Taller geotecnia ¿Cuáles son las fases de un estudio para el diseño de obras viales?

Taller de introducción a la Geología para Geotecnia

Presentado por: Jhonatan Adrian Ocampo 600824455

                           Ricardo Andrés Sánchez 601011055

Presentado a: Luz Elena Franco

Universidad de Caldas

Facultad: Ciencias Exactas y Naturales

Programa: Geología

Asignatura: Geotecnia

Manizales

Taller de introducción a la Geología para Geotecnia.

1. ¿Cuáles son las fases de un estudio para el diseño de obras viales?

• Fase 1. Pre – factibilidad,
• Fase 2. Factibilidad,
• Fase 3. Diseños definitivos.

2. ¿Cuáles son los alcances desde el punto de vista geológico del estudio de la Fase 1 del proyecto, y cuál es la escala de trabajo?

• Desde el punto de vista geológico los alcances correspondientes a la fase 1 o fase de pre-factibilidad consiste en la obtención  de las condiciones geológicas del terreno para asegurar que la vía puede ser diseñada, construida y operada con la máxima economía y seguridad. Así pues, es esencial para un pre - dimensionamiento adecuado del proyecto que se conozca la extensión y el tipo de reacción del terreno. Dicho conocimiento se adquiere del estudio de las condiciones del terreno por el proceso de investigación del sitio. Se efectúa un estudio preliminar sobre mapas y fotografías a escala regional, de toda la información topográfica, geológica y geotécnica disponible. Con la participación de expertos interdisciplinarios, el geólogo y el geotecnista, definen los corredores posibles de la zona del proyecto, sobre mapas a pequeña escala. Posteriormente el geólogo examina las fotografías aéreas a pequeña escala con el fin de identificar las características geográficas generales, en cuanto a relieve, vegetación e hidrografía y las características geológicas generales. Además se identifican sitios críticos, como por ejemplo zonas inestables. En cuanto a los antecedentes cartográficos, el análisis de cartas a pequeña escala permite establecer aspectos morfológicos, los cuales orientan respecto de la calidad de los terrenos. Por otra parte el modelaje superficial que se observa permite tipificar cuáles han sido los elementos generadores de estas formas, para deducir los principales agentes de erosión. Con relación a los antecedentes geológicos se utilizan las planchas geológicas regionales del INGEOMINAS. Se describen las unidades litológicas y los rasgos estructurales, con base en estudios existentes en la zona y ajustadas con información de sensores remotos y control de campo para identificar y localizar las amenazas naturales. Se presenta la cartografía geológica actualizada con base en fotointerpretación y control de campo.

El análisis fotointerpretativo, se basa en el estudio de fotografías aéreas y

fotos satelitales del área donde se emplazaran las franjas de cada uno de los corredores a estudiar. El estudio fotogeológico estudia la distribución de unidades geológicas, su localización y contactos, zonas de alteración y/o meteorización, y zonas de falla. Presenta, además, zonas de riesgo geológico representadas por deslizamientos, avalanchas o subsidencias.

Este ancho genera una franja que permite desplazamientos para ajuste del eje trazado. En caso de ajustes mayores, se procede a la ampliación de esta.

Las escalas utilizadas para esta fase son:

• (1:50.000) para mapas,
• (1:30.000 a 1:50.000) fotografías aéreas.

3. Enumere los productos adquiridos a partir del análisis de mapas, fotografías aéreas, imágenes de satélite, a escala regional y cuál es su utilidad en el estudio de una obra de ingeniería.

• Comprobar y complementar con información a escala real las disquisiciones efectuadas en escala regional.
• Mejorar la programación de la exploración a realizar en etapas posteriores.
• Definir un plano de sectorización geológica – geotécnica.
• Identificar los puntos críticos, como puentes largos, túneles, cortes importantes en roca, rellenos sobre materiales compresibles y disponibilidad de materiales para acometer las estructuras que se requieren.
• Mapa geotécnico en unidades homogéneas.

• Conocer la potencialidad de riesgo geológico – geotécnico que podría afectar el trazado, su recurrencia y magnitud esperada, así como eventuales medidas mitigatorias.
• Determinar las condiciones de estabilidad de cada corredor.
• Limitar en un mapa a escala 1:25.000 las zonas homogéneas en términos de su comportamiento geotécnico.

La utilidad de los productos geológicos obtenidos consiste principalmente en definir la viabilidad del proyecto, tanto desde el punto de vista geológico, geotécnico, ingenieril como desde el punto de vista económico.

4. ¿Cuales son los objetivos del reconocimiento inicial de campo y que productos se derivan de el?

Objetivos

• Definir un plano de sectorización geológica – geotécnica, en el cual indican las condiciones del terreno orientado a establecer la funcionabilidad del terreno respecto de los cortes que se deben efectuar en él, los taludes de esos cortes y la calidad de los materiales para efectos de remoción y soporte de estructuras.

• Conocer la potencialidad de riesgo geológico – geotécnico que podría afectar el trazado, su recurrencia y magnitud esperada, así como eventuales medidas mitigatorias.

Productos

• Se obtiene el plano de sectorización geológico – geotécnico el cual abarca un ancho mínimo de unos 100 m hacia ambos lados de lo que sería un trazado consolidado. Este ancho genera una franja que permite desplazamientos para ajuste del eje trazado. En caso de ajustes mayores, se procede a la ampliación de esta.

5. ¿Como se determina las condiciones de estabilidad de los corredores y cuales son los insumos del estudio geológico para el análisis de la estabilidad?

• Las condiciones de estabilidad de cada corredor se determinan con base en el estudio geológico. Para tal efecto son necesarias visitas técnicas del geólogo y del geotecnista al proyecto, en las cuales se identifican y corroboran los resultados del estudio geológico, las condiciones de estabilidad del corredor, de las laderas y de los sitios de puentes, así como el comportamiento de las mismas. A partir de la integración de la información sobre los aspectos geológicos y geomorfológicos, se limitarán en un mapa a escala 1:25.000 las zonas homogéneas en términos de su comportamiento geotécnico.

6. ¿Cuales son los productos geológicos derivados de la fase 1 del proyecto de ingeniería?

• Geología general del corredor: Descripción geológica y morfológica del área, como: unidades geológicas, historia geológica, estratigrafía, estructuras.

• Geología para ingeniería: Unidades homogéneas, puntos críticos, ponteaderos, túneles, cortes importantes en roca, rellenos, fuentes de materiales, amenazas geológicas.

• Identificación de sectores de características desfavorables y riesgos previsibles en caso que no se puedan evitar.

• Apreciaciones preliminares sobre la calidad del terreno natural, en cuanto a su capacidad de soporte. Estimación de los taludes de corte y terraplén que deberían adoptarse según los principales tipos de suelo y roca identificados.

• Apreciación de los posibles problemas relativos a cimentaciones de puentes, obras de arte, obras de contención, rellenos, obras enterradas y demás estructuras viales, con base en las características generales del área, materiales visibles, etc.

• Conclusiones y Recomendaciones: Se presentan los análisis sobre los resultados del estudio de geología y geotecnia y se proponen los estudios geológicos y geotécnicos requeridos para la Fase 2 y su presupuesto estimado.

7. ¿Cuales son los alcances de la fase 2  (factibilidad)?

• En el corredor seleccionado se debe diseñar en forma definitiva el eje en planta de la carretera. Con la trayectoria definitiva en planta del eje de la vía y con los prediseños del eje en perfil, de las secciones transversales de las obras de drenaje superficial y de las estructuras como puentes y muros de contención, del pavimento, etc., se procede a la evaluación económica final. El objetivo concreto de la Fase 2 es la decisión final de continuar o no con el proyecto teniendo en cuenta su rentabilidad. Si éste resulta rentable se debe continuar con la elaboración de los diseños definitivos de la carretera a partir del eje ya definido. Tales diseños constituyen la Fase 3 del proyecto. Desde una perspectiva geotécnica, en la fase 2, el diseño del eje en planta debe ser compatible con el diseño en perfil y en sección transversal. Tanto el diseño en perfil como de la sección transversal están condicionados por la naturaleza de los materiales que eventualmente deban ser excavados. En consecuencia, definir la posición del eje en planta sin conocer, al menos en forma aproximada, las características de los estratos involucrados en la explanación es exponerse a sorpresas durante la ejecución de los diseños definitivos en el caso de tener que continuar los estudios en su Fase 3.

8. ¿Cuales son los productos geológicos requeridos en el informe de la fase 2?

El informe en esta etapa debe contemplar, por lo menos, los siguientes aspectos:

• Complementación de la descripción geológica y morfológica del área obtenida en la fase 1.
• Complementación y verificación de sectores desfavorables diagnosticados en la fase 1.
• Presentación de los resultados obtenidos de la exploración superficial del suelo y elaboración del plan de exploración y ensayos que se adelantarán en la fase 3.
• Prediseños de las cimentaciones de las estructuras viales.

9. ¿Cuáles son los alcances de la fase 3?

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