientos de masas,
presencia de bermas o cunetas, etc.
Durante el desarrollo de esta segunda etapa se
realizaron mediciones en un total de 23 estaciones
estructurales, en las cuales se registraron los
rumbos, direcciones y ángulos de inclinación en
capas, fallas y fracturas, haciendo énfasis en las
estructuras que pueden provocar un mayor riesgo
para la estabilidad del talud.
2.2.3 Tercera etapa
Se realizó con apoyo de mosaicos fotográficos
realizados en la primera etapa del trabajo de campo,
así como en las secciones y plantas topográficas
previamente impresas. En todo este material gráfico
se
vaciaron
las
características
litológicas,
estructurales y de estabilidad, más representativas
para cada una de las zonas; el objetivo fue
establecer de manera gráfica las condiciones
actuales que presenta el corte, la problemática y la
localización de las zonas inestables en el mismo.
La etapa final de los trabajos de campo, consistió
en la ubicación de los sitios más adecuados para
realizar los trabajos de geofísica (sísmica de
refracción), los cuales se ubicaron en zonas
inestables y en las que ya han ocurrido
deslizamientos de masas, a fin de identificar los
espesores de materiales afectados y la profundidad
a la que se encuentra el material sano.
3 GEOLOGÍA DEL CORTE
SOCIEDAD MEXICANA DE INGENIERÍA GEOTÉCNICA A.C.
MORALES R. et al.
3.2 Zonificación del Corte
Para realizar el estudio a detalle del corte se efectuó
una zonificación geológico - geotécnico, basada en
identificar tramos similares desde el punto de vista,
estructural y de estabilidad, zonas con problemas de
No. Zona
Kilometraje
(Km+m)
fracturamiento, bloques caídos, deslizamientos,
fallamiento, etc. El corte se subdividió en nueve
zonas (Tabla 2), a partir de las cuales se estableció
la localización de los Tendidos de Sísmica de
Refracción (TSR).
Tabla 2. Zonificación del corte
Litología (ordenada
Longitud
por orden de
(m)
abundancia en la
zona)
50
lm, lu y cz
70
lm y lu
25
lm y lu
1
2
3
de
52+380
52+330
52+260
a
52+330
52+260
52+235
4
52+235
52+170
65
lm, lu y cz
5
52+170
52+060
110
cz, lm y lu
6
52+060
51+920
140
cz, lm y lu
7
51+920
51+865
55
lm, lu y cz
8
51+865
51+815
50
cz, lm y lu
9
51+815
51+780
35
cz, lm y lu
A continuación se describen cada una de las nueve
zonas en que fue dividido el tramo; en ellas se hizo
un análisis de las fracturas, dividiendo los
cuadrantes cartesianos a cada 30 grados, con objeto
de tener como máximo seis familias de fracturas: NE
0° a 30° SW, NE 30° a 60° SW, NE 60° a 90° SW,
NW 0° a 30° SE, NW 30° a 60° SW, y NW 60° a 90°
SE.
Con esta base se construyó una roseta de
fracturas general y una roseta de fracturas para cada
una de las zonas, detectando las familias de
fracturas peligrosas, al conjugarse con la orientación
del trazo de la carretera, debido a que generan
bloques o masas de roca inestables.
3.2.1 Zona 1 (52+380 a 52+330)
En esta zona la litología está conformada por
calizas, limolitas y lutitas, en una distribución en la
que varía la cantidad de calizas.
El fracturamiento en las rocas es variable: en las
calizas es bajo mientras que en las lutitas es
abundante; por otra parte, hacia la cima del corte se
3
Estabilidad de la pared del
talud
Estable
Estable
Estable
Estable
con
algunos
bloques que pueden caer
por erosión en su base
Inestable
Estable con algunos
bloques formados la
intersección de fracturas
que potencialmente pueden
caer
Inestable en la que ya ha
habido deslizamiento de
masas
Estable
con
algunos
bloques
formados
la
intersección de fracturas
que tienen posibilidad de
caer
Estable
observó que el espesor de la zona intemperizada
varía de 0.20 a 1.0 m; en esta franja el intemperismo
se incrementa y no es posible distinguir las
características originales de la roca; en lo que
respecta a la capa de suelo orgánico, este es muy
escaso y tiene un espesor aproximado de 0.3 m.
Desde el punto de vista estructural, la zona
presenta estratos que se inclinan hacia el poniente,
de forma casi perpendicular al eje de la carretera; el
fracturamiento a lo largo de toda la zona varía de
moderado a bajo, registrándose tres sistemas de
fracturamiento (Tabla 3); la intersección de esta
familia de fracturas, con las otras dos y la
estratificación (aunque no está inclinada hacia la
carretera), provoca que en algunos sitios se tenga el
desprendimiento de bloques aislados, sin embargo
estos no son frecuentes; por otra parte no se
observaron otros rasgos de inestabilidad. Otras
estructuras presentes en esta zona, son fallas
normales con dirección NW 08° SE e inclinación
aproximada de 85°; estas no generan zonas
inestables y se trata de fallas inactivas.
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4
Estabilización de taludes en la carretera a Xichú, Gto.
familia
1
2
3
Tabla 3. Familias de fracturas en la zona 1
Dirección de la
Dirección de la
Dirección de la
familia
fractura
inclinación de la
fractura
NE 0° a 30° SW
NE 02° SW
NW 88°
NE 30° a 60° SW
NE 46° SW
SE 44°
NW 14 SE
SW 76°
NW 0° a 30° SE
NW 16° SE
NE 74°
En resumen, la estabilidad del talud es buena
debido a que el fracturamiento de las rocas y la
dirección de los estratos, sólo permite que se formen
bloques aislados, por lo que se clasificó a esta Zona
1 como estable.
3.2.2 Zona 2 (62+330 a 52+230)
Se caracteriza por presentar mayor abundancia de
limolitas y lutitas, aunque siguen estando presentes
las calizas, pero en menor proporción. El
fracturamiento en la zona es moderado; hacia la
cima del talud se observó una franja de
intemperismo con espesor de entre 1.5 y 2.0 m, en
donde ya no se observa la estructura original de la
roca; el espesor de suelo vegetal está entre 0.20 a
0.30 m.
En esta zona los estratos están inclinados hacia el
poniente en dirección NW-SE, con un ángulo de 20°
con respecto al eje de la carretera (están dispuestos
de forma oblicua a la carretera).
Se midieron cuatro sistemas de fracturas, de las
cuales la familia 1 es la más frecuente y la que está
inclinada en dirección de la carretera; a pesar de
esto la intersección entre familias de fracturamiento
y estratos, no generan inestabilidad, pues los
bloques que se forman no presentan potencialidad
para caer, por lo que al pie del talud sólo hay
pequeños fragmentos caídos derivados del
intemperismo de los materiales.
Otras estructuras observadas en la zona son
fallas normales con dirección NW-SE y que tienen el
“bloque caído” hacia el poniente, así como fallas
inversas con dirección NE-SW; todas estas fallas
además de ser inactivas, son muy estables y no
provocan problemas en el talud.
En resumen esta zona presenta condiciones
estables; en comparación con la zona 1 presenta
una mayor cantidad de materiales finos (limolitas y
lutitas), por lo que sólo se presentan caídos de
fragmentos pequeños.
Ángulo de
inclinación de
la fractura
82°
89°
46°
89°
características originales de las rocas; su espesor
aproximado es de 1 m.
Con relación a la estabilidad del talud, debido a la
predominancia de limolitas y lutitas, los bloques que
se presentan son pequeños y no generan riesgos,
por esta razón la zona se clasificó como estable;
adicionalmente no hay fallas y el fracturamiento es
escaso, por lo que no se realizaron estaciones
estructurales.
3.2.4 Zona 4 (52+235 a 52+170)
En esta zona siguen siendo predominantes las
limolitas y lutitas, aunque en comparación de la zona
3 hay más calizas. En la parte superior del corte hay
una franja intemperizada con un espesor
aproximado de 1.50 m; el suelo vegetal tiene un
espesor del orden de los 0.20 m.
La zona presenta estratos que se inclinan hacia el
poniente, formando un ángulo con respecto al eje de
la carretera de 60° aproximadamente, esto significa
que las capas no están orientadas en dirección a la
carretera, sino de forma oblicua a esta; el
fracturamiento a lo largo de toda la zona es
reducido; en esta zona los bloques con potencialidad
para caer, se originan por el hecho de que debajo de
los estratos de calizas, las limolitas y lutitas se
erosionan fácilmente, por lo que los bloques de
calizas quedan salidos y sin sustento, sin embargo
este proceso no es frecuente; al borde de la
carretera sólo se observan fragmentos pequeños al
pie del talud, que cayeron a consecuencia del
intemperismo que ataca a las rocas.
Debido a que en esta zona el fracturamiento es
escaso no se realizaron estaciones estructurales.
Por lo antes expuesto se concluye que la zona es
estable y que sólo se llegan a presentar bloques
aislados con posibilidad de caer, cuando las limolitas
y lutitas que están debajo de estratos de calizas se
erosionan más rápido.
3.2.5 Zona 5 (52+170 a 52+060)
3.2.3 Zona 3 (52+260 a 52+235)
Se caracteriza por ser la de mayor estabilidad;
presenta limolitas, lutitas y muy escasas calizas. En
general, el corte tiene una altura reducida de
aproximadamente de 5 m. En la cima del talud se
observó un intemperismo que varía de moderado a
intenso, por lo que no es posible distinguir las
Esta zona se localiza en la curva más continua y
pronunciada del corte, es una de las de mayor
longitud y la que presenta mayores riesgos de
estabilidad; está formada por una alternancia de
calizas, limolitas y lutitas, con variación de la
cantidad de horizontes de calizas.
SOCIEDAD MEXICANA DE INGENIERÍA GEOTÉCNICA A.C.
MORALES R. et al.
Hacia la cima del corte y aproximadamente hasta
el kilometro 51+160, se observó un espesor de zona
intemperizada de 0.2 a 0.6 m, en donde ya no es
posible distinguir las características originales de la
roca; en el resto de la zona el espesor de la parte
intemperizada disminuye hasta ser del orden de 0.1
m; la capa de suelo vegetal es reducida y varía entre
0.1 y 0.2 m.
Desde el punto de vista estructural, la zona
presenta estratos dispuestos en diferentes
direcciones: del km 52+170 a 52+150 su dirección
es NW-SE, casi perpendicular al eje carretero, con
inclinación hacia el poniente; del 52+150 al 52+110
la dirección es NE-SW e inclinación hacia el NW; del
tramo 52+110 al 52+075 nuevamente tienen una
orientación de NW-SE pero inclinación hacia el SW;
y por último el tramo de 52+075 al 52+060 tienen
dirección NE-SW con inclinación hacia el NW; en
resumen, independientemente de la posición y
curvatura de la carretera, el macizo rocoso siempre
presenta estratos que están inclinados hacia el
interior del corte (kilómetro 52+150 al 52+075), o de
forma oblicua a la carretera, pero nunca en dirección
a esta.
Con relación al fracturamiento, es moderado en
las calizas y abundante en las limolitas y lutitas; en
las mediciones realizadas se establecieron seis
sistemas de fracturamiento; presentando mayor
abundancia las fracturas de la familia 4, que están
orientadas en el rango de NW 0° a 30° SE; estos
sistemas de fracturas (familias) están dispuestas con
Familia
1
2
3
4
5
6
diferentes direcciones, de forma que algunas de
ellas están orientadas hacia la carretera.
Con base en la relación que hay entre la
ubicación de la carretera y la orientación del plano
de las fracturas, se les clasificó en fracturas que
generan riesgo: alto, medio y bajo (Tabla 4), debido
a que con la intersección de los planos de
fracturamiento y los planos de estratificación, se
generan bloques grandes y masas de roca
inestables que potencialmente pueden desplazarse
hacia la carretera.
El que muchos de estos sistemas de fracturas se
conviertan en riesgosos, está asociado a la
curvatura de la carretera en esta zona, que es del
orden de 80°, lo que motiva que las fracturas que en
una parte no representan riesgo en otra parte si; de
igual forma al tener la carretera una curvatura tan
pronunciada, las fracturas pueden atravesar a la
totalidad del corte, de un lado a otro de la curva y
formar masas de roca dirigidas en dirección de la
cinta asfáltica, en particular entre los kilómetros
(52+070 a 52+140).
Con base en lo antes expuesto, en esta zona las
fracturas que generan un mayor riesgo son aquellas
que están inclinadas hacia el oriente (en dirección
de la carretera) y pertenecen en su mayoría a las
familias 4 y 1 (Tabla 4). Un aspecto favorable que
ayuda a que los problemas de inestabilidad no sean
más graves, es el hecho ya citado, de que las capas
están inclinadas hacia el interior del corte o de forma
oblicua a la carretera.
Tabla 4. Familias de fracturas en la zona 5
Dirección de la
Ángulo de
Dirección de la
Dirección de la
inclinación de la inclinación de la
familia
fractura
fractura
fractura
NE 18° SW
NW 72°
80°
NE 0° a 30° SW
NE 02° SW
SE 88°
86°
NE 28° SW
SE 62
66°
NE 32° SW
NW 58°
84°
NE 30° a 60° SW
NE 59° SW
NW 32
15°
NE 84° SW
NW 06
42°
NE 60° a 90° SW
NE 64° SW
NE 26
70°
NW 28° SE
SW 72
84°
NW 4° SE
NE 86
72°
NW 19° SE
SW 71
80°
NW 0° a 30° SE
NW 24° SE
NE 66
60°
NW 12° SE
NE 78
80°
NW 30° SE
NE 60
82°
NW 34° SE
NE 56
82°
NW 30° a 60° SE
NW 62° SE
SW 28°
75°
NW 82° SE
NE 08
86°
NW 60° a 90° SE
NE 83° SW
SE 07
66°
Como resultado de la construcción de la vía de
comunicación y del intemperismo, se observó que
sobre las fracturas han ocurrido procesos que hacen
que se continúen de forma curva e incrementen su
abertura; esto se presenta a consecuencia del
5
Grado de
riesgo
Moderado
Bajo
Alto
Bajo
Bajo
Bajo
Bajo
Moderado
Alto
Moderado
Alto
Alto
Bajo
Bajo
Bajo
Bajo
Bajo
relajamiento del macizo rocoso, al quedar expuesto
a la presión atmosférica; ésta situación favorece el
desprendimiento o deslizamiento de masas en la
pared del talud.
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6
Estabilización de taludes en la carretera a Xichú, Gto.
Además de los sistemas de fracturas
mencionados, se observaron fallas con dirección
NW-SE e inclinación de 75°, y en algunas de éstas
se manifiesta inestabilidad en el talud.
Otro aspecto que vale la pena destacar, es que
hacia la parte media y alta del corte se construyeron
bermas, cuya parte inmediata al cerro coincide en
orientación con las fracturas que generan riesgo;
esto favorece la acumulación e infiltración del agua
de lluvia, a través de los planos de las fracturas y
con ello se incrementa la posibilidad de falla en el
corte.
En conclusión, esta zona por efecto del
fracturamiento, fallamiento, dirección del corte y del
eje carretero con respecto al macizo rocoso y la
filtración del agua de lluvia a través de las obras
construidas, representan problemas graves en el
talud, por lo que la zona se clasifica como inestable,
en particular en la parte de la curvatura, que va de
los kilómetros 52+070 a 52+140.
Con relación a los trabajos de geofísica que se
realizaron en esta zona, los resultados muestran
que:
La parte que está afectada por la relajación de las
fracturas, tiene una profundidad aproximada de 10
m.
En la porción superior del corte, en lo que es el
cerro, la parte más alterada se presenta en el borde
del corte, con un espesor aproximado de 3 m.
Cerro adentro desde la superficie del terreno, la
roca está poco alterada y la roca más sana y
resistente se presenta a profundidades de entre 12 y
30 m.
En el frente del corte la masa de roca tiene un
grado de alteración bajo, sin embargo esta parte
aunque está poco alterada desde el punto de vista
intemperismo, está afectada por las fracturas antes
descritas, por lo que es inestable.
Visto desde la carretera y de frente al corte, la
roca más sana y resistente se presenta a una
profundidad de 5 m.
Es importante mencionar que si este material más
superficial fuera retirado, la roca sana se vería
nuevamente afectada por los procesos de
intemperismo y el fracturamiento se abriría con el
tiempo por el proceso de relajación de la masa
rocosa; por lo anterior se concluye que la solución
del problema no está en sólo retirar el material.
3.2.6 Zona 6 (52+060 a 51+920)
Se encuentra integrada por calizas, limolitas y lutitas.
El fracturamiento varía de moderado a bajo en las
calizas y es abundante en limolitas y lutitas; hacia la
cima del talud se observó una franja de
intemperismo y suelo con espesor aproximado de
0.3 m.
En esta zona los estratos se inclinan hacia el NW,
con dirección NE-SW; esto representa que todas las
capas se dirigen hacia el interior del corte o son casi
perpendiculares al eje de la cinta asfáltica.
Con relación al fracturamiento se observaron seis
sistemas de fracturas; en donde predominan por
abundancia las familias 2, 1 y 5, respectivamente; a
diferencia de la zona 5, aquí no se realizó una
clasificación por riesgo, pues sólo una de las 20
fracturas medidas está orientada hacia la carretera,
esta es de la familia 6 y tiene una orientación NW
62° SE y se inclina al NE con 62°.
Esta zona se considera estable, debido a que sólo
se observaron pequeños fragmentos caídos que no
generan riesgo y predominan las partes estables (km
de 51+960 a 51+920) en las que no existe riesgo
potencial de deslizamiento de masas de roca o de
caída de bloques grandes.
3.2.7 Zona 7 (51+920 a 51+865)
Esta zona presenta también problemas; está
conformada por limolitas, lutitas y calizas, aunque en
su superficie no es posible observar de forma clara
las características de las rocas, debido a que por
deslizamientos se encuentra cubierta por material
caído; por esta razón el talud presenta un arreglo
caótico y no es factible distinguir a las capas en su
posición natural, por lo que no se pudieron realizar
mediciones de tipo estructural.
Otro factor que afecta la calidad de los materiales
es el hecho de que las rocas manifiestan una
alteración no sólo provocada por los procesos de
intemperismo, sino también por fluidos asociados a
los cuerpos de roca ígnea intrusiva que deben estar
en el subsuelo a una profundidad desconocida; esta
alteración se observa en diversas partes de la zona,
así como en todos los materiales de la parte superior
del corte, en donde la franja más intemperizada tiene
un espesor que varía de 0.8 a 1.5 m y es irregular,
ensanchándose y adelgazándose de forma anormal;
esto también se asocia a los procesos de alteración
relacionados con las rocas ígneas intrusivas.
Un aspecto que puede haber acelerado el
deslizamiento de la masa de roca, es el hecho de
que hacia la cima del talud se construyó una
contracuneta a la que no se da mantenimiento y que
debe estar fracturada por las raíces de la abundante
vegetación existente, permitiendo la filtración del
agua de lluvia, reblandeciendo los materiales e
incrementando su potencialidad al deslizamiento.
En la parte alta de esta zona se presentan rocas
que tienen una elevada potencialidad al
deslizamiento, como ocurre a la altura del
cadenamiento 51+990; en conclusión por lo antes
expuesto a esta zona se le clasificó como inestable.
Con los resultados de los tendidos de refracción
sísmica
se
establecieron
las
siguientes
conclusiones:
De forma perpendicular al trazo de la carretera y
sobre el cerro, los materiales más alterados por
procesos relacionados con intrusiones ígneas e
intemperismo, se continúan de 30 a más de 60 m
cerro adentro (en sentido al cerro no desde la
superficie hacia abajo).
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MORALES R. et al.
En esta parte alta del cerro, el espesor de la franja
alterada es variable y está entre 2 y 8 m; por debajo
hay roca de regular a buena calidad y la roca sana
se ubica entre los 3 y 12 m de profundidad.
Viendo al corte desde la carretera, los materiales
afectados por los deslizamientos tienen un espesor
aproximado de 8 m, encontrándose la roca menos
alterada a aproximadamente 10 m.
Es importante tomar en cuenta durante los
trabajos de rehabilitación, que en esta parte del
corte la roca estará más alterada por los procesos
relacionados con los fluidos derivados de los
cuerpos ígneos intrusivos.
3.2.8 Zona 8 (51+865 a 51+815)
Está constituida por limolitas, lutitas y calizas; en
la cima del talud se presenta una parte alterada con
espesor aproximado de 0.2 m. La zona presenta
estratos que se inclinan hacia el poniente,
intersectando a la carretera con un ángulo de 54°,
por lo que no representa riesgos desde este punto
de vista, ya que están dispuestos de forma oblicua a
la cinta asfáltica.
El fracturamiento varía de moderado a bajo y se
observaron dos familias. La intersección de estas
fracturas y la estratificación llega a generar algunos
bloques (no frecuentes), que tienen posibilidad de
caer por la inclinación que presentan los planos de
las fracturas, principalmente la familia 2 que se
inclina en sentido de la carretera (NE).
Con base a lo expuesto se concluye que esta
zona es en general estable y que sólo de forma local
y aislada presenta bloques con posibilidad de caer.
3.2.9 Zona 9 (51+815 a 51+780)
Esta última zona está integrada por calizas, limolitas
y lutitas; el fracturamiento en las calizas es escaso,
mientras que en las limolitas y lutitas es intenso;
hacia la cima del corte se observó una franja
intemperizada de 0.20 m en donde ya no es posible
distinguir las características originales de la roca; la
7
capa de suelo vegetal es de muy poco espesor y
cuando mucho tiene 0.1 m.
Los estratos se inclinan hacia el poniente y casi al
final del corte tienen una inclinación hacia el NW, por
lo que no representan problemas de deslizamientos
ya que no están dirigidos hacia la carretera; el
fracturamiento varía de moderado a escaso y se
encontraron dos sistemas de fracturamiento.
Otras estructuras observadas son fallas normales
e inversas con dirección NE-SW e inclinación al SE y
NW. Con relación a la estabilidad del talud, éste se
presenta muy vertical pero con poca altura,
aproximadamente
5
m;
con
respecto
al
fracturamiento de las rocas y la dirección de los
estratos, se llegan a formar algunos bloques que
tienen posibilidad de caer, sin embargo este proceso
es aislado y no representa un riesgo. Por otra parte
las fallas forman franjas estables y no generan
caídos, sólo pequeños fragmentos de roca que se
han desprendido del talud por efecto del
intemperismo; de acuerdo a estas condiciones la
zona se clasificó como estable.
Es importante citar que hacia la cima del corte hay
una contracuneta a la que no se le da
mantenimiento, en la que se ha desarrollado una
gran cantidad de vegetación y que facilita la
acumulación y filtración del agua de lluvia, lo que
puede ocasionar a futuro inestabilidad en los
materiales.
4 CONCLUSIONES
El corte analizado (cadenamientos 51+780 a
52+380) está conformado por una secuencia de calizas (cz), limolitas (lm) y lutitas (lu), en las que la cantidad de calizas varía de zona a zona. Para su estudio se dividió en nueve zonas de las cuales solo dos
se encontraron inestables, la 5 y la 7, como se observa en el resumen que se presenta en la Tabla 5
“Zonificación del Corte”, a continuación.
Tabla 5. Zonificación del corte
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Estabilización de taludes en la carretera a Xichú, Gto.
Zona
Kilometraje
(Km+m)
Longitud
(m)
Litología
(por orden de
abundancia)
1
2
3
de
52+380
52+330
52+260
a
52+330
52+260
52+235
50
70
25
lm, lu y cz
lm y lu
lm y lu
4
52+235
52+170
65
lm, lu y cz
5
52+170
52+060
110
cz, lm y lu
6
52+060
51+920
140
cz, lm y lu
7
51+920
51+865
55
lm, lu y cz
8
51+865
51+815
50
cz, lm y lu
9
51+815
51+780
35
cz, lm y lu
5 RECOMENDACIONES
La propuesta más general para la solución de los
problemas observados en la zona se presenta a
continuación, ya que la propuesta a detalle, con
cuantificación de cada uno de los trabajos para cada
una de las zonas estudiadas sólo se presenta en el
Proyecto Ejecutivo y no en el presente artículo, por
motivos de espacio.
Los trabajos por realizar, en todos los nueve tramos del corte son:
1. Amacice general. Se deberá realizar un amacice
general de las bloques inestables y con potencialidad a caer, en toda la cara del talud.
2. Zampeado de mampostería. Se colocará un
zampeado de mampostería de segunda clase,
recargado al talud, de 5.00 m de altura, a partir
del pie del talud, con una base de 0.60 m y rematar en la parte superior con 0.20 m. El empotramiento será de 0.40 m. La mampostería será con
roca producto de los amacices en el tramo en estudio, la cual deberá mantenerse húmeda durante
los 3 días posteriores a su colocación, para que
el mortero fragüe adecuadamente. Se utilizará
mortero cemento – arena en proporción 1:5 para
juntear la mampostería.
3. Malla hexagonal triple torsión. Se colocará malla
hexagonal triple torsión de 8 x 10 cm, en toda la
cara del talud, a partir del zampeado y 2.00 m
por encima de la cresta del corte. Esta malla se
anclará con varilla de acero de 1“ de diámetro y
Estabilidad de la pared
del talud
Estable
Estable
Estable
Estable con algunos
bloques que pueden caer
por erosión en su base
Inestable
Estable con algunos
bloques
formados
la
intersección de fracturas
que
potencialmente
pueden caer
Inestable en la que ya
ha habido deslizamiento
de masas
Estable con algunos
bloques
formados
la
intersección de fracturas
que tienen posibilidad de
caer
Estable
1.00 m de longitud, apoyadas en placas de anclaje de ½” de espesor y 15 x 15 cm, en un arreglo
de 4.00 m horizontal por 2.00 vertical, en tresbolillo.
4. Cunetas. Se deberá construir una cuneta al pie
del talud, a partir del hombro derecho de la calzada, con las dimensiones que se especifican en
los planos de construcción. La cuneta será revestida con concreto de f’c = 150 kg/cm 2 reforzado
con chips de polipropileno a razón de 0.5 kg/m 3,
en un espesor de 8 cm.
5. Contracunetas. Se deberá reconstruir la contracuneta existente en la parte superior del corte, a
la distancia y con las dimensiones que se indica
en los planos de construcción. La contracuneta
será revestida con concreto de f’c = 150 kg/cm 2
reforzado con chips de polipropileno a razón de
0.5 kg/m3, en un espesor de 8 cm.
6. Lavaderos. Se colocarán lavaderos para desalojar los escurrimientos superficiales y evitar que
éstos erosionen la zona. Los lavaderos tendrán
un ancho total de 1.20 m y 0.10 m de espesor,
armado con malla electrosoldada 66-44, con bordillos de 0.10 m, Además, se le colocarán disipadores de energía a base de roca de 8” de diámetro producto del amacice en los taludes del corte,
espaciados a 0.40 m horizontal y 2.00 m vertical,
en tresbolillo. También se deberá anclar el lavadero al terreno natural mediante varillas corrugadas de 1” de diámetro y 1.00 m de longitud, colocados a cada 0.40 m horizontal y 2.00 m vertical,
en tresbolillo; el anclaje deberá ser perpendicular
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MORALES R. et al.
a la inclinación del terreno natural, ya sea en la
ladera o sobre el talud del corte. Los lavaderos
serán revestidos con concreto de f’c = 150
kg/cm2.
En las zonas 5 y 7, donde los taludes se consideraron inestables, se deberá sustituir la malla triple
torsión por una malla de alta resistencia y además
colocar anclas de fricción y de tensión, como enseguida se comentan.
7. Malla de alta Resistencia. Se deberá colocar una
malla de alta resistencia, de 150 kN/m de resistencia a la tensión, 180 kN al punzonamiento y de
90 kN de resistencia al cortante, en toda la cara
libre del talud, desde el zampeado y hasta 5.00 m
por encima del cero del corte. La malla se anclará
en la parte superior con una línea de anclas de
tensión (más adelante de describe a detalle) separadas a cada 10 m siguiendo el eje del camino.
En la parte central se anclará con anclas de fricción de 4.00 m de longitud (más adelante de describe a detalle), en un arreglo de 3.00 m horizontal por 3.00 m vertical, en tresbolillo.
8. Anclas de tensión. Se colocarán anclas de tensión a 5.00 m del cero del corte separadas a cada 10.00 m, siguiendo el eje del camino. Las anclas tendrán una longitud total de 9.00 m: 4.50 m
de longitud libre y 4.50 de longitud de bulbo, armadas con 3 torones calibre 13, con una inclinación de 25° con respecto a la horizontal, con una
lechada de cemento – agua – aditivo expansivo
(Flowcable o equivalente). En la parte superior se
colocará un zapata de reacción de 1.50 x 1.50 m
y 0.14 m de espesor, de concreto armado de f’c =
250 kg/cm2. Previamente al colado de dicha zapata, se colocará parte del sistema de anclaje. La
fuerza de tensado del ancla será de 35 ton.
Anclas de fricción - Se colocará anclas de fricción
de forma sistematizada en retícula de 3.00 x 3.00 m,
en tresbolillo, con una inclinación de 25° con
respecto a la horizontal. La longitud total de las
anclas será de 4.00 m, a base de varilla corrugada
de 1” de diámetro, con una lechada de cemento –
agua – aditivo expansivo (Flowcable o equivalente).
Se apoyarán en placas de anclaje de forma
romboidal de 33 x 19 cm, con placas de acero de 8
mm de espesor.
9
7 AGRADECIMIENTOS
Nos es grato reconocer la valiosa ayuda obtenida
por parte de los ingenieros: Marcelino Gómez Martínez, Ricardo Joel Avilez Aguilar, Mónica Troncoso
Elorza, Agustín Cervantes Ruiz.
6 REFERENCIAS
Hoek, E. and Bray, J. (2006) “Rock Slope
Engineering” 4th edition, Ed. Spon Press, USA
Hoek, E. and Brown E. T., (1985) “Excavaciones
Subterráneas en Roca” Ed. Mc Graw Hill de
México, S.A. de C.V.
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