Sackschewski CHC

UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS
FACULTAD DE INGENIERA GEOLGICA, MINERA,

METALRGICA Y GEOGRFICA
E.A.P. DE INGENIERA GEOLGICA
Soluciones para la estabilidad de taludes de la

carretera Canta Huayllay entre las progresivas del
km 102 al km 110
TESIS
Para optar el Ttulo Profesional de Ingeniero Gelogo
AUTOR
Carlos Enrique Sackschewski Chapman
ASESOR
Rosendo O. ngeles G.
Lima - Per
2017
SOLUCIONES PARA LA ESTABILIDAD DE TALUDES DE LA CARRETERA CANTA HUAYLLAY
ENTRE LAS PROGRESIVAS DEL KM 102 AL KM 110
NDICE
AGRADECIMIENTOS
RESUMEN EJECUTIVO
1. INTRODUCCIN ............................................................................................................. 1
1.1. SITUACIN PROBLEMTICA ..................................................................................... 1
1.2. FORMULACIN DEL PROBLEMA ............................................................................... 2
1.2.1. Problema General ............................................................................................... 2
1.2.2. Problemas Especficos ......................................................................................... 2
1.3. JUSTIFICACIN DEL ESTUDIO ................................................................................... 2
1.4. OBJETIVOS DEL ESTUDIO .......................................................................................... 3
1.4.1. Objetivo General ................................................................................................. 3
1.4.2. Objetivos Especficos ........................................................................................... 3
2. MARCO TERICO ........................................................................................................... 4

2.1. ANTECEDENTES ........................................................................................................ 4
2.2. UBICACIN, ACCESIBILIDAD Y CARACTERSTICAS DEL REA DE ESTUDIO ............... 5
2.2.1. Ubicacin ............................................................................................................. 5
2.2.2. Accesibilidad........................................................................................................ 5
2.2.3. Geografa ............................................................................................................. 6
2.2.4. Clima.................................................................................................................... 6
2.2.5. Vegetacin........................................................................................................... 6
2.2.6. Hidrografa .......................................................................................................... 7
2.3. GEOMORFOLOGA .................................................................................................... 7
2.4. GEOLOGA REGIONAL ............................................................................................... 8
2.4.1. Estratigrafa ......................................................................................................... 8
2.4.2. Tectnica ............................................................................................................. 12
2.5. HIDROGEOLOGA ...................................................................................................... 13

2.6. GEODINMICA INTERNA .......................................................................................... 14
2.6.1. Riesgo Ssmico ..................................................................................................... 14
2.6.1.1. Fuentes Sismognicas.................................................................................. 15
2.6.1.2. Recurrencia Ssmica ..................................................................................... 17
2.6.1.3. Aceleracin Mxima Horizontal .................................................................. 18
2.7. BASES TERICAS ....................................................................................................... 19
2.7.1. Criterio de Mohr Coulomb ............................................................................... 19

2.7.2. Criterio de Hoek & Brown ................................................................................... 21
2.7.3. Clasificacin Geomecnica de Bieniawski (RMR) ................................................ 24
2.7.4. Clasificacin Geomecnica de Romana (SMR) .................................................... 27
2.7.5. Coeficiente de Permeabilidad ............................................................................. 28
2.7.6. Correlacin del Ensayo de DPL con el SPT para la o te i de ..................... 29
2.8. CRITERIOS PARA LA ESTABILIDAD DE TALUDES ....................................................... 30

2.8.1. Mtodo de Clculo de Taludes por Equilibrio Lmite .......................................... 33
2.8.1.1. Factor de Seguridad en Taludes .................................................................. 34
2.8.1.2. Mtodo de Clculo de Taludes por Dovelas ................................................ 34
2.8.1.3. Mtodo de Bishop simplificado ................................................................... 36
2.8.1.4. Mtodo de Spencer ..................................................................................... 36
2.8.2. Anlisis Retrospectivo ......................................................................................... 39
2.9. GLOSARIO DE TRMINOS ......................................................................................... 40
3. HIPTESIS Y VARIABLES ................................................................................................. 48

3.1. HIPTESIS GENERAL ................................................................................................. 48
3.2. HIPTESIS ESPECFICAS ............................................................................................ 49
3.3. IDENTIFICACIN DE VARIABLES ............................................................................... 49
4. METODOLOGA Y DISEO DEL ESTUDIO ....................................................................... 49

4.1. RECOPILACIN DE LA INFORMACIN ...................................................................... 49
4.2. TRABAJO DE CAMPO ................................................................................................ 50
4.2.1. Geologa Local ..................................................................................................... 51

4.2.1.1. Geologa del Sector del Km 102+780 al Km 103+020.................................. 52
4.2.2. Geodinmica Externa .......................................................................................... 53

4.2.2.1. Derrumbes ................................................................................................... 54
4.2.2.2. Deslizamientos............................................................................................. 54
4.2.2.3. Reptacin de Suelos .................................................................................... 55
4.2.2.4. Filtraciones de Agua .................................................................................... 55
4.2.3. Trabajos Geotcnicos de Campo ......................................................................... 56
4.2.3.1. Calicatas ....................................................................................................... 56
4.2.3.2. Ensayos de Refraccin Ssmica .................................................................... 57
4.2.3.3. Ensayos de DPL ............................................................................................ 58
4.2.3.4. Ensayos de Cono de Arena .......................................................................... 61
4.2.3.5. Clasificacin Geomecnica RMR SMR ...................................................... 63
4.2.3.6. Resistencia a la Compresin Uniaxial (UCS) ................................................ 63
4.2.3.7. ndice de Resistencia Geolgica .................................................................. 64
4.3. ENSAYOS DE LABORATORIO ..................................................................................... 65
4.4. TRABAJO DE GABINETE ............................................................................................ 65
4.4.1. Ley de Recurrencia Ssmica en Canta .................................................................. 67
4.4.2. Determinacin de las Aceleraciones Ssmicas..................................................... 70
4.4.3. Constante de la Roca Intacta............................................................................... 71
4.4.4. Condiciones Geotcnicas de los Taludes ............................................................ 72
4.4.4.1. Talud del km 102+780 al km 103+020......................................................... 72
4.4.4.2. Talud del km 104+920 al km 105+010......................................................... 73
4.4.4.3. Talud del km 109+500 al km 109+580......................................................... 74
4.4.5. Anlisis de Estabilidad de Taludes....................................................................... 75
4.4.5.1. Anlisis de Estabilidad del Talud del km 102+780 al Km 103+020 .............. 76
4.4.5.2. Anlisis de Estabilidad del Talud del km 104+920 al km 105+010 .............. 78
4.4.5.3. Anlisis de Estabilidad del Talud del km 109+500 al km 109+580 .............. 80
5. CONCLUSIONES ............................................................................................................. 83
6. RECOMENDACIONES ..................................................................................................... 83
7. REFERENCIAS BIBLIOGRFICAS ..................................................................................... 85
ANEXOS:
A. TRABAJOS GEOTCNICOS
REGISTROS DE CALICATAS
LNEAS DE REFRACCIN SSMICA Km 103+000 Km 103+100
B. ENSAYOS DE LABORATORIO
Km 102+730 Km 102+920
ANLISIS GRANULOMTRICO POR TAMIZADO
LMITES DE CONSISTENCIA
CONTENIDO DE MATERIA ORGNICA
Km 102+920 Km 103+000
Km 104+930 Km 105+000
Km 109+550 Km 109+650
CONTENIDO DE MATERIA ORGNICA
C. ENSAYOS IN SITU Y EVALUACIONES DE CAMPO

CLASIFICACIN GEOMECNICA DE BIENIAWSKI (RMR) Km 102+740 km 102+850
DETERMINACIN DEL SMR (Slope Mass Rating) Km 102+740 km 102+850
ENSAYOS DE PENETRACIN DINMICA LIGERA (DPL)
ENSAYOS DE DENSIDAD EN CAMPO (Mtodo del Cono de Arena)
D. FOTOGRAFIAS
Km 102+780 km 103+020
Km 104+920 km 105+010
Km 109+500 km 109+580
E. PLANOS
Mapa de Ubicacin de la Ruta PE-20A
Mapa Geolgico de la Carretera Canta-Huayllay del Km 102 al Km 110
F. SECCIONES TRANSVERSALES
ST Km 102+780 km 103+020
ST Km 104+920 km 105+010
ST Km 109+500 km 109+580
G. ANALISIS RETROSPECTIVOS (Back Analysis)

Km 104+920 km 105+010
Km 109+500 km 109+580
H. MODELOS DE ESTABILIDAD DE TALUDES

Km 102+780 km 103+020
Km 104+920 km 105+010
Km 109+500 km 109+580
I. NORMA E.030 DE DISEO SISMO-RESISTENTE
LISTADO DE CUADROS, FIGURAS Y FOTOGRAFAS
CONTENIDO:
FIGURAS
Figura N 2.1. Fuentes sismognicas superficiales

Figura N 2.2. Fuentes sismognicas intermedias y profundas
Figura N 2.3. Mapa de Isoaceleraciones para un 10% de excedencia en 50 aos
Figura N 2.4. Criterio de rotura lineal de Mohr-Coulomb
Figura N 2.5. Envolventes de rotura del Criterio de Hoek & Brown
Figura N 2.6. Divisin de la masa deslizante en dovelas
Figura N 2.7. Diagrama de Fuerzas de la Dovela. Mtodo de Spencer
Figura N 4.1. Trazo de la Carretera del Km 0 al Km 10 en el Cuadrngulo de Canta
Figura N 4.2. Sismos registrados (1973-2013) en un rea de 500km x 1000km teniendo
como centro el pueblo de Canta
Figura N 4.3. Representacin de zonas ssmicas definidas en la norma tcnica E-030 de
diseo sismo-resistente sobre el mapa del Per
CUADROS
Cuadro N 2.1: Columna Estratigrfica del tramo Canta - Huayllay

Cuadro N 2.2. Valores de Cohesin por tipo de suelo
Asignacin de Taludes por tipo de material
Cuadro N 2.3. Valores del ngulo de friccin interna en suelos granulares no plsticos, en
funcin de la granulometra y la compacidad
Cuadro N 2.4. Resistencia a la Compresin Simple a partir de ndices de campo
Cuadro N 2.5. Estimacin del GSI en base a descripciones geolgicas
Cuadro N 2.6. Valores de la Constante mi de la Roca Intacta para distintos tipos de roca
Cuadro N 2.7. Parmetros y Valores de la Clasificacin de Bieniawski
Cuadro N 2.8. Ajuste por Orientacin de las Discontinuidades
Cuadro N 2.9. Parmetros del SMR
Cuadro N 2.10. Determinacin del Factor de Ajuste F1
Cuadro N 2.14. Calidad de la Roca segn el SMR
Cuadro N 2.15. Rango de valores del coeficiente de permeabilidad en suelos
Cuadro N 2.16. Correlacin entre el SPT y el ngulo de friccin interna de suelos granulares
Cuadro N 2.17. Asignacin de Taludes por tipo de material
Cuadro N 2.18. Caractersticas de los principales mtodos de Anlisis de Estabilidad de
Taludes
Cuadro N 2.19. Forma de calcular el factor de seguridad de cada mtodo
Cuadro N 4.1. Resumen de los Registros de Calicatas
Cuadro N 4.2. Resumen de los resultados del Ensayo de Refraccin Ssmica
Cuadro N 4.3. Resultados de los Ensayos de DPL
Cuadro N 4.4. Resultados de los Ensayos de Cono de Arena
Cuadro N 4.5. Lista de Ensayos de Laboratorio Realizados
Cuadro N 4.6. Resumen de Ensayos de Laboratorio
Cuadro N 4.7. Tabla de sismos con magnitudes mayores de 6 mb
Cuadro N 4.8. Datos para el Grfico de la Ley de Recurrencia
Cuadro N 4.9. Factores de Zona
Cuadro N 4.10. Valores de la Constante mi de la Roca Intacta para distintos tipos de roca
Cuadro N 4.11. Clasificacin de materiales de corte Km 102+780 al Km 103+020
FOTOGRAFAS
Foto N 4.1. Rocas volcnicas fracturadas y alteradas del Grupo Calipuy

Foto N 4.2. Derrumbe Km 107+050
Foto N 4.3. Deslizamientos rotacionales paralelos Km 107+860
Foto N 4.4. Reptacin de suelos Km 108+450
Foto N 4.5. Filtraciones de agua Km 105+520
Foto N 4.6. Ensayo de Cono de Arena y DPL Km 102+770 103+040. Suelo Coluvial
Foto N 4.7. Ensayo de DPL Km 104+920 105+010
Foto N 4.8. Ensayo de DPL Km 109+500 109+620
Foto N 4.9. Ensayo de Cono de Arena y DPL Km 102+770 103+040. Suelo Coluvio-Aluvial
Foto N 4.10. Ensayo de Cono de Arena Km 104+920 105+010
Foto N 4.11. Ensayo de Cono de Arena Km 109+500 109+620
GRFICOS
Grfico N 2.1. Mtodos de Anlisis de Estabilidad de Taludes

Grfico N 4.1. Ley de Recurrencia Ssmica de Canta
ANEXOS:
FOTOGRAFAS
Foto N 1. Vista en perfil de un agrietamiento y desplazamiento en la ladera superior

Foto N 2. Inicio de cortes en la parte superior del talud
Foto N 3. Plano de contacto entre el depsito coluvial (arriba) y la roca (base)
Foto N 4. Vista del agrietamiento y desplazamiento del terreno en la ladera superior
Foto N 5. Talud despus de ejecutado el corte de 1:1 (H:V)
Foto N 6. Vista de los materiales conformantes del talud
Foto N 7. Toma desde arriba de la ladera con grietas tensionales escalonadas
Foto N 8. Grietas tensionales producidas en la corona del talud
Foto N 9. Inicio de cortes en el talud. Ntese la ocurrencia de deslizamientos
Foto N 10. Excavaciones en el talud
Foto N 11. Deslizamientos y reptacin de suelos superficiales en la ladera
Foto N 12. Vista lateral de los deslizamientos y reptacin en la ladera
Foto N 13. Reptacin de suelos. Vista de alfalfar regado por aspersin en la ladera superior
Foto N 14. Reptacin de Suelos. Filtraciones de agua hacia las paredes del talud
Foto N 15. Pequeos deslizamientos despus de ejecutada la excavacin de talud (1:2, H:V)
Foto N 16. Vista panormica de la zona
Foto N 17. Agrietamientos en la ladera superior
Foto N 18. Vista panormica del deslizamiento, vase el asentamiento de la plataforma
Foto N 19. Vista del acceso a Cantamarca
Foto N 20. Vista de deslizamientos y agrietamientos desde la parte superior
FIGURAS
Figura N 1: Anlisis Retrospectivo de la Seccin del Km 104+950

Figura N 2: Valores de para suelo de tipo SC-SM con un FS = 1. Km 104+950
Figura N 3: Valores de para suelo de tipo ML o u FS = . K 104+950
Figura N 4: Anlisis Retrospectivo de la Seccin del Km 109+520
Figura N 5: Valores de para suelo de tipo SC con un FS = 1. Km 109+520 (SLIDE 6.0)
Figura N 6: Modelo Esttico del Terreno Natural Km 102+800
Figura N 7: Modelo Pseudo-Esttico del Terreno Natural Km 102+800
Figura N 8: Modelo Esttico del Talud de 1:1 (H:V) con banqueta. Km 102+800
Figura N 9: Modelo Pseudo-Esttico del Talud de 1:1 (H:V) con banqueta. Km 102+800
Figura N 10: Modelo Esttico del Talud con las obras correctivas. Km 102+800
Figura N 11: Modelo Pseudo-Esttico del Talud con obras correctivas. Km 102+800
Figura N 12: Modelo Esttico del Talud con obras correctivas. Km 104+950
Figura N 13: Modelo Pseudo-Esttico del Talud con obras correctivas. Km 104+950
Figura N 14: Modelo Pseudo-Esttico del Talud tomando en consideracin la infiltracin de
agua subterrnea. Km 104+950
Figura N 15: Modelo Pseudo-Esttico del Talud estabilizado con la colocacin de un
subdren horizontal. Km 104+950
AGRADECIMIENTOS
Agradezco a mis padres Carlos y Pilar, a mi abuela Bertha, por el apoyo

incondicional, cuidado y gua desde que comenc a realizar mis estudios,
tambin a mi Casa de Estudios, la Universidad Nacional Mayor de San Marcos,
por haberme brindado los criterios y herramientas para desenvolverme en el
campo de la Geologa. Agradezco de corazn a mis profesores, amigos y
compaeros de clase, por haberme ofrecido la posibilidad de compartir con
ellos tantos aos de aprendizaje en la carrera de Ingeniera Geolgica, la que
nos ha dado y seguir dando muchas experiencias y satisfacciones.
Asimismo, quiero expresar mi agradecimiento a la empresa Cesel Ingenieros

S.A., al Jefe de Supervisin Ing. Octaviano Ubills J.; a mi jefe directo, el Ing.
Nstor Romero R., Especialista en Geologa y Geotecnia, por su gua
constante en obra, y lecciones tanto profesionales como de vida, a todos mis
compaeros de trabajo por sus consejos y apoyo desinteresado, adems de
haberme permitido el uso del presente trabajo como tesis de grado.
Tambin manifiesto mi agradecimiento de corazn al Director de la E.A.P. de

Ingeniera Geolgica Dr. Toms Gallarday B. y al Ing. Olimpio ngeles G.,
Asesor de Tesis, por la revisin y sugerencia para completar la elaboracin del
presente trabajo; al Ing. Christian Brea V., por haberme acogido como
asistente y por la formacin terica y prctica en la rama de la Geotecnia,
misma que me sirvi para dar mis primeros pasos como profesional; a mi
compaero, el Ing. Jack Arone P., por haberme apoyado y por introducirme al
mundo de la Geotecnia, tambin por los consejos y momentos compartidos
cuando trabajbamos juntos; y a mi compaero, el Ing. Elvis Feria Q., por
haber confiado en m y haberme dado la oportunidad para seguir
desempendome en obras de Geotecnia.
Finalmente agradezco a todos los que de alguna manera han estado conmigo,
apoyndome y dndome consejos a lo largo de mi etapa de formacin
acadmica.
RESUMEN EJECUTIVO
El presente trabajo consiste en el estudio de los taludes inestables de riesgo

moderado a elevado que se presentaron durante la Supervisin del
Mejoramiento y Rehabilitacin del Corredor Vial Lima Canta Huayllay Dv.
Cochamarca -Empalme PE 3N, Tramo: Canta Huayllay desde el Km 102
hasta el Km 110, ubicado en la provincia de Canta, departamento de Lima.
Estas zonas son afectadas por fenmenos de Geodinmica Externa como

derrumbes, deslizamientos rotacionales y reptacin de suelos condicionados
por la influencia de las filtraciones de aguas superficiales y subterrneas.
Los objetivos de la presente tesis se basan en brindar soluciones

geotcnicamente seguras, eficaces y econmicamente viables que garanticen
la estabilidad de los taludes de la carretera Canta Huayllay en los sectores
con problemas de ocurrencia de fenmenos de geodinmica externa de riesgo
medio a elevado entre las progresivas del Km 102 al Km 110. En este sector se
detectaron tres zonas de taludes inestables: del km 102+780 al km 103+020,
del km 104+920 al km 105+010 y del km 109+500 al km 109+580.
Partiendo de la base de estudios anteriores, el sector est marcado por la

ocurrencia de flujos de lodo o huaycos producidos como consecuencia de las
precipitaciones pluviales, principalmente entre los meses de diciembre a marzo,
que humedecen las capas superficiales meteorizadas de las laderas de los
cerros, saturndose hasta que sobreviene su desprendimiento. El pueblo de
Canta comprende una de las zonas deslizantes que se extiende desde el
centro poblado de Yaso hasta Huaros, y est cimentado sobre masas
deslizadas temporalmente estabilizadas que implican un alto riesgo de
reactivacin durante la ocurrencia de lluvias torrenciales y sismos.
La hiptesis plantea que la reconformacin de los taludes y el control de las

filtraciones de agua son las soluciones que garantizarn la estabilidad de los
taludes de la carretera Canta Huayllay en los sectores con problemas de
ocurrencia de fenmenos de geodinmica externa de riesgo medio a elevado
entre las progresivas del km 102 al km 110.
El mtodo de la investigacin se efectu siguiendo un programa de trabajo con

un diseo de tipo experimental en base a la recopilacin de informacin de
antecedentes tcnicos, evaluacin en campo mediante observaciones
geolgico geotcnicas y ensayos in situ tanto para suelos como para rocas
(DPL, Densidad Natural, RMR, SMR, GSI), ensayos de laboratorio (Anlisis
Granulomtrico, Lmites de Atterberg, etc.), para su posterior procesamiento en
gabinete complementado en algunos casos por anlisis retrospectivos (Back
Analysis) por el mtodo de Bishop simplificado mediante el software Slide 6.0
de Rocscience, programa con el que se efectuaron tambin los clculos del
factor de seguridad de los taludes, siguiendo el mtodo de Spencer, en base a
las medidas correctivas recomendadas para cada caso. Estos clculos fueron
ejecutados teniendo en cuenta los criterios de rotura de Mohr-Coulomb (para
suelos) y Hoek & Brown generalizado (para rocas).
Los anlisis ssmicos o pseudo-estticos de estabilidad de taludes fueron

ejecutados con una aceleracin horizontal de 0.17g y una aceleracin vertical
de 0.11g, teniendo en cuenta los antecedentes e informacin existente de
isoaceleraciones para un 10% de excedencia en 50 aos y factores de zona.
En conclusin, los problemas de inestabilidad de taludes en los sectores del km

112 al km 110 fueron generados por la ejecucin de excavaciones inadecuadas
para los materiales que conforman el terreno, las condiciones desfavorables de
las discontinuidades, y la influencia de las filtraciones de agua hacia las laderas
y taludes, teniendo en cuenta que en muchos casos se trata de antiguos
deslizamientos que se encontraban temporalmente estabilizados.
Las soluciones propuestas para contrarrestar los problemas de inestabilidad,

tales como la reconformacin de taludes (inclinacin de taludes, construccin
de banquetas) y el control de las filtraciones de agua a travs de obras de
drenaje y subdrenaje (cunetas de coronacin, subdrenes horizontales) son
adecuadas, ya que de acuerdo con los anlisis geolgico-geotcnicos
efectuados, presentan un factor de seguridad apropiado.
1
1. INTRODUCCIN
La ocurrencia y/o evaluacin de estabilidad de taludes y los fenmenos de

Geodinmica Externa, favorecidos por los factores condicionantes y
desencadenantes como la geologa, la sismicidad, las precipitaciones
pluviales, la topografa y las propiedades geotcnicas de los terrenos, son de
gran importancia al momento de realizar la construccin de obras de gran
envergadura como carreteras.
El presente estudio corresponde a la investigacin geolgico-geotcnica que

se ha realizado para la Supervisin del Mejoramiento, Rehabilitacin y
Conservacin por Niveles de Servicio del Corredor Vial Lima Canta
Huayllay Dv. Cochamarca Empalme PE 3N, Tramo: Canta Huayllay
Km 101+500 Km 197+607.50, con la finalidad de evaluar especficamente
los procesos de geodinmica externa en el sector del Km 102+000 al Km
110+000, para proyectar soluciones estables y seguras con el propsito de
mitigar los riesgos desencadenados por los mismos.
1.1. SITUACIN PROBLEMTICA
La inclinacin de los taludes propuesta en el expediente tcnico del

proyecto fue inadecuada para muchos sectores del tramo, lo cual se hizo
notorio durante los trabajos de excavaciones, ya que se produjo como
consecuencia, en dichos sectores, la inestabilidad de los nuevos taludes.
De acuerdo con las especificaciones tcnicas del manual de carreteras

del ministerio de Transportes y Comunicaciones (MTC), se deba proceder
con la reclasificacin de los materiales de corte de los taludes y
reasignacin de la inclinacin de los mismos, antes, durante y despus de
ejecutados los trabajos. Con la aplicacin de dicha medida se logr
estabilizar la mayora de los taludes; sin embargo, algunos, a pesar de
ello, sufrieron la ocurrencia de fenmenos de geodinmica externa, de
mediana a gran envergadura, tales como derrumbes, deslizamientos,
reptacin de suelos, etc. que afectaron el desarrollo normal de la obra y el
trnsito normal de vehculos, maquinaria y transentes.
Por lo tanto, es urgente la toma de medidas correctivas rpidas,

econmicas y tcnicamente adecuadas, dentro del marco de las
especificaciones tcnicas, para lograr la estabilidad de los taludes.
2
1.2. FORMULACIN DEL PROBLEMA
1.2.1. Problema General
Cules son las soluciones geotcnicamente seguras, econmicas y

eficaces para garantizar la estabilidad de los taludes de la carretera
Canta Huayllay en los sectores con problemas de ocurrencia de
fenmenos de geodinmica externa de riesgo medio a elevado entre
las progresivas del Km 102 al Km 110?
1.2.2. Problemas Especficos
En el sector del Km 102 al Km 110 se han identificado tres zonas de

taludes inestables, materia de estudio de la presente tesis, con
ocurrencia de fenmenos de geodinmica externa de grado moderado
a alto; es decir, que afectaron parcial o totalmente la transitabilidad de
la va:
Km 102+780 al Km 103+020: En qu medida las tcnicas como la

reconformacin de taludes, el sellado de grietas y la colocacin de
cunetas de coronacin mejorarn la estabilidad del talud en el sector
del km 102+780 al Km 103+020 de la carretera Canta Huayllay?
Km 104+920 al Km 105+010: En qu medida el control de las

filtraciones de agua y la adopcin de banquetas garantizar la
estabilidad del talud en el sector del km 104+920 al km 105+010 de la
carretera Canta Huayllay?
Km 109+500 al Km 109+580: En qu medida la inclinacin de taludes

y la adopcin de banquetas mejorar la estabilidad del talud en el
sector del km 109+500 al Km 109+580 de la carretera Canta Huayllay?
1.3. JUSTIFICACIN DEL ESTUDIO
Durante la excavacin de los taludes de la carretera Canta Huayllay se

ha generado inestabilidad en los mismos, la cual fue subsanada en la
mayora de sectores con la reclasificacin de materiales de corte y la
reasignacin de taludes sealadas en las especificaciones tcnicas. Sin
embargo, entre los kms 102 y 110 de la carretera se han presentado
zonas de riesgo moderado a elevado que requieren de un tratamiento
definitivo para lograr la estabilidad de los taludes. Debido al peligro
potencial que implica la ocurrencia de fenmenos de geodinmica externa
3
para los comuneros de Canta, vehculos y dems usuarios de la va, se

justifica la ejecucin de la presente investigacin.
Otro aspecto importante que justifica la realizacin del presente estudio es

el de garantizar la transitabilidad normal de la va y con ello evitar
mayores retrasos en el cronograma de ejecucin de la obra. Adems, la
carretera Canta - Huayllay tiene una gran relevancia como va alterna a la
Carretera Central, que actualmente recibe mucho trnsito vehicular y que
es afectada cada ao por bloqueos generados por la ocurrencia de
huaycos e inundaciones en temporada de lluvias y Fenmeno del Nio.
1.4. OBJETIVOS DEL ESTUDIO
1.4.1. Objetivo General
Brindar soluciones geotcnicamente seguras, eficaces y

econmicamente viables que garanticen la estabilidad de los taludes de
la carretera Canta Huayllay en los sectores con problemas de
ocurrencia de fenmenos de geodinmica externa de riesgo medio a
elevado entre las progresivas del Km 102 al Km 110.
1.4.2. Objetivos Especficos
Demostrar que la reconformacin de taludes, el sellado de grietas y la

colocacin de cunetas de coronacin mejorarn la estabilidad del talud
en el sector del km 102+780 al Km 103+020 de la carretera Canta
Huayllay.
Determinar que el control de las filtraciones de agua y la adopcin de

banquetas garantizarn la estabilidad del talud en el sector del km
104+920 al km 105+010 de la carretera Canta Huayllay.
Estabilizar el talud en el sector del Km 109+500 al Km 109+580 de la

carretera Canta Huayllay mediante la inclinacin del talud y adopcin
de banquetas.
Presentar a la E.A.P. de Ingeniera Geolgica de la Universidad

Nacional Mayor de San Marcos como tema de tesis para optar el ttulo
de Ingeniero Gelogo.
4
2. MARCO TERICO
2.1. ANTECEDENTES
Los estudios realizados en este sector se remontan a los aos 1966 y

1967 con las investigaciones geolgicas efectuadas por Cobbing J.1
plasmadas en el Boletn N 26 del Servicio de Geologa y Minera (actual
INGEMMET) en 1973; donde menciona la ocurrencia de flujos de lodo o
huaycos que se desarrollan como consecuencia de las precipitaciones
pluviales que humedecen la capa superficial intemperizada de las laderas
de los cerros, de manera que finalmente llega a saturarse hasta que
sobreviene su desprendimiento, arrastrando fragmentos mayores
constituyendo una corriente de barro. Segn Cobbing un factor importante
para que se produzcan los flujos de lodo son las marcadas lluvias
estacionales, ya que la extrema desecacin que se presenta en la regin
andina, permite que las caractersticas fsicas de las capas superficiales
intemperizadas cambien rpidamente al humedecerse provocando
inmediatamente la inestabilidad e inicio del flujo de barro.
En el ao 2011, la empresa Winrod Contratistas S.A.C. 2 realiz el Estudio

Geolgico Geotcnico del Tramo: Canta Huayllay. En dicha
investigacin se evaluaron los procesos de geodinmica externa
presentes en el tramo que puedan afectar al proyecto mediante
observaciones en campo, ensayos in-situ y de laboratorio.
Asimismo, se identificaron algunas zonas inestables, para las cuales se

realizaron modelamientos y se plantearon soluciones. Winrod tambin
efectu la clasificacin de materiales de los taludes de corte del tramo as
como el estudio y anlisis de cimentaciones para los pontones que
contempla el proyecto.
El IMP3 realiz el 2014 un estudio de la Cuenca del ro Chilln, donde se-
1. COBBING J. et al (1973) Geologa de los Cuadrngulos de Barranca, Ambar,

Oyn, Huacho, Huaral y Canta. Servicio de Geologa y Minera. Bol 26, pg. 30
2. WINROD CONTRATISTAS S.A.C. (2012) Estudio Definitivo Para la

Rehabilitacin y Mejoramiento de la Carretera Lima Canta La Viuda Unish,
Tramo: Canta Huayllay:, Vol. N 01, Tomo 3: 3.1 Estudio Geolgico Geotcnico
3. INSTITUTO METROPOLITANO DE PLANIFICACIN (2014). Plan Integral de La

Cuenca Chilln, Intercuencas La Pampilla, Ventanilla, Santa Rosa y Ancn y la
Zona Martima Costera Callao-Pasamayo. Plan de Ordenamiento Territorial
Cuenca Chilln. Captulo IV: Diagnstico de los Componentes Ecolgicos Fsicos,
pg. 335
5
ala que en el valle Central del Chilln se presentan dos zonas

deslizantes. La primera se extiende desde Yaso hasta Huaros, donde se
encuentran los pueblos de Canta, Obrajillo, San Miguel, Huacos, Huaros y
San Buenaventura. Los mismos estn construidos sobre masas
deslizadas temporalmente estabilizadas, que corren el riesgo de activarse
durante las ocurrencias de lluvias y sismos. De acuerdo con el IMP, el
pueblo de Canta se ve amenazado por el deslizamiento que actualmente
se est produciendo desde las partes altas con direccin a ste, y en la
parte baja por la desestabilizacin de la carretera de acceso desde Lima.
2.2. UBICACIN, ACCESIBILIDAD Y CARACTERSTICAS DEL REA DE

ESTUDIO
2.2.1. Ubicacin
La zona de estudio de la carretera Canta Huayllay km 101+500 km

197+607.50, se ubica en la Cordillera Occidental y Central de los
Andes Peruanos, perteneciente a las regiones Lima, Junn y Pasco,
estando delimitada por las siguientes coordenadas geogrficas:
COORDENADAS CANTA HUAYLLAY

Latitud Sur 10 30 11 00
Longitud Oeste 76 00 76 30
2.2.2. Accesibilidad
El acceso a la zona de estudio es posible por va terrestre siguiendo la

ruta nacional PE-20A, denominada Carretera Vencedores de Sngrar,
la misma que se circunscribe a una troncal de la carretera
Panamericana Norte (PE-1N) que parte desde el valo Naranjal.
Se ingresa desde Lima por el km 22 de la Av. Tpac Amaru en el

distrito de Carabayllo. En el trayecto se pasa por las localidades de
Punchauca (km 28), Trapiche (km 39.5), Yangas (km 56), Dv. Santa
Rosa de Quives (km 64), Yaso (km 77) y el desvo a San Buenaventura
(km 90). Son 101.5 km de pista totalmente asfaltada. Para llegar a
Canta se tarda entre hora y media y 2 horas.
Ver Anexos. E. Planos. Plano N 1: Mapa de Ubicacin de la Ruta

PE-20A Vencedores del Sngrar
6
2.2.3. Geografa
El sector del km 102 al km 110 de la carretera Canta Huayllay,

geogrficamente se ubica en la Cordillera Occidental entre los 2800
msnm a los 3400 msnm en el distrito de Canta, provincia de Canta,
Lima. Tiene un relieve muy complejo, formado por montaas altas y el
valle del ro Chilln, pertenecientes a las regiones naturales Quechua y
Suni. En las partes bajas de las quebradas de este sector, existen
amplias extensiones de depsitos aluviales que son importantes para el
desarrollo de la agricultura.
2.2.4. Clima
El clima de la regin es templado subhmedo. Este clima se ubica

sobre el clima templado clido seco, y altitudinalmente se encuentra
comprendido entre los 2,600 msnm y 3,600 msnm. Es agradable tanto
por la temperatura (mnima de 10C, y mxima de 22C), como por la
humedad (alrededor de 500 mm/ao), lo que hace muy atractivos los
pueblos de Canta y Obrajillo; en los lmites superiores, la temperatura
desciende hasta 10C, principalmente en los meses de junio, julio y
agosto, poca donde los cielos estn totalmente despejados.
La estacin lluviosa es entre los meses de octubre y abril, aunque la

mayor parte de las precipitaciones anuales se registran entre enero y
marzo.
2.2.5. Vegetacin
La mayora de las especies vegetales que producen alimentos

requieren de temperaturas de moderadas a altas. Las bajas
temperaturas, generalmente ocasionan la muerte de las plantas, salvo
algunas especies que soportan estas condiciones como son el "ichu" y
la yareta, que se presentan sobre los 3800 msnm.
En el sector abundan los terrenos de cultivo de vegetales para

consumo humano y de animales, principalmente de alfalfa para la
alimentacin de acmilas.
Entre la variedad de plantas que crecen naturalmente en la regin

destacan los eucaliptos, el molle, la tara, los lamos, la ortiga, etc.
7
2.2.6. Hidrografa
El drenaje principal en la zona de estudio est regulado por la

presencia del ro Chilln, que es alimentado por los deshielos de la
Cordillera de La Viuda, y su cuenca respectiva, sustentada por las
constantes precipitaciones pluviales que ocurren en las partes altas del
flanco occidental de la Cordillera Occidental de los Andes Peruanos.
La cuenca del ro Chilln, hidrogrficamente se encuentra ubicada en la

Vertiente de Pacfico, formando parte de las 53 cuencas que
desembocan al Ocano Pacfico. Sus lmites geogrficos son: 7620 y
7710 de longitud oeste, 1120 y 1200 de latitud sur, y
altitudinalmente entre 0 y 5000 msnm.
La pendiente del ro Chilln es variada; aguas arriba de la localidad de

Canta, tiene una pendiente promedio de 6 %, lo que facilita en algunos
tramos la instalacin de centrales hidroelctricas como la C.H. de
Huaros y la C.H. de Obrajillo.
2.3. GEOMORFOLOGA
Las unidades geomorfolgicas presentes son el resultado de los

fenmenos degradantes causados por la meteorizacin, la misma que ha
actuado mayormente sobre las unidades litolgicas calcreas y
volcnicas, en las que la temperatura del medio ambiente, las constantes
precipitaciones pluviales, la escorrenta superficial y subterrnea han
intervenido como agentes de meteorizacin modeladores de la topografa
del rea de estudio, dentro de las cuales se puede identificar las
siguientes unidades geomorfolgicas:
Espolones Montaosos Altos (2.000 a 3.800 m.s.n.m).- Parte alta de los

espolones montaosos transversales de la Cordillera Occidental.
Presentan un modelado irregular accidentado caracterstico de medios
ridos y pajonales premontanos.
Mesetas Intermedias o Superficie Puna.- Mesetas onduladas en las cimas

de los espolones, en las cuales existen pajonales y cultivos en secano.
Valles fluviales.- Valles en forma de V que presentan una topografa

escarpada caracterizada por tener una superficie de intensa erosin,
cuyas laderas son relativamente empinadas y los ros moderadamente
8
profundos, siendo en el sector el ro Chilln y sus tributarios los agentes

modeladores principales.
2.4. GEOLOGA REGIONAL
La carretera Canta - Huayllay se halla emplazada en la vertiente del

Ocano Pacfico en la Cordillera Occidental, atravesando zonas
pertenecientes a la Regin Lima, la Regin Junn y a la Regin Pasco, y
pasando por los cuadrngulos de Canta y Ondores. A lo largo de todo el
tramo afloran rocas volcnicas del Gpo. Calipuy del Palegeno -
Negeno, as como rocas sedimentarias del Cretcico.
2.4.1. Estratigrafa
La estratigrafa presente a lo largo del tramo est constituida por una

secuencia de rocas volcnicas y formaciones sedimentarias
mesozoicas y depsitos cuaternarios de material suelto, siendo las
unidades estratigrficas existentes en el rea de influencia del
proyecto, las siguientes:
Formacin Pariatambo (Ki-pt): Sobre el tramo intermedio de la va

aflora esta formacin que data del Cretcico medio (Albiano medio a
tardo). El afloramiento parcialmente se encuentra cubierto de
depsitos cuaternarios, observndose a travs de los cortes de
carretera calizas, con intercalaciones de margas bituminosas, que se
rompen a manera de lajas tabulares, con espesores variables de 5 a
10m y una coloracin que van de marrn oscuro a gris claro e
intensamente alterada. Aflora entre las siguientes progresivas: del km
144+500 al km 146+500 y del km 150+500 al km 151+300.
Formacin Jumasha (Ks-ju): Se halla sobre la parte alta colindante con

la laguna de Chuchn, data del Cretcico superior (Albiano superior
Turoniano) que consiste en calizas, de tonalidad de gris a gris
pardusca, con bancos de espesores de 150m a ms. Se muestran con
plegamientos perfectos de anticlinales y sinclinales, fuertemente
alterados y afectados por la accin erosiva, de la fusin de los glaciares
perpetuos. Suprayace a la formacin Pariatambo. Aflora entre las
progresivas del km 138+300 al km 144+500, del km 146+500 al km
150+500 y del km 163+000 al km 165+900.
Formacin Casapalca (KsP-ca): La formacin Casapalca data del

Palegeno inferior, que infrayace al grupo Calipuy, constituye de una
litologa variable con rocas lutceas, limolitas, areniscas de una
9
tonalidad rojo ladrillo, hacia la base presenta niveles de conglomerados

con clastos de caliza, arenisca roja e intrusivos y esquistos hacia el
tope de calizas blanquecinas, que se intercalan de areniscas
conglomeradas rojizas. Sus espesores son variables, van hasta los
1000m. Aflora entre las progresivas del km 158+500 al km 162+500 y
del km 179+100 al km 197+670.
Grupo Calipuy (PN-vca): Aflora en las tres cuartas partes del Proyecto.
Est compuesta litolgicamente por una secuencia variada de lavas
andesticas prpuras, piroclastos gruesos y tufos finamente
estratificados, basaltos, riolitas y dacitas intruidas por rocas batolticas,
que han dado edades radiomtricas que varan de 60 a 90 millones de
aos, siendo del Cretcico reciente al Palegeno, el Volcnico Calipuy
suprayace discordante sobre rocas del cretceo y hacia el Este sobre
capas rojas de la Fm. Casapalca. El grupo aflora en las progresivas del
km 102+000 al km 138+300 y del km 165+900 al km 179+100
intercalado con depsitos cuaternarios.
Formacin Yantac (PE-y): Aflora sobre el tramo de la mina Alpamarca y

data del Palegeno superior a Eoceno. Su litologa consiste de rocas
clsticas y piroclsticas, variando a conglomerado, arenisca de
tonalidad gris pardusca y con intercalaciones de calizas, limolita y
lutitas de colores abigarrados y parcialmente con intercalacin de tufos
exhalativos a lavas andesiticas. Aflora en las siguientes progresivas:
del km 151+300 al km 158+500 y del km 162+500 al km 163+000
Formacin Huayllay (NP-h): Esta formacin corresponde a una

actividad volcnica con ignimbritas que rellenaron las superficies de
erosin bajo la forma de efusiones lvicas andesticas intercaladas con
piroclastos. El afloramiento ms notable se observa en los alrededores
de Huayllay, donde se encuentra formando una extensa meseta
alargada de orientacin andina. Morfolgicamente es ondulada a
agreste, presentando disyuncin columnar bien desarrollada, la cual se
intemperiz dando lugar a un paisaje denominado Bosque de Piedras.
Litolgicamente es un tufo porfirtico friable, que contiene vidrio,
plagioclasa, cuarzo redondeado, biotita, estando presente clastos de
piedra pmez.
Depsitos Cuaternarios
Depsito Aluvial (Q-al): Estos depsitos estn formados por materiales

que se muestran a travs de los cortes. Constan de material suelto
10
parcialmente compacto y en tramos pequeos con material

inconsolidado de forma variable que va de anguloso a subanguloso y
de tamaos que van de a 20 de dimetro con una matriz limo-
arcillosa.
Depsito Coluvial (Q-co): Los afloramientos rocosos muestran una

morfologa abrupta dando lugar a la formacin de depsitos mixtos
coluvio aluvionales acumulados al pie de los taludes. Los materiales
estn constituidos mayormente por bloques rocosos angulosos, cados
por gravedad, de 20 a 50 de dimetro y parcialmente con matriz limo-
arenosa. Estos depsitos existentes estn inconsolidados y sueltos, a
lo largo del corte de la carretera.
Depsito Fluvial (Q-fl): Presenta una morfologa escalonada en forma

de terrazas fluviales de pendiente llana a leve, mostrando eventos
fluviales tanto en avenidas normales como extraordinarias y
actualmente afloran en algunos sectores por encima del lecho del ro.
Estos depsitos estn conformados mayormente por bloques mayores
de 20, bolonera de cantos rodados, arena gruesa y fina, abundante
cobertura vegetal y terrenos de cultivo; y sobre ambos flancos
afloramientos rocosos de tipo volcnico. Estos depsitos se hallan
entre el km 117+500 al km 124+000 y entre el km 126+000 al km
127+000.
Depsitos Morrnicos (Q-mo): Muestra una morfologa ondulada

rugosa parcialmente cubierta con depsitos aluviales de consistencia
fina a gruesa, sus materiales estn conformados predominantemente
por boloneras subredondeadas, polimcticas de dimetros de 15 a 25
y fuertemente alteradas por la meteorizacin fsica y qumica. Se
encuentran este tipo de depsitos a partir del km 130+900.
Bofedales (Q-bo): Son depsitos cuaternarios conformados por suelos

hidromrficos, de granulometra fina, sobresaturados y permeables,
caractersticos de zonas altas. Se emplazan sobre pendientes suaves y
en algunos tramos llegan a deformar la plataforma de rodadura. Se
hallan bofedales en las siguientes progresivas: km 127+000 al km
127+300, km 131+240 al km 131+300, del km 137+000 al km 137+050,
del km 141+850 al km 141+950, del km 147+900 al km 148+200, del
km 148+530 al km 148+700, del km 148+800 al km 148+980, km
149+800, km 154+100, km 156+300, km 157+050, km 158+000, km
165+700, km 166+970, del km 177+240 al km 177+900, km 178+800,
km 179+240, del km 179+830 al km 180+470, del km 180+540 al km
11
180+780, km 185+040, km 185+150 al km 185+500, del km 185+630 al

km 186+130, km 186+580, y km 187+500.
Cuadro N 2.1: COLUMNA ESTRATIGRFICA DEL TRAMO CANTA - HUAYLLAY
DESCRIPCIN
ERATEMA SISTEMA SERIE UNIDADES LITOESTRATIGRFICAS
LITOLGICA
Depsitos Aluviales Q-al Depsitos Aluviales
Depsitos Coluviales Q-co Depsitos Coluviales

C UA TE RNA RI O
HOLOCENO
Dep. en Bofedales Q-bo Suelos finos hidromrficos
Depsitos Fluviales Q-fl Depsitos Fluviales

CENOZOICO
Depsitos Morrnicos Q-mo Depsitos Morrnicos
Lavas andesticas
Plioceno Fm. Huayllay Np-h intercaladas con
NEGENO
piroclastos.
Lavas andesticas prpuras,

piroclastos gruesos y tufos
Mioceno
Grupo Calipuy
finamente estratificados.
PN-vca
Tufos, lavas andesticas con

Oligoceno
PALEGENO
intercalaciones de
conglomerado, arenisca,
Eoceno Fm. Yantac Pe-y limolita y lutita.
Paleoceno Lutitas, limolitas, areniscas

Fm. Casapalca Kp-ca y conglomerados de color
rojo ladrillo.
Superior
MESOZOICO
CRE T CE O
Calizas de tonalidad gris a

Fm. Jumasha Ks-J gris pardusca.
Caliza, con intercalaciones

Inferior
Fm. Pariatambo Ki-pt de margas bituminosas

marrn oscuro a gris claro.
12
2.4.2. Tectnica
El Per est comprendido entre una de las regiones de ms alta

actividad ssmica que hay en el planeta, formando parte del Cinturn
Circumpacfico. Los principales rasgos tectnicos de la regin
occidental de Sudamrica, como son la Cordillera de los Andes y la
fosa ocenica Per Chile, estn relacionados con la alta actividad
ssmica y otros fenmenos telricos de la regin, como una
consecuencia de la interaccin de dos placas convergentes, cuyo
resultante ms saltante es el proceso orognico contemporneo
constituido por los Andes.
La tectnica andina ha afectado a las rocas de edad Mesozoica y

Cenozoica dando lugar al Levantamiento Andino. En la zona de estudio
comprende las siguientes fases:
Fase Peruana: Est caracterizada por la reactivacin de fallas antiguas

de origen hercnico, que gener cuencas intra-montaosas con la
consiguiente formacin de nuevas depresiones tectnicas, dando lugar
al depsito de sedimentos.
Fase Inca: Considerada como el evento tectnico ms importante del

Ciclo Andino por su extensin geogrfica e intensidad de esfuerzos,
cuyos efectos se pueden observar en las capas rojas. Se caracteriza
por su naturaleza compresiva, cuyos efectos son principalmente fallas
regionales reactivadas.
Fase Quechua: Fase de deformacin que afecta a rocas del Mesozoico

y Cenozoico. En la regin de la Cordillera, esta fase se distingue por la
leve discordancia angular mostrada entre la formacin Yaguarango y la
formacin Ipururo.
Como resultado de la convergencia entre la Placa Sudamericana y la

Placa de Nazca, y la subduccin de esta ltima, han sido formadas la
Cadena Andina y la fosa Per Chile en diferentes etapas evolutivas.
Algunos trabajos de sismotectnica en Sudamrica han sealado

ciertas discontinuidades de carcter regional, que dividen el panorama
tectnico de esta regin en varias provincias tectnicas. Dichas
provincias estn separadas por discontinuidades laterales (Berrocal,
1974) o por zonas de transicin sismotectnicas (Deza y Carbonell,
1978), todas ellas normales a la zona de subduccin. Estas provincias
13
tectnicas tienen caractersticas especficas que influyen en la actividad

ssmica que ocurre en cada una de ellas.
Los rasgos tectnicos superficiales ms importantes en el rea de

estudio son: (Berrocal et al, 1975).
La cadena de los Andes.

Las unidades de deformacin y sus intrusiones magmticas
asociadas.
Sistemas regionales de fallas normales e inversas y de sobre-
escurrimientos.
Las principales fallas que inciden directamente en el tramo de la

carretera Canta Huayllay son:
Falla Huacos Canta Lachaqui Arahuay: Falla oblicua al eje

longitudinal de la Cordillera Occidental, la que ha capturado los ros
Chilln y Arahuay; dando lugar a encaonamientos muy profundos y
recientes o activos, cuyas manifestaciones actuales, son los
deslizamientos de masas rocosas muy grandes.
Esta falla es muy importante porque ha dado lugar a medios accesibles

para los usos urbanos, agrcolas, forestales. Sin embargo tambin
representa los mayores peligros, riesgos y vulnerabilidad de la cuenca
del ro Chilln. El pueblo de Canta es el ms vulnerable y de alto
riesgo.
Falla La Viuda: Es una falla longitudinal en el eje central y en el pice

de la cumbre de la Cordillera Occidental de Los Andes. Ha formado
una gran fosa tectnica de varios cientos de metros de profundidad,
donde se han formado lagunas muy grandes y se ha formado una
cordillera oriental ms alta con glaciares y una cordillera occidental de
menor altitud.
Esta falla es muy relevante en la regulacin hdrica pluvial, de

escurrimiento superficial y subterrneo. Ha dado origen a los atractivos
paisajsticos tursticos ms impactantes del lugar.
2.5. HIDROGEOLOGA
Como parte de la caracterizacin de los componentes fsicos de la

Cuenca del ro Chilln, la evaluacin hidrolgica constituye un aspecto
importante, toda vez que ante la limitada disponibilidad de agua superficial
14
del ro Chilln, su depresin es evidente en el valle, principalmente debido

a la explotacin del acufero a travs de una red de pozos, orientado al
abastecimiento de la poblacin asentada en dicho mbito, as como para
la industria y agricultura.
Los sedimentos del manto aluvial cuaternario superpuestos sobre un

basamento rocoso impermeable pre-cuaternario, permiten el
almacenamiento de grandes volmenes de agua que proviene de las
aguas del escurrimiento superficial del ro Chilln, aguas de filtraciones de
los riegos de los campos agrcolas, aguas de los afloramientos de los
manantiales y aguas de los flujos subterrneos que provienen de las
partes altas.
2.6. GEODINMICA INTERNA
2.6.1. Riesgo Ssmico
El riesgo ssmico se define por la probabilidad que en un lugar

determinado ocurra un movimiento ssmico de una intensidad igual o
mayor que un cierto valor fijado. En general, se hace extensivo el
trmino intensidad a cualquier otra caracterstica de un sismo, tal como
su magnitud, la aceleracin mxima, el valor espectral de la velocidad,
el valor espectral del desplazamiento del suelo, el valor medio de la
intensidad de Mercalli Modificada u otro parmetro.
La ubicacin geogrfica del Per, dentro del contexto geotectnico del

Cinturn de Fuego Circum-Pacfico y la existencia de la placa
tectnica de Nazca, que se introduce por debajo de la Placa
Sudamericana, permiten ubicar al Per con un alto ndice de sismicidad
en la regin. Esto se demuestra por los continuos movimientos telricos
producidos en la actualidad y los registros catastrficos ocurridos en la
historia.
La Placa Sudamericana crece a partir de la cadena meso-ocenica del

Atlntico, avanzando hacia el noroeste con una velocidad de 2 a 3 cm
por ao encontrndose con la Placa de Nazca en su extremo
occidental. A su vez, la Placa de Nazca crece en la cadena meso-
ocenica del Pacfico y avanza hacia el Este con una velocidad de 5 a
10 cm por ao, hundindose bajo la placa sudamericana con una
velocidad de 7 a 13 cm por ao. El desplazamiento de ambas placas
genera un plano de friccin entre estas, originando un nmero ilimitado
de sismos de diversas magnitudes a diferentes niveles de profundidad.
15
2.6.1.1. Fuentes Sismognicas
Se denomina fuente ssmica a una zona o regin dentro de la cual los

sismos tienen una caracterstica en comn que permite separarlos de
aquellos de otras fuentes ssmicas adyacentes.
Se han utilizado las fuentes sismognicas establecidas en el estudio

de evaluacin del peligro ssmico en el Per (Castillo, 1993). La
determinacin de las fuentes sismognicas se ha basado en el mapa
de distribucin de epicentros, as como en las caractersticas
tectnicas del rea de influencia. Tanto la interaccin entre las placas
de Nazca y la Sudamericana como el proceso de ajustes tectnicos
del aparato andino, han permitido agrupar a las fuentes sismognicas
en fuentes de subduccin y continentales.
Las fuentes se han presentado como reas, ya que no existen

suficientes datos para modelar las fallas como fuentes lineales en este
tipo de anlisis. Las Figuras N 2.1 y N 2.2 presentan las fuentes
sismognicas aplicables al Proyecto, segn la referencia anterior. Se
ha mantenido la misma nomenclatura de las zonas sismognicas,
utilizando slo aquellas que tienen influencia en el rea del Proyecto.
La mayor parte de los sismos ocurridos en el rea considerada es

producto de la interaccin de las Placas de Nazca y Sudamericana.
La placa de Nazca penetra debajo de la Sudamericana a ngulos
variables y se profundiza a medida que avanza hacia el continente,
por lo que pueden distinguirse fuentes de subduccin superficial (F2,
F3, F4), fuentes de subduccin intermedia (F14, F15, F18, F19) y una
fuente de subduccin profunda (F20). Las fuentes de subduccin
superficiales, intermedias y profundas tienen profundidades focales
promedio de 50, 100 y 600 km respectivamente.
Las fuentes F7, F10, F11 y F12 estn asociadas a la sismicidad

regional andina y presentan profundidades focales superficiales, sin
estar asociadas a fallas activas.
16
Figura N 2.1. Fuentes sismognicas superficiales.

17
Figura N 2.2. Fuentes sismognicas intermedias y profundas.
2.6.1.2. Recurrencia Ssmica
La recurrencia de sismos se determina de acuerdo a la Ley de

Gutenberg-Richter (1958).
18
donde:
N = n/t, nmero de sismos de magnitud M por unidad de tiempo.
a, b = parmetros que dependen de la naturaleza ssmica de la

regin.
M = magnitud del sismo expresada en Ms o mb.
2.6.1.3. Aceleracin Mxima Horizontal
La aceleracin mxima (PGA) horizontal es el valor absoluto de la

aceleracin horizontal obtenida en un acelerograma tomando la suma
de dos componentes ortogonales. La aceleracin producida por un
sismo, la cual est relacionada con la intensidad del movimiento en un
determinado sitio, es el parmetro ms comnmente utilizado para
determinar los parmetros que se van a utilizar en el anlisis ssmico
de taludes.
Las aceleraciones verticales han recibido una atencin menor que las
horizontales, debido a que se supone que su efecto sobre las
estructuras y taludes es menor. Generalmente, se asume que la
aceleracin pico vertical es los dos tercios de la aceleracin pico
horizontal; sin embargo, en sitios muy cercanos al rea epicentral, las
aceleraciones verticales adquieren valores mayores y en sitios muy
alejados valores mucho menores. Usualmente, se utiliza el parmetro
PGA para la evaluacin ssmica de taludes. Sin embargo, la
capacidad de un sismo para activar deslizamientos depende no
solamente de la amplitud de la onda, sino tambin, de su contenido
de frecuencias y la duracin del sismo.
Para fines del presente trabajo, se ha considerado el Mapa de

Isoaceleraciones para 50 aos de vida til desarrollados por Alva y
Castillo en 1985, en la zona de estudio los valores de aceleraciones
varan entre 0.34g y 0.32g, disminuyendo conforme se avanza hacia
el Este. (Ver Figura N 2.3)
19
Figura N 2.3. Mapa de Isoaceleraciones para un 10% de excedencia en

50 aos
2.7. BASES TERICAS
2.7.1. Criterio de Mohr-Coulomb
Es un criterio de rotura lineal que expresa la resistencia al corte a lo

largo de un plano en un estado triaxial de tensiones, obtenindose la
relacin entre los esfuerzos normal y tangencial que actan en el
momento de la rotura. Es representado mediante la siguiente frmula:
20
donde:
y n son las tensiones tangencial y normal sobre el plano de rotura.

c y son la cohesin y ngulo de friccin interna del material.
Figura N 2.4. Criterio de rotura lineal de Mohr-Coulomb
Es un criterio de rotura mayormente utilizado para suelos.
Cohesin: Es la propiedad por la cual las partculas del terreno se

mantienen unidas en virtud de fuerzas internas, que dependen, entre
otras cosas del nmero de puntos de contacto que cada partcula tiene
con sus vecinas. En consecuencia, la cohesin es mayor cuanto ms
finas son las partculas del terreno.
COHESIN (KPa)
Arcilla rgida 20 - 25
Arcilla semirgida 8 - 12
Arcilla blanda 0-4
Arcilla arenosa 2-8
Limo rgido o duro 0-5
Cuadro N 2.2. Valores de Cohesin por tipo de suelo.
ngulo de Friccin Interna: La friccin interna de un suelo est

definida por el ngulo cuya tangente es la relacin entre la fuerza que
resiste el deslizamiento, a lo largo de un plano, y la fuerza normal
aplicada sobre dicho plano.
21
Cuadro N 2.3. Valores del ngulo de friccin interna en suelos

granulares no plsticos, en funcin de la granulometra y la compacidad
ngulo de friccin interna en funcin de la densidad inicial ()
Tipo de suelo Medianamente
Suelto Compacto
denso
Limo no plstico 24 28 28 32 30 34
Arena uniforme fina
26 30 30 34 32 36
a media
Arena bien
30 34 34 40 38 46
graduada
Mezclas de arena y
32 36 36 42 40 48
grava
Grava 36 - 40 38 - 42 42 50
Hough (1957) sugiere emplear los valores ms bajos de cada rango para
los suelos redondeados o para aquellos que poseen partculas dbiles y
los ms elevados para suelos con partculas angulosas y resisitentes.
2.7.2. Criterio de Hoek & Brown
Es un criterio de rotura no lineal ms adecuado para evaluar la

resistencia de la matriz rocosa istropa en condiciones triaxiales. Se
representa mediante la expresin matemtica:

donde:
1 y 3 son los esfuerzos principales mayor y menor, respectivamente.

ci es la resistencia a la compresin simple de la matriz rocosa.
mi es la constante de la roca intacta, que puede obtenerse de la
bibliografa cuando no sea posible obtenerla a partir de ensayos
triaxiales.
Figura N 2.5. Envolventes de rotura del Criterio de Hoek & Brown en

funcin de a) Esfuerzo principal b) Esfuerzos normal y tangencial.
22
Resistencia a la Compresin Uniaxial (UCS): Es el esfuerzo de

compresin axial, orientado en un solo eje, mximo que puede tolerar
una muestra de material antes de fracturarse. Se conoce tambin como
resistencia a la compresin no confinada.
La resistencia a la compresin uniaxial (UCS) de la roca puede ser

medida en campo mediante golpes del martillo geolgico, de acuerdo al
siguiente cuadro:
Cuadro N 2.4. Resistencia a la Compresin Simple a partir de ndices

de campo.
Resistencia Estimada en Campo Descripcin Resistencia (MPa)
Se desintegra al golpe firme con la punta del martillo

Muy blanda 15
geolgico. Puede ser escarbada con una cuchilla.
Puede ser escarbada con dificultad por una cuchilla.

Se puede indentar la punta del martillo geolgico Blanda 5 25
con un golpe firme.
Se rompe con un golpe firme del martillo geolgico. Moderadamente

25 50
No puede ser escarbada con una cuchilla. dura
Se rompe con ms de un golpe del martillo

Dura 50 100
geolgico.
Se requieren muchos golpes del martillo geolgico

Muy dura 100 250
para romper la roca.
Los golpes del martillo geolgico slo obtienen Extremadamente

>250
esquirlas. dura
ndice de Resistencia Geolgica (GSI): Es un ndice desarrollado por

Hoek en 1994 para subsanar los problemas detectados con el uso del
RMR para evaluar la resistencia de los macizos rocosos segn el
criterio generalizado de Hoek-Brown. Se determina en base a dos
parmetros: estructura del macizo rocoso (RMS), definida en trminos
de su grado de fracturamiento y trabazn; y la condicin de las
discontinuidades presentes en el macizo (JC).
El GSI se obtiene mediante la observacin de las condiciones de las

discontinuidades en el macizo rocoso en campo. Se utiliza el siguiente
cuadro:
23
Cuadro N 2.5. Estimacin del GSI en base a descripciones geolgicas

(Hoek y Brown, 1997)
La Constante de la Roca Intacta (mi) se estima del siguiente cuadro:
Cuadro N 2.6. Valores de la Constante mi de la Roca Intacta para

distintos tipos de roca
24
2.7.3. Clasificacin Geomecnica de Bieniawski (RMR)
La clasificacin RMR (Rock Mass Rating) fue desarrollada por

Bieniawski en 1973 y tuvo actualizaciones en 1979 y 1989.
Esta clasificacin permite evaluar los macizos rocosos de acuerdo con

su calidad geomecnica y correlacionarla con otros parmetros
geotcnicos del macizo rocoso. Para calcular el ndice de calidad RMR
se tiene en cuenta los siguientes parmetros geomecnicos:
Resistencia uniaxial de la matriz rocosa.

Grado de fracturacin en trminos del RQD.
Espaciado de las discontinuidades.
Condiciones de las discontinuidades.
Condiciones hidrogeolgicas.
Orientacin de las discontinuidades con respecto a la excavacin.
La incidencia de estos parmetros en el comportamiento geomecnico

del macizo rocoso se expresa mediante el ndice de calidad RMR, que
vara de 0 a 100.
Para aplicar la clasificacin RMR se divide el macizo rocoso en zonas o

tramos que presenten caractersticas geolgicas ms o menos
uniformes de acuerdo con las observaciones hechas en campo, para la
cual se toman las medidas y datos correspondientes a las
discontinuidades y propiedades de la matriz rocosa.
El ndice RQD (Rock Quality Designation) fue desarrollado por Deere

entre 1963 y 1967. Para su clculo en taludes rocosos, cuando no se
dispone de perforaciones diamantinas, existen dos mtodos:
En funcin del nmero de fisuras por metro, determinadas al

realizar el levantamiento litolgico-estructural en el rea o zona
predeterminada. Se aplica la siguiente frmula:
25
En funcin del nmero de fisuras por metro cbico (Jv),

determinadas al realizar el levantamiento litolgico-estructural en el
rea. (Para rocas sin arcilla, RQD = 100 para Jv<4.5)
El Jv se calcula sumando el nmero de fisuras por metro que

corten de manera independiente a cada uno de los 3 ejes de un
cubo imaginario en el cuerpo rocoso materia de anlisis. No se
debe contar una fisura en ms de un eje, por ejemplo, si una fisura
corta al eje x y al eje y, se contar bien en el eje x o en el eje y pero
no en ambos.
Para tener una mayor precisin, se mide una longitud adecuada en

cada eje y luego se halla el nmero de fisuras en un solo metro. As
se tendr:
Los valores de los parmetros de la clasificacin RMR que se indican

en la tabla N 2.7 son sumados. Al resultado obtenido se le aplica un
ajuste por orientacin de las discontinuidades de acuerdo con el tipo de
obra a ejecutarse, como se observa en la tabla N 2.8. El resultado final
ser el valor del RMR del macizo rocoso.
26
Cuadro N 2.7. Parmetros y Valores de la Clasificacin de Bieniawski

Parmetro Escala de valores
Para esta escala tan

baja se prefiere la
ndice de la carga
> 8 MPa 4-8 MPa 2-4 MPa 1-2 MPa prueba de la
Resistencia de punta
resistencia a la comp.
de la roca uniaxial
1 inalterada
Resistencia a la 100-200 10-25 3-10 1-3
> 200 MPa 50-100 MPa 25-50 MPa
comp. uniaxial MPa MPa MPa MPa
Valoracin 15 12 7 4 2 1 0
RQD 90-100 % 75-90 % 50-75 % 25-50 % < 25 %

2
Valoracin 20 17 13 8 33
Espaciamiento de juntas >3m 1-3 m 0.3-1 m 50-300 mm < 50 mm

3
Valoracin 30 25 20 10 5
Superficies Superficie Superficies

Superficies
muy s algo pulidas o
algo
rugosas, sin rugosas, relleno < 5 Relleno blando < 5
rugosas,
continuidad, separaci mm, esp. O mm o fisuras abiertas
Estado de las fisuras separacin
sin n < 1mm, fisuras < 5 mm, fisuras
4 < 1mm,
separacin. paredes abiertas 1-5 continuadas
paredes de
Paredes de de roca mm, fisuras
roca suave
roca dura dura continuas
Valoracin 25 20 12 6 0
Cantidad de
< 25 25-125
infiltracin en lt/min Ninguna > 125 litros/min
litros/min litros/min
del tnel
Presin
de agua
Aguas Relacin 0 0.0-0.2 0.2-0.5 > 0.5

5 subterrneas Esfuerzo
principal
o mayor
Solo
Ligera
hmedo Serios problemas de
Situacin General Totalmente seco presin de
(agua de agua
agua
intersticios)
Valoracin 10 7 4 0
Cuadro N 2.8. Ajuste por Orientacin de las Discontinuidades

AJUSTE POR ORIENTACIN DE LAS DISCONTINUIDADES
Muy Muy
Orientaciones del rumbo y buzamiento Favorable Favorable Regular Desfavorable
desfavorable
Puntaje segn Tneles y minas (T) 0 -2 -5 -10 -12

el Cimentaciones (F) 0 -2 -7 -15 -25
tipo de trabajo
Taludes (S) 0 -5 -25 -50 -60
27
2.7.4. Clasificacin Geomecnica de Romana (SMR)
La clasificacin SMR (Slope Mass Rating) se basa en una correccin

del RMR, propuesta por Manuel Romana en 1985 con la finalidad de
poder predecir el comportamiento de los taludes en roca con mayor
precisin.
En esta clasificacin se utilizan parmetros como la direccin del

buzamiento, el buzamiento de cada familia de juntas (aj, bj) y del talud a
estudiar (as, bs).
El valor del SMR es el resultado de la suma del valor del RMR con
cuatro factores:
Cuadro N 2.9. Parmetros del SMR

Parmetros del SMR
Direccin de buzamiento Buzamiento de la
aj bj
de la discontinuidad discontinuidad
Direccin de buzamiento
as Buzamiento del talud bs
del talud
El factor F1 depende del paralelismo entre las direcciones de las juntas

y del talud, el factor F2 del buzamiento de la familia de juntas y el factor
F3 de la diferencia de buzamientos entre la familia de juntas y el talud.
El producto de estos tres factores ( ) se denomina factor de
ajuste.

Determinacin del factor de ajuste F1
Caso Muy favorable Favorable Regular Desfavorable Muy desfavorable
Planar as - aj
> 30 30 - 20 20 - 10 10 - 5 < 5
Volteo as - aj - 180
Valores de F1 0.15 0.40 0.70 0.85 1.00

Planar bj < 20 20 30 30 35 35 - 45 > 45
Valores de F2 0.15 0.40 0.70 0.85 1.00
Nota: Para el caso de falla por volteo, considerar F2 = 1

28

Planar bj bs > 10 10 0 0 0 (-10) < -10
Volteo bj + b s < 110 110 - 120 > 120 -- --
Valores de F3 0 -6 -25 -50 -60
El mtodo empleado en la excavacin del talud tambin es tenido en

cuenta por esta clasificacin mediante el factor F4.

Factor de Ajuste segn el Mtodo de Excavacin F4
Voladura Voladura Voladura
Mtodo Talud Natural Pre-Corte
controlada regular deficiente
F4 15 10 8 0 -8
Las rocas se agrupan en cinco clases dependiendo del valor del ndice
SMR designndolas como muy buenas, buenas, regulares, malas y
muy malas.
Cuadro N 2.14. Calidad de la Roca segn el SMR

CLASE V IV III II I
ROCA Muy mala Mala Regular Buena Muy Buena
SMR 0 - 20 21 - 40 41 - 60 61 - 80 81 - 100
Parcialmente Totalmente
Estabilidad Totalmente inestable Inestable Estable
estable estable
Grandes roturas por
Juntas o Algunas juntas o Algunas
Roturas planos continuos o por Ninguna
grandes cuas muchas cuas cuas
masa
2.7.5. Coeficiente de Permeabilidad
El coeficiente de permeabilidad de un suelo (k), es el parmetro que

mide la facilidad con la que el agua circula a travs de ste. Fue
enunciado por primera vez por Darcy (1856) y se mide en unidades de
velocidad (m/s, m/da, cm/s) La permeabilidad depender de los
siguientes factores:
La granulometra, que es la distribucin de los tamaos de las

partculas que conforman el suelo, siendo el valor de k menor
cuanto ms pequeas son las partculas del suelo.
29
La densidad del suelo, ya que cuanto ms denso el suelo menor

ser su volumen de espacios vacos, y menor ser tambin k.
La forma y orientacin de las partculas, ya que si las

condiciones de sedimentacin dan lugar a orientaciones
preferenciales, la permeabilidad podr variar sustancialmente en
funcin de la direccin de flujo.
Cuadro N 2.15. Rango de valores del coeficiente de permeabilidad

en suelos
Tipo de Suelo k (cm/s)
Grava mal graduada (GP) 1
Grava uniforme (GP) 0.2 1
Grava bien graduada (GW) 0.05 0.3
Arena uniforme (SP) 5 x 10-3 0.2
Arena bien graduada (SW) 10-3 0.1
Arena limosa (SM) 10-3 5 x 10-3
Arena arcillosa (SC) 10-4 10-3
Limo de baja plasticidad (ML) 5 x 10-5 10-8
Arcilla de baja plasticidad (CL) 10-5 10-8
2.7.6. Correlacin del Ensayo de DPL con el SPT para la obtencin de
Para realizar la correlacin del DPL con el SPT se obtiene un promedio

de los valores correspondientes a los ltimos golpes del ensayo de
DPL. El resultado se iguala con el nmero de golpes N del ensayo
SPT.
El siguiente cuadro muestra la correlacin entre rangos de valores del

SPT y el ngulo de friccin interna ():
Cuadro N 2.16. Correlacin entre el SPT y el ngulo de friccin interna

de suelos granulares
N(SPT) Compacidad ()
04 Muy suelta 28
4 10 Suelta 28 30
10 30 Moderadamente densa 30 36
30 50 Densa 36 41
> 50 Muy densa > 41
30
Para determinar el ngulo de friccin interna () a partir del nmero de

golpes N del SPT, se aplica la siguiente frmula:
2.8. CRITERIOS PARA LA ESTABILIDAD DE TALUDES
En una obra como la construccin de una carretera, donde se ejecutan

excavaciones importantes, es necesario proyectar taludes de corte. El
modelamiento de los taludes es parte de la prctica de la Geotecnia,
teniendo como finalidad analizar las condiciones de estabilidad de los
taludes naturales y la seguridad y funcionalidad del diseo en los taludes
artificiales.
Los taludes deben ser diseados adecuadamente de tal manera que se

garantice su estabilidad. Por lo tanto, el problema consiste bsicamente
en analizar la estabilidad, para la cual se deben determinar los
mecanismos potenciales de falla, la susceptibilidad de los taludes a
diferentes mecanismos de activacin, comparar la efectividad de las
diferentes alternativas de estabilizacin y su efecto sobre la estabilidad
del talud, y realizar un diseo ptimo en trminos de seguridad,
confiabilidad y economa.
Los taludes de carreteras en el Per son clasificados y excavados de

acuerdo con las Especificaciones Tcnicas EG-2013 del Manual de
Carreteras del MTC, Inciso 202.05b, segn la cual se tienen tres tipos de
materiales para la excavacin clasificada:
1. Excavacin en roca fija
Comprende la excavacin de masas de rocas mediana o fuertemente

litificadas que, debido a su cementacin y compactacin, requieren el
empleo sistemtico de explosivos.
Para iniciar los trabajos de Perforacin y Voladuras de rocas se deber

presentar en primer lugar un Procedimiento Ejecutivo con carcter de
obligatoriedad para ser aprobado por la supervisin, en el cual debe
establecer los criterios de voladuras, las mallas de perforacin; las cargas
respectivas, los tipos de explosivos, los equipos a utilizar, etc.
Considerando que se cumpla con los requerimientos ofrecidos en la

propuesta tcnico econmica del Contratista para realizar esta partida de
voladura en roca. Este procedimiento deber estar en concordancia con el
Estudio Geolgico y Geotcnico que forma parte del Estudio Definitivo.
31
2. Excavacin en roca fracturada (suelta)
Comprende la excavacin de masas de roca fracturada cuyo grado de

cementacin requiere el uso de maquinaria con accesorios auxiliares
(ripers u otros) y explosivos, de ser el caso, explosivos en pequea
magnitud.
Comprende, tambin, la excavacin, remocin y/o fragmentacin de

bloques con volumen individual mayor de un metro cbico (1 m 3),
procedentes de macizos alterados o de masas transportadas por accin
natural y que para su fragmentacin requieran el uso de explosivos.
3. Excavacin en material suelto
Comprende la excavacin de materiales no considerados en los

numerales (1) y (2) de esta Subseccin (excavacin en roca fija y
fracturada o blanda), cuya remocin slo requiere el empleo de
maquinaria y/o mano de obra.
La inclinacin de los taludes se asigna de acuerdo con los porcentajes de

roca fija, roca suelta y material suelto que los conforman, como se indica
en el Cuadro N 2.17.
Cuadro N 2.17. Asignacin de Taludes por tipo de material

TALUD (H:V)
CLASE DE TERRENO
V 5m 5m <V 10m V > 10m
Roca fija 1:10 1:10* **
Roca suelta 1:4 1:6 1:2 1:4* **
Conglomerados cementados 1:4 * **
Suelos consolidados
1:4 * **
compactos
Conglomerados comunes 1:3 * **
Tierra Compacta 1:1 1:2 * **
Tierra suelta 1:1 * **

Arenas sueltas 2:1 * **
Zonas blandas con abundante
arcilla o zonas humedecidas Hasta 2:1
por filtraciones
*Requiere banqueta o anlisis de estabilidad

** Requiere anlisis de estabilidad
Fuente: Manual de Carreteras del MTC 2013. Cap. IV Suelos. Cuadro 4.12
32
Para el anlisis de estabilidad de taludes existen diversos mtodos de

clculo. En el Grfico. N 2.1 se muestra la clasificacin de estos
mtodos, y en el Cuadro N 2.18 se indica las caractersticas de los
principales mtodos de anlisis de estabilidad de taludes.
Grfico N 2.1. Mtodos de Anlisis de Estabilidad de Taludes

33
Cuadro N 2.18. Caractersticas de los principales mtodos de Anlisis de

Estabilidad de Taludes
Superficies de
Mtodo Equilibrio Caractersticas
Falla
Bloque delgado con nivel fretico, falla
Talud infinito Rectas Fuerzas
paralela a la superficie.
Cuas simples, dobles o triples,
Cuas con tramos
Bloques o cuas Fuerzas analizando las fuerzas que actan sobre
rectos
cada cua.
Superficie de falla en espiral logartmica.
Espiral logartmica Fuerzas y
Espiral logartmica El radio de la espiral vara con el ngulo
(Frohlich, 1953) momentos
de rotacin.
Crculo de falla, el cual es analizado
Arco circular,
Circulares Momentos como un solo bloque. Se requiere que el
(Fellenius, 1922)
suelo sea cohesivo (= 0).
Ordinario o de
No tiene en cuenta las fuerzas entre
Fellenius (Fellenius Circulares Fuerzas
dovelas.
1927)
Bishop simplificado Asume que todas las fuerzas de cortante,
Circulares Momentos
(Bishop 1955) entre dovelas, son cero.
Janb Simplificado Asume que no hay fuerza de cortante
Cualquier forma Fuerzas
(Janb 1968) entre dovelas.
Sueco Modificado. Las fuerzas entre dovelas tienen la
U.S. Army Corps of Cualquier forma Fuerzas misma direccin que la superficie del
Engineers (1970) terreno.
Las fuerzas entre dovelas estn
Lowe y Karafiath inclinadas en un ngulo igual al promedio
Cualquier forma Fuerzas
(1960) de la superficie del terreno y las bases de
las dovelas.
La inclinacin de las fuerzas laterales
Spencer (1967) Cualquier forma Momentos y fuerzas son las mismas para cada tajada, pero
son desconocidas.
Las fuerzas entre dovelas, se asume,
Morgenstern y Price
Cualquier forma Momentos y fuerzas que varan de acuerdo con una funcin
(1965)
arbitraria.
Utiliza el mtodo de las dovelas en el

Sarma (1973) Cualquier forma Momentos y fuerzas clculo de la magnitud de un coeficiente
ssmico requerido para producir la falla.
2.8.1. Mtodo de Clculo de Taludes por Equilibrio Lmite
Es el mtodo ms empleado en la prctica para el clculo de

estabilidad de taludes y se basa fundamentalmente en una
consideracin de equilibrio plstico lmite. Un anlisis de lmite de
equilibrio permite obtener un factor de seguridad o a travs de un
anlisis regresivo, obtener los valores de la resistencia al cortante en el
momento de la falla.
La mayora de los mtodos de equilibrio lmite (MEL) tienen en comn

la comparacin de los momentos o fuerzas resistentes y actuantes
sobre una determinada superficie de falla. Las variaciones principales
34
entre los diversos mtodos radican en el tipo de superficie de falla y la

forma cmo actan internamente las fuerzas sobre esta misma
superficie. Una vez que se han determinado las propiedades de los
materiales que conforman el talud como la resistencia al cortante,
presiones de poros u otras propiedades geotcnicas como la cohesin,
el ngulo de friccin interna y el peso unitario, se puede proceder a
calcular el factor de seguridad del talud.
2.8.1.1. Factor de Seguridad en Taludes
Es el factor de amenaza calculado para que el talud falle en las

peores condiciones de comportamiento para el cual se disea. Se
define como la relacin entre la fuerza total disponible para resistir el
deslizamiento y la fuerza total que tiende a inducir el deslizamiento; es
decir:
En las superficies circulares donde existe un centro de giro y

momentos resistentes y actuantes:
La condicin de equilibrio lmite existe cuando el FS es igual a 1.

Cuando el talud es estable, las fuerzas resistentes sern mayores que
las fuerzas actuantes y cuando el talud es inestable ocurrir el caso
contrario. Por lo tanto el FS es un ndice que define la estabilidad o
inestabilidad de un talud.
2.8.1.2. Mtodo de Clculo de Taludes por Dovelas
Los mtodos de dovelas analizan la estabilidad del talud en una

seccin transversal del mismo, ya que considera el clculo en dos
dimensiones. La zona de terreno potencialmente deslizable se divide
en un nmero de dovelas (tajadas o fajas verticales), estudindose el
equilibrio de cada una de ellas. El nmero de tajadas depende de la
geometra del talud y de la precisin requerida para el anlisis. Entre
mayor sea el nmero de tajadas, se supone que los resultados sern
ms precisos.
El uso extendido que tienen actualmente los mtodos de dovelas se

debe a que se pueden aplicar a una gran variedad de problemas con
35
un grado razonable de exactitud. Permiten considerar la accin de

presiones intersticiales, la existencia de empujes actuando sobre el
talud, la existencia de diferentes caractersticas y, en muchos casos,
son aplicables a superficies de rotura de cualquier forma.
Entre los diversos mtodos que utilizan dovelas existen diferencias

principalmente en lo referente a las fuerzas que actan sobre las
paredes laterales de estas fajas. En tal sentido, existen mtodos
aproximados como el mtodo ordinario o de Fellenius, que no tiene en
cuenta las fuerzas entre tajadas; los mtodos simplificados de Bishop
y de Janbu, que suponen que las fuerzas laterales entre dovelas son
horizontales. Otros mtodos de clculo por dovelas son los mtodos
precisos, como los de Morgenstern-Price y Spencer, que utilizan una
funcin para calcular las fuerzas entre dovelas.
Centro del crculo crtico

de rotura
Cresta del
Talud superior talud
Dovelas
Resistencia al
Terrapln
cizallamiento
Talud inferior
Superficie potencial de
rotura
Figura N 2.6. Divisin de la masa deslizante en dovelas
Cuadro N 2.19. Forma de calcular el factor de seguridad de cada

mtodo
Equilibrio de Equilibrio de
Equilibrio de
MTODO Fuerzas Fuerzas
Momentos
Verticales Horizontales
Ordinario o de Fellenius SI NO SI
Simplificado de Bishop SI NO SI
Simplificado de Jambu SI SI NO
Jambu riguroso SI SI **
Spencer SI SI SI
Morgenstern-Price SI SI SI
**El equilibrio de momentos es utilizado para calcular las fuerzas entre dovelas
36
2.8.1.3. Mtodo de Bishop simplificado
Bishop (1955) present un mtodo utilizando dovelas (rebanadas) y

teniendo en cuenta el efecto de las fuerzas entre estas. Bishop asume
que las fuerzas entre dovelas son horizontales es decir, que no tiene
en cuenta las fuerzas de cortante. La solucin rigurosa de Bishop es
muy compleja y por esta razn, se utiliza una versin simplificada de
su mtodo, de acuerdo con la expresin:
Donde:
l = longitud de arco de la base de la dovela
W = Peso de cada dovela
C, = Parmetros de resistencia del suelo (cohesin, ngulo de
friccin interna)
u = Presin de poros en la base de cada dovela
= ngulo del radio y la vertical en cada dovela.
El mtodo simplificado de Bishop es uno de los mtodos ms

utilizados actualmente para el clculo del factor de seguridad de los
taludes. Existen mtodos de mayor precisin que el mtodo de
Bishop; sin embargo, las diferencias de los factores de seguridad
calculados, no son muy grandes. La principal restriccin del mtodo
de Bishop simplificado es que solamente considera las superficies de
rotura circulares.
2.8.1.4. Mtodo de Spencer
El mtodo de Spencer (1967) se basa en el supuesto de que las

fuerzas entre dovelas son paralelas las unas con las otras, o sea, que
tienen el mismo ngulo de inclinacin. La inclinacin especfica de
estas fuerzas entre dovelas es desconocida y se calcula como una de
las incgnitas en la solucin de las ecuaciones de equilibrio.
Este mtodo satisface todas las condiciones de equilibrio, tanto de

fuerzas como de momentos con la resolucin de 3 incgnitas N. Es
aplicable tanto para roturas circulares como no circulares.
37
Figura N 2.7. Diagrama de Fuerzas de la Dovela. Mtodo de Spencer
Wi peso de la dovela, incluyendo la influencia del coeficiente ssmico

vertical Kv
Kh*W i Fuerza de inercia horizontal representando el efecto de un

sismo, Kh es el factor de la aceleracin ssmica horizontal
Ni Fuerza normal a la superficie de deslizamiento
Ti Fuerza tangencial a la superficie de deslizamiento
Ei ,Ei+1 Fuerzas ejercidas por las dovelas contiguas, inclinadas

respecto a la horizontal con un ngulo
Fxi, Fyi Otras fuerzas horizontales y verticales actuando en el bloque
M1i - momento de fuerzas Fxi, Fyi girando sobre el punto M, que es el

centro del segmento i-simo de la superficie de deslizamiento
Ui Presin de poros resultante en el segmento i-simo de la

superficie de deslizamiento
La solucin adopta las siguientes frmulas:
(1) Relacin entre los el valor efectivo y total de la fuerza normal

actuante sobre la superficie de deslizamiento:
38
(2) Ecuacin correspondiente a la condicin de Mohr-Coulomb

representando la relacin entre las fuerzas normales y
tangenciales en un segmento dado de la superficie de
deslizamiento:
(3) Ecuacin de equilibrio de fuerzas en la direccin normal al

segmento i-simo de la superficie de deslizamiento:
(4) Ecuacin de equilibrio a lo largo del segmento i-simo de la

superficie de deslizamiento. SF es el factor de seguridad, el cual
es usado para simplificar los parmetros del suelo:
(5) Ecuacin de equilibrio de momentos sobre el punto M:
Modificando las ecuaciones (3) y (4) se obtiene la siguiente frmula

(6):
Esta frmula permite calcular todas las fuerzas Ei actuantes entre los
bloques para valores dados de i y el factor de seguridad (SF). Esta
solucin asume que en el origen de la superficie de deslizamiento el
valor de E es conocido e igual a cero.
De la ecuacin (5) de equilibrio de momentos se obtiene la siguiente

ecuacin (7):
Esta frmula permite calcular para un valor dado de todos los

brazos z de las fuerzas actuantes sobre los bloques, sabiendo el valor
39
sobre la izquierda del origen de la superficie de deslizamiento, donde

z1 = 0.
El factor de seguridad SF se determina empleando el siguiente

proceso iterativo:
El valor inicial de es cero.

El factor de seguridad SF para un valor dado de se obtiene de la
ecuacin (6), mientras se asuma que el valor de E n+1 = 0 al final
de la superficie de deslizamiento.
El valor de es obtenido de la ecuacin (7) usando los valores de
E determinados en el paso anterior con el requerimiento de hacer
el momento en el ltimo bloque igual a cero. La Ecuacin (7) no
provee el valor de zn+1 igual a cero. Para este valor se debe
satisfacer la ecuacin de equilibrio de momentos (5).
Los pasos 2 y 3 son repetidos hasta que el valor de no cambie.
El mtodo de Spencer se considera muy preciso y se puede aplicar a

casi todo tipo de geometra de taludes y perfiles de suelo. Adems,
constituye un procedimiento ms completo y sencillo para el clculo
del factor de seguridad.
2.8.2. Anlisis Retrospectivo
El anlisis retrospectivo (Back Analysis) es usado comnmente en la

ingeniera geotcnica para estimar la resistencia in situ del suelo. Esta
resistencia se representa generalmente por los parmetros de
resistencia del criterio de rotura de Mohr-Coulomb, cohesin c y ngulo
de friccin interna . El anlisis retrospectivo de fallas de taludes es un
mtodo efectivo que incorpora importantes factores que muchas veces
no son bien representados en ensayos de laboratorio, tales como la
estructura del suelo, la no homogeneidad, influencia de las fisuras en la
resistencia al corte y el efecto de los planos de debilidad dentro de la
masa de suelo.
El anlisis retrospectivo asume un factor de seguridad igual a la unidad

y considera la geometra original en el momento de la falla. Luego se
estima la resistencia al corte del suelo que fue movilizada en la falla
consistente con un modelo 2D realizado con un mtodo seleccionado
(Morgenstern-Price, Spencer, Janbu, Bishop, etc.) para un FS=1.
40
2.9. GLOSARIO DE TRMINOS
TALUD: Superficie inclinada respecto a la horizontal que posee una

pendiente que ha sido modificada natural o artificialmente.
LADERA: Es una superficie que posee una pendiente o cambios de altura

significativa, formada naturalmente por procesos geodinmicos.
PLATAFORMA: Superficie horizontal construida sobre el terreno natural,

en el cual se ejecutan trabajos de corte y relleno, siendo la base de
sustentacin de la carretera.
PLAZOLETA: Explanacin que se ejecuta hacia el talud interior

consistente de una superficie de 3m de ancho que sirve como paradero,
para adelantamiento y/o vuelta de los vehculos.
SUBRASANTE: Superficie de la carretera terminada a nivel de

movimiento de tierras (corte o relleno), sobre la cual se coloca la sub-
base.
RASANTE: Nivel terminado de la superficie de rodadura.
CANTERA: Terreno del que se extrae roca, fragmentos rocosos y suelos

como materia prima para materiales de construccin (concreto, asfalto,
material granular para sub-base y base, roca para muros de gaviones,
etc) o para su aplicacin en rellenos (terraplenes y pedraplenes).
DME: Depsito de materiales excedentes. Botadero de materiales

inutilizables, producto de las excavaciones, los cuales se depositan en
capas sucesivas compactadas, dispuestos generalmente en banquetas
con una inclinacin de taludes adecuada que garantice su estabilidad.
TERRAPLN: Suelo con el que se rellena un terreno para levantar su

nivel y obtener un plano de apoyo adecuado para las capas
suprayacentes de la carretera. El talud de un terrapln de acuerdo con las
especificaciones tcnicas tiene una inclinacin de 1.5:1 (H:V) equivalente
a 33.7.
En los terraplenes se distinguirn tres partes o zonas constitutivas:
Base: parte del terrapln que est por debajo de la superficie original
del terreno que ha sido variada por el retiro de material inadecuado.
Los materiales que la conforman deben tener un tamao mximo de
41
15 cm, deben tener porcentaje de fragmentos de roca > 7.62 cm

menor del 30% y un ndice de Plasticidad menor al 11%
Cuerpo: parte del terrapln comprendida entre la base y la corona.

Tamao mximo de materiales: 10 cm, porcentaje de fragmentos de
roca > 7.62 cm menor del 20% y un IP < 11%.
Corona: parte superior del terrapln comprendida entre el nivel

superior del cuerpo y el nivel de subrasante, construida con un
espesor de 30 cm. Tamao mximo de materiales: 7.5 cm, IP < 10%.
Adems debern satisfacer los siguientes requisitos de calidad:
Desgaste de los ngeles: 60% mx. (MTC E 207)

Tipo de Material: A-1-a, A-1-b, A-2-4, A-2-6 y A-3
PEDRAPLN: Relleno conformado por material resistente y permeable

con alto ngulo de friccin interna, es decir, por bloques rocosos de
diferentes tamaos que cumplan las condiciones granulomtricas y de
desgaste por abrasin indicados en las especificaciones tcnicas:
El tamao mximo no deber ser superior a los 2/3 del espesor de la

capa compactada. La Base y el Cuerpo, stos deben ser construidos
en 3 capas sucesivas, de piedra en la parte inferior, de grava en la
parte intermedia y de arena gruesa y grava fina en la parte superior.
Los espesores mnimos de dichas capas sern: 0,60, 0,25 y 0,15 m,
respectivamente.
El material por utilizar en la construccin del pedrapln no podr

presentar un desgaste mayor del 30%.
MAMPOSTERA: Estructuras de diversos tipos, de piedra labrada, ladrillo

u otros materiales, generalmente asentados con mortero de cemento.
Comprende estructuras de mampostera de piedra y de las partes de
mampostera de piedra en estructuras mixtas como muros, pilares de
alcantarillas de cajn de piedra, alcantarillas de arco, etc.
MURO DE GAVIONES: Un gavin consiste de una caja prismtica de

forma rectangular con un enmallado metlico, la cual se rellena con
fragmentos de roca seleccionada. Se fabrican con mallas de triple torsin
de alambre de acero, al que se le da tres capas de galvanizado. Las
aristas de los gaviones se refuerzan tambin con alambre, los cuales
tambin se utilizan para el amarre de las piezas. Cada caja tiene un
42
ancho de 1m, largo que vara de 1,5 a 5m, y una altura de 0,5 1m. Los
muros de gaviones son estructuras de contencin flexibles que se
reacomodan por la aplicacin de esfuerzos en diferentes direcciones.
MURO DE CONCRETO ARMADO: Estructura de contencin o de

defensa riberea constituida por una mezcla de concreto reforzado (210
kg/cm2<> 280 kg/cm2) dispuesta sobre un esqueleto de acero que le da
mayor rigidez a la estructura.
MURO DE CONCRETO CICLPEO: Estructura de contencin que se

compone de concreto simple Clase F (fc= 140 kg/cm2) y agregado
ciclpeo en proporcin del 30% del volumen total. El agregado ciclpeo
consiste de roca triturada o de canto rodado de buena calidad,
preferiblemente angular y de forma cbica.
MURO DE SUELO REFORZADO: Sistema de contencin obtenido por la

construccin de un muro donde cada elemento que compone su pared
externa est anclado en su parte posterior por paos de red de malla
hexagonal a doble torsin, empotradas en el terreno que formar el suelo
reforzado. La malla usada para los refuerzos trabaja debido a la friccin y
el trabamiento mecnico de las partculas del suelo.
GEOTEXTIL: Consiste de mallas de fibras sintticas de prolipropileno y

polister, que se utilizan con la finalidad de evitar posibles erosiones,
cumplir funciones de drenaje y separar tierras de diferente granulometra
estabilizando el terreno.
CUNETA: Es un canal que puede ser de forma triangular, trapezoidal o

circular, el cual es recubierto con concreto para evitar filtraciones y facilitar
el escurrimiento de las aguas. Cada tramo de cuneta est separado por
juntas, las cuales son selladas con material asfltico o premoldeado.
ALCANTARILLA: Estructura de drenaje transversal a la va que permite

el control y conduccin del escurrimiento superficial que fluye de las
cunetas y de los cauces naturales de las quebradas adyacentes. Las
alcantarillas pueden ser de tipo tubera metlica corrugada (TMC, con
dimetros de 36, 48 y tipo arco) o tipo marco de concreto armado (MC,
con seccin cuadrada o rectangular formadas por cuatro placas de
concreto armado unidas en forma monoltica).
43
BADN: Depresin en la superficie recubierta de concreto que permite

dar pase a los flujos de lodo (huaycos), flujos de materiales slidos y/o
cauces lquidos en temporada de precipitaciones pluviales.
PONTN: Obra de paso de menor tamao que un puente, que sirve para
cruzar grandes depresiones como el cauce de un ro o una quebrada.
Tiene una luz de entre 3 a 10 m.
SUB-BASE GRANULAR: Capa anticontaminante consistente de material

granular obtenido de forma natural o procesado que se aplica sobre la
subrasante con un espesor de 17.5 cm, que debe cumplir con los
siguientes requerimientos: desgaste por abrasin de Los ngeles mximo
de 50%, CBR mnimo de 40%, Lmite Lquido mximo de 25%, IP mx de
4%, equivalente de arena mnimo de 35%, contenido de sales solubles
mximo de 1% y porcentaje de partculas chatas y alargadas mximo de
20%.
BASE GRANULAR: Capa anticontaminante consistente de material

granular obtenido de forma natural o procesado que se aplica sobre la
sub-base con un espesor de 15 cm. Los agregados finos deben cumplir
con los siguientes requerimientos: IP (NP), equivalente de arena de 70%,
contenido mximo de sales solubles totales de 0.5%, durabilidad de 18%,
ndice de Durabilidad mnimo de 35%, adherencia >4% y absorcin de
0.5% mximo. Los agregados gruesos deben cumplir con las siguientes
condiciones: desgaste por abrasin de Los ngeles mximo de 35%,
ndice de Durabilidad mnimo de 35%, durabilidad de 15% como mximo,
porcentaje de partculas chatas y alargadas mximo de 10%, contenido
mximo de sales solubles totales de 0.5%, absorcin de 1% mximo, y
adherencia > 95%.
IMPRIMACIN ASFLTICA: Consiste en la aplicacin de una mezcla de

emulsin asfltica y/o asfalto lquido sobre la superficie de una base
debidamente preparada, con la finalidad de recibir una capa de pavimento
asfltico o de impermeabilizar y evitar la disgregacin de la base
construida. Incluye la aplicacin de arena cuando sea requerido.
CARPETA ASFLTICA: Mezcla asfltica en caliente dispuesta en una o

ms capas sobre una superficie imprimada consistente de agregados
gruesos y finos, polvo mineral, cemento asfltico, mejoradores de
adherencia, etc. Tiene un espesor de 10 cm.
44
SARDINEL O BORDILLO: Es un escaln de 5 o 10 cm que delimita el

borde de la va transitada por vehculos con la acera transitada por los
peatones. Est constituido por mezcla de cemento Portland y tiene una
resistencia a la compresin de fc = 210 kg/cm2.
GIBAS O RESALTOS: Son elementos de concreto armado de 3.70 m de

ancho, 0.15 m de alto, con una longitud que comprende todo el ancho de
la calzada, incluyendo las bermas. Su uso se contempla en los ingresos a
poblados.
BARRERAS DE SEGURIDAD VIAL: Estructuras metlicas flexibles,

semirrgidas y rgidas, como elementos de seguridad vial, con la finalidad
de contener y redireccionar el vehculo, y as mitigar los daos y lesiones
a los usuarios de la va.
GUARDAVAS METLICOS: Estructuras metlicas que, por lo general,

se colocan en los bordes de las bermas, separadores centrales y otros
lugares de la va, con fines de sealizacin y contencin donde predomina
el trnsito de vehculos livianos.
PANELES: Estn constituidos por la seal propiamente dicha, planchas

metlicas de fierro galvanizado, de aluminio o de resina polister
reforzado con fibra de vidrio y marcos de soporte, los cuales son del
mismo tipo de material y de una sola pieza para las seales preventivas y
reglamentarias.
SEALES PREVENTIVAS Y REGLAMENTARIAS: Dispositivos de

control vertical permanente, con la finalidad de advertir al usuario sobre
ciertas condiciones de la va que impliquen peligro y requieran
precaucin, y de indicar al usuario las limitaciones y/o restricciones que
gobiernan la va. Tienen una conformacin similar a los paneles, con
postes o estructuras de soporte y material retroreflectivo.
POSTES DELINEADORES: dispositivos de sealizacin vertical que

tienen por finalidad remarcar o delinear segmentos de la carretera que por
su peligrosidad o condiciones de diseo o visibilidad requieran ser
resaltados. Tienen material retroreflectivo.
SUELO RESIDUAL: Suelo formado por la alteracin de la roca in situ sin

haber sufrido transporte. Debido al proceso de meteorizacin que
experiment la roca, ya no aparecen sus caractersticas fsicas
primigenias.
45
DEPSITO COLUVIAL: Es una acumulacin de materiales transportados,

depositados lejos de su lecho original o roca preexistente por accin de la
fuerza de gravedad. Casi siempre estn acumulados al pie de las laderas.
DEPSITO ALUVIAL: Es una acumulacin de materiales detrticos

transportados y depositados lejos de su ubicacin original por accin de
un flujo de agua.
GRIETAS TENSIONALES: Grietas que se forman debido a las fuerzas

tensionales que actan durante la deformacin en la corona de los
taludes. Las grietas tensionales indican la formacin de planos de rotura y
posibles deslizamientos a futuro.
DESLIZAMIENTO: Es un movimiento de masas de suelo o roca pendiente

abajo a travs de superficies de rotura, en los que se preserva a grandes
rasgos la forma de la masa desplazada.
DERRUMBE: Es un movimiento de cada de bloques rocosos y/o suelos

debido a una prdida en la resistencia al esfuerzo cortante. Es frecuente
en zonas escarpadas y no est definido por una superficie de rotura
regular.
ASENTAMIENTO: Es un movimiento relativamente lento de componente

vertical que afecta generalmente a suelos, y se produce debido a cambios
tensionales inducidos en el terreno.
REPTACIN DE SUELOS: Es el corrimiento lento que se da en las capas

superficiales de laderas conformadas principalmente por suelo arcilloso
favorecido por las infiltraciones de aguas superficiales que influyen en el
aumento del peso del material y actan como lubricante.
NIVEL FRETICO: Es la distancia a la que se encuentra el agua desde la

superficie del terreno, profundidad a la que, generalmente, la presin del
agua es igual a la presin atmosfrica.
CALICATA: Es una tcnica de prospeccin que consiste en la excavacin

de suelos granulares y finos para examinar visualmente de manera
directa su conformacin y perfil estratigrfico, las condiciones del nivel
fretico, interfaces suelo roca, discontinuidades y superficies de rotura.
46
ENSAYO DPL (Norma DIN 4096): Es un ensayo de penetracin ligera

utilizado para determinar parmetros de resistencia al corte y capacidad
portante en suelos. Consiste en introducir al suelo una varilla de acero,
cuya punta presenta un cono metlico con 60 de inclinacin, mediante la
aplicacin de golpes de un martillo de 10 kg que se deja caer desde una
altura de 0.50m. Se debe contar el nmero de golpes necesario para
introducir la punta 10 cm, obtenindose un registro de golpeo a lo largo de
la profundidad del ensayo en intervalos de 10cm.
ENSAYO DE CONO DE ARENA (Norma ASTM-D-1556, MTC E-117): Es

un mtodo que se utiliza para determinar in situ la densidad natural de los
suelos cuyo tamao mximo de partculas sea menor o igual a 50mm (2).
Se obtiene la densidad del suelo trabajando con el volumen excavado
(volumen constante), tomando como datos la densidad y masa de la
arena, as como la masa del suelo.
ANLISIS GRANULOMTRICO (Norma ASTM-D-422): Es la

determinacin de los tamaos de las partculas de una cantidad de
muestra de suelo que se hace pasar por mallas o tamices. En los suelos
granulares, el ensayo da una idea de su permeabilidad y de su
comportamiento.
LMITES DE ATTERBERG (Norma ASTM-D-4318): Se basa en el

concepto de que los suelos finos pueden encontrarse en diferentes
estados, dependiendo del contenido de agua, ya sea ste slido,
semislido, plstico, semilquido o lquido.
El contenido de agua con que se produce el cambio de estado vara de un

suelo a otro y en mecnica de suelos interesa fundamentalmente conocer
el rango de humedades, para el cual el suelo presenta un comportamiento
plstico; es decir, la propiedad que presentan los suelos hasta cierto lmite
sin romperse.
Los lmites de Atterberg son los siguientes:
Lmite Lquido: Es el contenido de humedad por debajo del cual el suelo

se comporta como un material plstico. A este nivel de contenido de
humedad el suelo est a punto de cambiar su comportamiento al de un
fluido viscoso.
Lmite Plstico: Es el contenido de humedad por debajo del cual se

puede considerar al suelo como material no plstico.
47
La diferencia entre estos dos lmites da el valor del ndice de Plasticidad:
IP = LL LP
ENSAYO DE PRDIDA POR IGNICIN (Norma MTC E-118, AASHTO

T-267): Se basa en determinar la prdida de peso de una muestra de
suelo al someterla a una temperatura de 430 C al horno durante 24
horas, con la que se logra una completa oxidacin de la materia orgnica.
Por lo tanto este mtodo permite determinar el contenido total de materia
orgnica del suelo, incluyendo las formas condensadas, humus, humatos
y residuos orgnicos poco alterados.
PESO UNITARIO: Es la relacin entre el peso de un material respecto a

una unidad de volumen del mismo. Es el producto de la densidad del
material por la aceleracin de la gravedad.
REFRACCIN SSMICA: Mtodo ssmico aplicado en el estudio del

subsuelo, para la determinacin de las condiciones (alteracin,
meteorizacin, fracturamiento) y competencia de los materiales, as como
para la deteccin de discontinuidades. Este mtodo mide el tiempo de
propagacin de las ondas ssmicas y las llegadas de stas a los
gefonos, que registran el tiempo de llegada, dispuestos en superficie en
lnea recta, a distancias conocidas, formando lo que se conoce como
tendido ssmico o lnea de refraccin.
RECONFORMACIN DEL TERRENO: Es una tcnica de remediacin

utilizada para garantizar la estabilidad de taludes y laderas especialmente
en carreteras. Consiste en la remocin de suelos de la parte alta del talud,
ejecucin de cortes con banquetas y tendido de taludes para aliviar la
carga y/o eliminar los agrietamientos existentes mediante trabajos con
excavadoras y tractores, adems de proteger la superficie del terreno
para prevenir la erosin y desestabilizacin por agentes como la
escorrenta e infiltracin de aguas superficiales.
SELLADO DE GRIETAS: Es una tcnica preventiva que consiste en

rellenar las grietas formadas en suelos o en rocas con el mismo suelo in
situ o un suelo arcilloso externo de buena cohesin. En otras situaciones,
se utiliza un material sellante conformado por una mezcla de arena con
cemento, o arcilla con cemento, o asfalto dependiendo del tipo de suelo
donde aparecieron las grietas.
PLAZOLETA DE RECEPCIN: Explanacin que se ejecuta hacia el talud

interior consistente de una superficie cuya funcin es la de recibir los
48
materiales provenientes de fenmenos de geodinmica externa en el

talud como derrumbes, deslizamientos y reptacin de suelos con la
finalidad de que estos no lleguen a la plataforma, obstruyendo el trnsito
vehicular. En una plazoleta de recepcin se realizan trabajos de
mantenimiento y limpieza de los materiales posterior a la ocurrencia de
los fenmenos.
CUNETA DE CORONACIN: Las cunetas o zanjas de coronacin son

canales pequeos que se utilizan en combinacin con sumideros y
alcantarillas, construidos con la funcin de desviar el agua que se escurre
sobre la superficie y consecuentemente evitar la erosin del terreno. Es
importante que estos trabajos se complementen con la siembra de
especies nativas a ambos lados de la cuneta para evitar que el agua
produzca erosin bajo la cuneta.
SUBDRENES: Estructuras de drenaje de aguas subterrneas que tienen

como objetivo disminuir las presiones de poros o impedir que stas
aumenten. A menor presin de poros la resistencia del suelo es mayor.
Entre los principales tipos de obras de subdrenaje se tienen las cortinas
impermeables subterrneas, subdrenes de zanja, subdrenes de
penetracin, colchones de drenaje, drenes verticales de alivio, galeras de
drenaje y drenes de pantalla.
Drenes de Penetracin o Drenes Horizontales: Consisten de tuberas

perforadas colocadas a travs de una masa de suelo mediante una
perforacin profunda subhorizontal o ligeramente inclinada, con la cual se
busca abatir el nivel fretico hasta donde se incremente la estabilidad del
talud al valor deseado.
3. HIPTESIS Y VARIABLES
3.1. HIPTESIS GENERAL
La reconformacin de los taludes y el control de las filtraciones de agua

seran las soluciones que garantizarn la estabilidad de los taludes de la
carretera Canta Huayllay en los sectores con problemas de ocurrencia
de fenmenos de geodinmica externa de riesgo medio a elevado entre
las progresivas del km 102 al km 110.
49
3.2. HIPTESIS ESPECFICAS
La reconformacin de taludes, el sellado de grietas y la colocacin de

cunetas de coronacin mejoraran la estabilidad del talud en el sector
del km 102+780 al Km 103+020 de la carretera Canta Huayllay.
El control de las filtraciones de agua y la adopcin de banquetas

garantizaran la estabilidad del talud en el sector del km 104+920 al km
105+010 de la carretera Canta Huayllay.
La inclinacin de taludes y la adopcin de banquetas mejoraran la

estabilidad del talud en el sector del km 109+500 al Km 109+580 de la
carretera Canta Huayllay.
3.3. IDENTIFICACIN DE VARIABLES
La variable independiente ser la estabilidad de los taludes a travs de

soluciones geotcnicas que garanticen un factor de seguridad adecuado,
y por ende, la transitabilidad de la va. Este factor de seguridad ser
calculado a partir de los parmetros geotcnicos de los materiales que
conforman los taludes
La variable dependiente es la carretera Canta-Huayllay entre las

progresivas del Km 102 al Km 110, en los sectores con problemas de
ocurrencia de fenmenos de geodinmica externa de riesgo medio a
elevado en la provincia de Canta.
4. METODOLOGA Y DISEO DEL ESTUDIO
El Mtodo y Diseo de la Investigacin es del tipo experimental, el cual se

realiz siguiendo un programa de trabajo consistente en la recopilacin de
informacin, evaluaciones de campo, ensayos de laboratorio y trabajo de
gabinete.
4.1. RECOPILACIN DE LA INFORMACIN
Para tener una idea general del rea de estudio y de la regin se procedi
con la revisin de antecedentes tcnicos y bases tericas expuestas en el
marco terico, que sirven de sustento terico y aplicativo para la
realizacin del estudio:
50
Mapas geolgicos de los Cuadrngulos de Canta (23-j) y Ondores (23-

k). Escala de 1/100,000
Boletn 26 del INGEMMET: Geologa de los Cuadrngulos de Barranca,
Ambar, Oyn, Huacho, Huaral y Canta.
Estudio Geolgico Geotcnico del Estudio Definitivo Para la
Rehabilitacin y Mejoramiento de la Carretera Lima Canta La Viuda
Unish, Tramo: Canta Huayllay a cargo de WINROD
CONTRATISTAS S.A.C (empresa proyectista)
INSTITUTO METROPOLITANO DE PLANIFICACIN (2014). Plan
Integral de La Cuenca Chilln, Intercuencas La Pampilla, Ventanilla,
Santa Rosa y Ancn y la Zona Martima Costera Callao-Pasamayo.
Plan de Ordenamiento Territorial Cuenca Chilln.
Planos topogrficos en planta y secciones transversales actualizadas
de los sectores con problemas de taludes inestables de los primeros 10
km de la carretera Canta Huayllay.
Datos de sismos del NEIC (National Earthquake Information Center) en
el pueblo de Canta.
Recopilacin de la bibliografa existente.
4.2. TRABAJO DE CAMPO
Segunda etapa del estudio, la cual implica la exploracin geolgica y

geotcnica del terreno, utilizando mtodos convencionales en el campo
para efectuar el reconocimiento directo de las estructuras y tipos de
afloramientos litolgicos presentes a lo largo del sector materia de estudio
con el fin de identificar los taludes inestables con ocurrencia de
fenmenos de geodinmica externa de riesgo medio a elevado,
determinando su influencia en la estabilidad y trnsito de la va.
Esta etapa se apoya en la ubicacin de taludes inestables, caracterizacin

geolgica de los mismos, toma de datos empricos, ensayos in situ, toma
de muestras para su anlisis en laboratorio y vistas fotogrficas de los
taludes afectados por fenmenos de geodinmica externa.
Se tomaron muestras representativas en campo para determinar los tipos

de suelos que exhiben los taludes mediante ensayos de laboratorio
(Clasificacin SUCS, lmites de Atterberg) complementados con los
registros de calicatas existentes del proyecto. Adems, se realizaron
ensayos in situ: DPL, para determinar la resistencia de los materiales y
parmetros geotcnicos como la cohesin y ngulo de friccin interna, y
Cono de Arena, para determinar la densidad natural de los suelos.
51
Para el anlisis del macizo rocoso del km 102+780 se efectuaron las

clasificaciones geomecnicas RMR SMR y la determinacin de
parmetros como el ndice de Resistencia Geolgica (GSI) y la
Resistencia a la Compresin Uniaxial (UCS).
*Cabe sealar que, por limitaciones en el presupuesto de la obra y al no

estar contemplados en las especificaciones tcnicas para carreteras, no
se realizaron ensayos de corte directo ni de permeabilidad.
4.2.1. Geologa Local
El sector materia del presente estudio, se inicia a la salida del distrito

de Canta, estando el trazo de la carretera emplazado en las laderas de
pendiente moderada donde se desarrolla la agricultura y en las
quebradas juveniles de topografa escarpada donde aflora roca
volcnica. En el fondo del valle discurre el ro Chilln.
Foto N 4.1. Rocas volcnicas fracturadas y alteradas del Grupo Calipuy.
A lo largo del sector, del km 102 al km 110, se encuentran rocas

volcnicas del Grupo Calipuy, caracterizadas por presentar una
secuencia muy potente de andesitas y tobas, con estructuras diversas
en derrames lvicos y piroclastos. Estas rocas presentan diferentes
grados de alteracin y fracturamiento, algunas veces con la orientacin
de sus discontinuidades en sentido desfavorable a la va, factores que
influyen directamente en su calidad geotcnica.
Las rocas volcnicas estn formando una serie de pliegues grandes y

sencillos, con un ancho del orden de los 2 a 3 km y de 30 a 40 km de
largo. Los anticlinales siguen a los sinclinales en una serie
uniformemente ondulada de pliegues no fallados, los que gradualmente
52
se pliegan ms hacia el Este (Cordillera Occidental), donde se

sobreponen a las rocas sedimentarias plegadas del Cretceo.
Tambin se identifica material suelto de cobertura cuaternaria

conformada principalmente por terrazas fluviales, depsitos aluviales,
depsitos coluviales y suelos residuales, que exhiben una matriz arcillo
arenosa, con presencia de clastos sub-angulosos y sub-redondeados
de diferente granulometra.
A B
Figura N 4.1. Trazo de la Carretera del Km 102 al Km 110 en el

Cuadrngulo de Canta. A) Zona del Km 102+780, B) Zona del Km
104+920, C) Zona del Km 109+500
Ver Anexos: E. Planos. Plano N 2: Mapa Geolgico de la

Carretera Canta Huayllay del Km 102 al Km 110.
4.2.1.1. Geologa del Sector del Km 102+780 al Km 103+020:
Roca volcnica (PN-vca): Consiste de roca volcnica lvica

(andesita) dispuesta a manera de lajas, con un leve grado de
metamorfismo. sta se encuentra a la base del talud.
53
Depsito Coluvial (Q-co): Este material consiste de fragmentos

heteromtricos de roca volcnica de entre 20 a 50 de dimetro en
una matriz fina con cierto grado de consolidacin. Se encuentra
suprayacente a la roca volcnica siguiendo un plano de contacto
con un buzamiento de aproximadamente 30W.
Depsito Coluvio-Aluvial (Q-co-al): Consiste de fragmentos rocosos

de roca volcnica con un dimetro de entre 5 a 10 en una matriz
fina con cierto contenido de material orgnico. Tiene un espesor de
hasta 6m. Esta capa yace sobre el depsito coluvial.
Ver vistas fotogrficas en los Anexos: D. Fotografas. Km

102+780 km 103+020
Roca volcnica (PN-vca): Consiste de roca volcnica muy alterada

por efecto de la meteorizacin. Se encuentra a la base del talud.
Suelo Residual (Qr-rs): Suelo proveniente de la alteracin gradual

de la roca volcnica por efecto de la meteorizacin. Esta capa yace
sobre la roca alterada.

104+920 km 105+010
Los materiales que conforman este talud son depsitos de suelos

residuales (Qr-rs) provenientes de la alteracin de las rocas
volcnicas que yacen a profundidad debajo de los mismos (PN-vca).

109+500 km 109+580
4.2.2. Geodinmica Externa
Se identificaron los fenmenos de geodinmica externa que influyen en

la inestabilidad de los taludes del Km 102 al Km 110.
54
4.2.2.1. Derrumbes
Son movimientos de cada de bloques rocosos y/o suelos frecuentes

en zonas escarpadas, los cuales no siguen una superficie de rotura
regular. Se han identificado derrumbes de diferente envergadura en
distintos trechos de la carretera.
En la zona de estudio se han registrado derrumbes en las siguientes

progresivas: km 102+660 al km 102+730, km 102+770 al km
103+040, km 104+200 al km 104+300, km 106+930 al km 107+100,
km 107+150 al km 107+230 y del km 107+830 al km 107+880.
Foto N 4.2. Derrumbe Km 107+050
4.2.2.2. Deslizamientos
Son movimientos de masas de suelo o roca pendiente abajo a travs

de superficies de rotura, pudiendo ser rotacionales o planares, en los
que se preserva a grandes rasgos la forma de la masa desplazada.
En la zona de estudio se encuentran deslizamientos rotacionales

entre las progresivas del km 102+770 al km 103+040, del km 104+710
al km 104+800, del km 104+910 al km 105+000, del km 105+160 al
km 105+110, del km 105+440 al km 105+650, del km 106+760 al km
106+800, del km 107+770 al km 107+940, del km 108+930 al km
109+000, y del km 109+500 al km 109+620.
55
Foto N 4.3. Deslizamientos rotacionales paralelos Km 107+860
4.2.2.3. Reptacin de Suelos
Es un fenmeno que se caracteriza por un movimiento lento de los

materiales mviles del suelo en la direccin de su pendiente. El
movimiento se produce como resultado de la expansin y contraccin,
por saturacin de la capa superficial del suelo.
Se encuentra problemas de reptacin de suelos entre las progresivas

del km 104+910 al km 105+100, del km 105+440 al km 105+650 y del
km 108+400 al km 108+500.
Foto N 4.4. Reptacin de suelos Km 108+450
4.2.2.4. Filtraciones de Agua
Son afloramientos de aguas superficiales y/o subterrneas que

aprovechan la porosidad de los materiales y las discontinuidades. Las
filtraciones de agua afectan la estabilidad de los taludes produciendo
saturacin y erosin en los suelos.
En la zona de estudio se encuentran problemas ocasionados por las

filtraciones de agua del km 102+770 al km 103+010, 104+920 al km
56
105+010, km 105+440 al km 105+650, km 106+760 al km 106+810,

km 108+130 al km 107+870, km 108+930 al km 109+000 y del km
109+500 al km 109+620.
Foto N 4.5. Filtraciones de agua Km 105+520
4.2.3. Trabajos Geotcnicos de Campo
Los trabajos geotcnicos de campo en las zonas inestables del sector

del km 102 al km 110 fueron realizados mediante:
Calicatas
Ensayos de Refraccin Ssmica
Ensayos DPL
Ensayos de Cono de Arena
De estos trabajos, las calicatas y los ensayos de refraccin ssmica

fueron tomados del estudio del proyecto; mientras que los ensayos de
DPL y el Cono de Arena s fueron ejecutados en campo para fines del
presente estudio.
4.2.3.1. Calicatas
Son excavaciones de profundidad pequea a media que se realizan

en los suelos para inspeccionar directamente propiedades como el
tipo de suelo, perfil estratigrfico, nivel fretico, obtenindose
informacin confiable y directa, especialmente en el muestreo de
suelos de fundacin.
Winrod Contratistas S.A.C., empresa encargada del estudio definitivo

de la obra previa a su ejecucin, ejecut las excavaciones de
calicatas a lo largo del tramo cada 250 m. En el cuadro N 4.1 se
muestra la lista de registros de calicatas.
57
Cuadro N 4.1. Resumen de los Registros de Calicatas

PROGRESIVA PROFUNDIDAD
CALICATA
(Km) (m)
102+750 C-5 1.15
103+000 C-6 1.50
105+000 C-14 1.10
109+500 C-36 1.50
Ver los registros de calicatas en los Anexos: A. Trabajos Geotcnicos.
4.2.3.2. Ensayos de Refraccin Ssmica
Son mtodos geofsicos destinados a brindar nociones aproximadas

del perfil del suelo a profundidad cuando no se han realizado
excavaciones o sondeos. Entre las propiedades que se pueden
determinar destacan los espesores de las capas de suelos o roca, y
las caractersticas morfolgicas de estos materiales, inferidas por el
cambio de las velocidades de las ondas ssmicas en su paso de un
medio a otro.
La empresa GEOPERSIS SRL (Geotecnia Perforaciones Ssmica) fue

la encargada de realizar los ensayos de refraccin ssmica, bajo las
rdenes de Winrod Contratistas S.A.C.
En el cuadro N 4.2 se muestra la lista de ensayos de refraccin

ssmica.
Cuadro N 4.2. Resumen de los resultados del Ensayo de Refraccin Ssmica
LINEA LONGITUD
SECTOR CODIGO
SISMICA (m)
Lnea LS. 01 P: C-H-LS. 01 75.00
Lnea LS. 02 P: C-H-LS. 02 75.00
Lnea LS. 03 P: C-H-LS. 03 75.00
Lnea LS. 04 P: C-H-LS. 04 75.00
Km 3+000
Lnea LS. 05 P: C-H-LS. 05 75.00
3+100
Lnea LS. 06 P: C-H-LS. 06 75.00
Lnea LS. 07 P: C-H-LS. 07 75.00
Lnea LS. 08 P: C-H-LS. 08 75.00
Lnea LS. 09 P: C-H-LS. 09 75.00
Para producir la onda ssmica se utiliz una comba de 25 libras.
58
Ver lneas de refraccin ssmicas en los Anexos: A. Trabajos

Geotcnicos.
4.2.3.3. Ensayos de DPL
Estos ensayos se realizaron en las zonas inestables para determinar

parmetros de resistencia al corte y la capacidad portante del suelo.
En el cuadro N 4.3 se muestra los resultados de los ensayos de DPL

realizados en diferentes zonas inestables del sector del km 102 al km
110:
Cuadro N4.3. Resultados de los Ensayos de DPL
Zona Inestable Tipo de Material Profundidad (cm) N de Golpes (N)

10 2
Depsito Coluvial 20 9
30 14
10 10
20 10
30 8
40 9
50 8
60 7
Km 102+780
70 8
Km 103+020
Depsito Coluvio 80 7
Aluvial 90 6
100 6
110 4
120 4
130 5
140 5
150 6
160 16
10 1
20 1
30 1
40 2
50 2
Km 104+920 60 1
Km 105+010 Suelo arcilloso 70 1
80 1
90 5
100 4
110 2
59

120 1
130 1
140 1
150 1
160 1
Suelo arcilloso 170 1
180 1
190 1
200 1
10 1
20 1
30 1
40 1
50 1
Km 104+920
60 1
Km 105+010
70 2
80 2
90 3
100 4
Roca Alterada
110 3
120 3
130 4
140 6
150 9
160 7
170 8
180 5
190 6
200 8
10 3
20 4
30 3
40 3
50 3
60 3
70 3
Km 109+500 Suelo areno- 80 4
Km 109+580 arcilloso 90 9
100 6
110 7
120 3
130 4
140 4
150 4
160 4
60

170 3
Km 109+500 Suelo areno- 180 6
Km 109+580 arcilloso 190 8
200 8
Ver ensayos de DPL en los Anexos: C. Ensayos In Situ y

Evaluaciones de Campo.
Foto N 4.6. Ensayo de Cono de Arena y DPL Km 102+770 103+040. Suelo

Coluvial
Foto N 4.7. Ensayo de DPL Km 104+920 105+010.

61
Foto N 4.8. Ensayo de DPL Km 109+500 109+620.
4.2.3.4. Ensayos de Cono de Arena
Estos ensayos se realizaron en los diferentes suelos que conforman

las zonas inestables del sector del km 102 al km 110 para determinar
su densidad natural, y as poder obtener el peso unitario.
En el cuadro N 4.4 se muestra los resultados de los ensayos de

Cono de Arena.
Cuadro N 4.4. Resultados de los Ensayos de Cono de Arena
Densidad Natural Contenido de

Zona Inestable Tipo de Material 3
(g/cm ) Humedad (%)
Depsito Coluvial 1.847 2.9
Km 102+780 Km
103+020 Depsito Coluvio
1.761 11.1
Aluvial
Km 104+920 Km Suelo arcilloso 1.706 8.3

105+010 Roca Alterada 1.792 11.5
Km 109+500 Suelo areno-
1.389 16.3
Km 109+620 arcilloso
Ver ensayos de Cono de Arena en los Anexos: C. Ensayos In Situ y

Evaluaciones de Campo.
62
Foto N 4.9. Ensayo de Cono de Arena y DPL Km 102+770 103+040.

Suelo Coluvio-Aluvial
Foto N 4.10. Ensayo de Cono de Arena Km 104+920 105+010.

63
Foto N 4.11. Ensayo de Cono de Arena Km 109+500 109+620.
4.2.3.5. Clasificacin Geomecnica RMR SMR
Para determinar la calidad del macizo rocoso del km 102+780 se

realizaron observaciones en campo de las condiciones de las
fracturas mediante la clasificacin geomecnica RMR SMR, dando
como resultado los siguientes valores:
La clasificacin RMR SMR se muestra con detalle en los Anexos.

C. Ensayos In Situ y Evaluaciones de Campo.
4.2.3.6. Resistencia a la Compresin Uniaxial (UCS)
La resistencia a la compresin uniaxial (UCS) de la roca del km

102+780 fue medida en campo mediante golpes del martillo geolgico,
de acuerdo a la siguiente tabla:
64
Resistencia
Resistencia Estimada en Campo Descripcin
(MPa)
Se desintegra al golpe firme con la punta del
martillo geolgico. Puede ser escarbada con Muy blanda 15
una cuchilla.
Puede ser escarbada con dificultad por una
cuchilla. Se puede indentar la punta del martillo Blanda 5 25
geolgico con un golpe firme.
Se rompe con un golpe firme del martillo
Moderadamente
geolgico. No puede ser escarbada con una 25 50
dura
cuchilla.
Se rompe con ms de un golpe del martillo
Dura 50 100
geolgico.
Se requieren muchos golpes del martillo
Muy dura 100 250
geolgico para romper la roca.
Los golpes del martillo geolgico slo obtienen Extremadamente
>250
esquirlas. dura
La roca se rompi con un solo golpe del martillo geolgico, lo cual

corresponde a una roca moderadamente dura, asignndosele un valor
de resistencia de 30 MPa.
4.2.3.7. ndice de Resistencia Geolgica (GSI)
El ndice de Resistencia Geolgica (GSI) se obtuvo en campo

mediante la observacin de las condiciones de las discontinuidades
en el macizo rocoso. Se utiliz el siguiente cuadro:
65
El macizo rocoso se encontr parcialmente alterado con bloques

irregulares en contacto de forma angular y superficies de las
discontinuidades suaves, moderadamente alteradas, lo que
corresponde a un valor del GSI de 45.
4.3. ENSAYOS DE LABORATORIO
En el sector del km 102 al km 110 se realizaron ensayos de laboratorio

obtenidos a partir de la toma de muestras representativas del terreno,
para establecer las propiedades de los suelos que no pueden ser
determinadas solamente mediante observaciones de campo.
Las muestras de suelos obtenidas en las investigaciones geotcnicas de

campo, fueron procesadas en el Laboratorio de Suelos y Pavimentos de
la empresa Cesel S.A.; habindose efectuado los ensayos de mecnica
de suelos que se detallan en el Cuadro N 4.5.
Cuadro N 4.5. Lista de Ensayos de Laboratorio Realizados
TIPO DE ENSAYO NORMA

Anlisis Granulomtrico por Tamizado ASTM-D-422
Lmite Lquido ASTM-D-4318
Lmite Plstico ASTM-D-4318
Contenido de Materia Orgnica (Prdida por Ignicin) MTC E-118, AASHTO T-267
Ver Anexos. B. Ensayos de Laboratorio.
Los resultados de estos ensayos se detallan en el Cuadro N 4.6.
4.4. TRABAJO DE GABINETE
En esta etapa de los trabajos, se estableci la recurrencia ssmica para el

pueblo de Canta y se definieron las aceleraciones ssmicas horizontal y
vertical a utilizar en los clculos de estabilidad.
Se proces la informacin obtenida en el campo tanto de ensayos in situ

como de los resultados obtenidos de laboratorio para la determinacin de
los parmetros geotcnicos con los que se trabajaron: peso unitario,
cohesin, ngulo de friccin interna, UCS, GSI y m i. Para los casos de los
taludes del km 104+920 y km 109+500, la determinacin final de los
parmetros geotcnicos fue sustentada en base a anlisis retrospectivos
(Back Analysis), al tenerse definida para ambos taludes las superficies de
deslizamiento.
Cuadro N 4.6. Resumen de Ensayos de Laboratorio
OBRA: Supervisin del Mejoramiento, Rehabilitacin y Conservacin por Niveles de Servicio del Corredor Vial Lima-Canta-Huayllay-Dv. Cochamarca-Empalme PE 3N
TRAMO: Canta Huayllay
MATERIAL: Corte de Talud
PROGRESIVA UBIC. Anlisis Granulomtrico (% que pasa) CLASIFICACIN

REGISTRO HUM. Mat.
FECHA LADO Muestreo L.L. L.P. I.P.
N (1) INICIO FINAL 3/4 / /8 N4 N10 N40 N200 NAT. SUCS AASHTO Org.
(Km)
SYP-04-15/077 08/04/2015 Km. 102+730 Km. 102+920 Izq. Km.102+825 100.0 94.2 84.9 75.4 68.6 58.9 52.7 42.6 34.6 21.9 14.3 29 21 8 11.1 GC A-2-4 (0) 2.2
SYP-12-14/011 13/12/2014 Km. 102+920 Km. 103+000 Izq. Km. 102+960 81.3 69.8 62.3 52.0 38.2 32.1 26.3 20.8 14.8 9.6 6.8 26 20 6 2.9 GP-GC A-1-a (0) -
SYP-12-14/010 06/12/2014 Km. 104+800 Km. 104+950 Izq. Km. 104+925 100.0 100.0 100.0 100.0 98.7 97.6 95.7 91.0 83.1 67.0 53.4 39 28 11 8.3 ML A-6 (4) -
SYP-12-14/003 29/11/2014 Km. 104+930 Km. 105+000 Der. Km. 104+965 100.0 100.0 97.1 91.4 88.1 82.8 78.3 67.1 55.2 34.7 21.3 26 20 6 11.5 SC-SM A-1-b (0) -
SYP-02-15/041 23/02/2015 Km. 109+550 Km. 109+650 Der. Km. 109+600 100.0 100.0 98.7 95.2 93.1 87.8 83.3 72.0 62.7 50.0 38.3 33 22 11 16.3 SC A-6 (1) 2.1
(1) Los registros geotcnicos corresponden a taludes de corte para la construccin de la carretera.
67
Finalmente, se aplicaron softwares geotcnicos en base a los parmetros

geotcnicos para determinar el FS de cada sector y recomendar las
soluciones adecuadas para cada caso.
4.4.1. Ley de Recurrencia Ssmica en Canta
Se realiz un anlisis estadstico en base a datos de sismos durante un

periodo de 40 aos (1973 - 2013) obtenidos del NEIC (National
Earthquake Information Center) del US Geological Survey (ver Figura
N 4.2), ya que la informacin existente hasta el ao 1963 es
incompleta, al no contar con valores de magnitud de ondas mb y
profundidad focal.
Para este estudio se trabaj con magnitudes mb, por lo que se

convirtieron los valores de Ms usando la siguiente frmula:
En la siguiente tabla se presenta un listado de 20 sismos que inciden

en la regin, registrando magnitudes mayores de 6 mb.
Cuadro N 4.7. Tabla de sismos con magnitudes mayores de 6 mb
FECHA COORDENADAS PROFUNDIDAD MAGNITUD

LUGAR DEL EPICENTRO
AO MES DIA LATITUD LONGITUD km mb
2012 1 30 -14.168 -75.635 43 6 cerca de la costa del centro de Per
2007 8 16 -14.282 -76.127 23.4 6 cerca de la costa del centro de Per
1995 9 23 -10.68 -78.581 59.9 6 cerca de la costa del centro de Per
1993 4 18 -11.652 -76.53 106.3 6 Per central
1991 4 5 -14.23 -75.511 50 6 cerca de la costa del centro de Per
1985 8 21 -9.159 -78.887 56.9 6 cerca de la costa del norte de Per
1976 1 5 -13.288 -74.899 95 6 Per central
1975 12 11 -11.556 -74.552 98 6 Per central
1974 5 17 -11.173 -75.077 111 6 Per central
2006 10 20 -13.457 -76.677 23 6.1 cerca de la costa del norte de Per
1982 3 28 -12.69 -76.065 95 6.1 cerca de la costa del norte de Per
1976 5 15 -11.637 -74.478 33 6.1 Per central
2011 10 28 -14.438 -75.966 24 6.2 cerca de la costa del centro de Per
1996 2 21 -9.593 -79.587 10 6.5 mar del norte de Per
68
Figura N 4.2. Sismos registrados (1973-2013) en un rea de 500km x

1000km teniendo como centro el pueblo de Canta. Fuente: NEIC, US
Geological Survey
Se registr un total de 1419 sismos con magnitudes mayores de 4mb

que inciden en el pueblo de Canta durante el periodo de 1973 a 2013.
Cuadro N 4.8. Datos para el Grfico de la Ley de Recurrencia
Magnitud Nmero (N) Log (N) Magnitud Nmero (N) Log (N)
4 52 1.716 5.4 24 1.380
4.1 83 1.919 5.5 38 1.580
4.2 91 1.959 5.6 59 1.771
4.3 102 2.009 5.7 33 1.519
4.4 112 2.049 5.8 8 0.903
4.5 129 2.111 5.9 13 1.114
4.6 120 2.079 6 9 0.954
4.7 141 2.149 6.1 3 0.477
4.8 101 2.004 6.2 1 0.000
4.9 88 1.944 6.3 1 0.000
5 83 1.919 6.4 1 0.000
5.1 61 1.785 6.5 2 0.301
5.2 39 1.591 6.6 1 0.000
5.3 23 1.362 6.7 1 0.000
69
En base a los datos de sismos obtenidos como la cantidad de sismos

por magnitud, y despus de hallar el logaritmo para cada uno segn la
frmula de Recurrencia Ssmica de Richter, se realiz una grfica de
Magnitud (mb) vs Log(N). De acuerdo con la distribucin de los puntos,
se hall una ecuacin para la lnea de tendencia tal como indica el
Grfico N 4.1:
Grfico N 4.1. Ley de Recurrencia Ssmica de Canta
La ecuacin de recurrencia ssmica obtenida es la siguiente:
donde:
N = n/t, frecuencia, nmero de sismos de magnitud mb por ao, n:

nmero de sismos, t: tiempo en aos.
a = 5.8614, factor de sismicidad
b = 0.8513, condiciones tectnicas
mb = magnitud del sismo expresada en mb.
De una muestra de 1419 sismos con magnitudes mayores de 4 mb en

el periodo de 1973 a 2013, se determin que el 62.6% de los
hipocentros de los sismos est a menos de 50 km de profundidad
(superficiales), el 30.5% se encuentra entre 50 y 100 km de
profundidad, el 6.2% est entre 100 y 150 km de profundidad y el 0.7%
se halla entre 150 y 200 Km de profundidad. Segn lo anterior, el
93.1% de los sismos tiene sus hipocentros a profundidades menores a
100Km, es decir, se trata de sismos superficiales e intermedios casi en
su totalidad.
70
4.4.2. Determinacin de las Aceleraciones Ssmicas
Se consider la Norma E.030 de Diseo Sismo-Resistente publicada

por el Instituto de Construccin y Gerencia (ICG, 2000), en la que se
divide el territorio nacional en tres zonas, como se muestra en la Figura
N 4.3. La zonificacin propuesta se basa en la distribucin espacial de
la sismicidad observada, las caractersticas generales de los
movimientos ssmicos y la atenuacin de stos con la distancia
epicentral. (Ver Anexos. I. Norma E.030 de Diseo Sismo-Resistente).
A cada zona se le asigna un factor Z segn se indica en el Cuadro N

4.9. Este factor se interpreta como la aceleracin mxima del terreno
con una probabilidad de 10% de ser excedida en 50 aos.
Cuadro N 4.9. Factores de Zona
ZONA Z
3 0.40
2 0.30
1 0.15
Figura N 4.3. Representacin de zonas ssmicas definidas en la norma

tcnica E-030 de diseo sismo-resistente sobre el mapa del Per
71
La carretera Canta Huayllay est incluida entre las zonas N 2 y N 3.

Sin embargo, el sector del km 0 al 10 se encuentra en la zona N 3 por
lo que el factor considerado sera de 0.40.
Para el presente trabajo se utilizar una aceleracin horizontal efectiva

(coeficiente ssmico) de 0.17g, que es el 50% de la aceleracin mxima
horizontal de 0.34g de acuerdo con el mapa de isoaceleraciones para
un 10% de excedencia en 50 aos (Ver Figura N 2.3). Para la
aceleracin vertical se tomar un valor de 0.11g que representa los dos
tercios de la aceleracin horizontal efectiva.
4.4.3. Constante de la Roca Intacta
Se consider un valor para la Constante de la Roca Intacta (mi) del

macizo rocoso del km 102+780 con el fin de poder determinar su
estabilidad mediante el mtodo de Hoek Brown Generalizado.
Este valor fue estimado del siguiente cuadro:
Cuadro N 4.10. Valores de la Constante mi de la Roca Intacta para

distintos tipos de roca
72
El macizo rocoso del Km 102+780 consiste de andesita, por lo tanto se le

ha asignado un valor de mi = 19.
4.4.4. CONDICIONES GEOTCNICAS DE LOS TALUDES
Las condiciones geotcnicas de los taludes han sido evaluadas en

campo mediante ensayos in situ, y a travs de los resultados obtenidos
e interpretados a partir de los ensayos de laboratorio realizados.
4.4.4.1. Talud del km 102+780 al km 103+020
De acuerdo con los resultados de las refracciones ssmicas del km

103+000 al km 103+100 (Ver Anexos. A. Trabajos Geotcnicos), se
distinguen 3 capas. El material de cobertura tiene un espesor variable
entre los 0.1 a 3.0 m, el material coluvial presenta entre 5.0 y 15.0 m
de espesor, y la roca fracturada entre 15 a 29 m.
En la capa de suelo ms superficial se generaron grietas tensionales

que marcan planos de deslizamientos rotacionales paralelos, con
saltos verticales que alcanzan aproximadamente 1m.
Los ensayos del laboratorio de mecnica de suelos realizados indican

las siguientes propiedades:
Km 102+730 al Km 102+920
Clasificacin SUCS GP GC
Lmite Lquido 26
Lmite Plstico 20
Km 102+920 al Km 103+000
Clasificacin SUCS GC
Lmite Lquido 29
Lmite Plstico 21
Teniendo en cuenta los resultados anteriores, las tablas de valores

para la cohesin y ngulo de friccin interna, y los resultados
obtenidos de los ensayos de DPL y Cono de Arena, se considera los
siguientes parmetros geotcnicos para los dos tipos de suelos:
DEPSITO COLUVIAL (GP GC)

Densidad Natural (n) 1.85 Tn/m3
Cohesin (C) 4 kPa
Angulo de Friccin Interna () 37
73
DEPSITO COLUVIO ALUVIAL (GC)

Cohesin (C) 6 kPa
A continuacin se presentan los parmetros de calidad que se

determinaron para el macizo rocoso a la base del talud:
ROCA FRACTURADA
RMR Bsico 51
RMR Ajustado 26
SMR 44
Resistencia a la Compresin Uniaxial (UCS) 30 MPa
ndice de Resistencia Geolgica (GSI) 45
Constante de Roca Intacta (mi) 19
De lo mostrado anteriormente, se considera que los movimientos

geodinmicos del talud en esta zona son generados por los siguientes
factores:
Altura de los taludes de suelos arcillo gravosos.

Filtraciones de agua hacia las paredes del talud.
Orientacin de las discontinuidades (planos de contacto)
desfavorables a la va.
4.4.4.2. Talud del km 104+920 al km 105+010
El problema geodinmico que afecta a esta zona es la reptacin de

suelos superficiales de la ladera y la ocurrencia de deslizamientos
rotacionales. Los taludes en esta zona tienen una altura mxima de
12m y en la ladera superior se pueden observar grietas tensionales.
Los materiales que los conforman son dos:
Roca Alterada (SC-SM)
Suelo Limoso (ML)

Km 104+900 al Km 104+950
Clasificacin SUCS ML
Lmite Lquido 39
Lmite Plstico 28
74
Km 104+930 al Km 105+000
Clasificacin SUCS SC-SM
Lmite Lquido 26
Lmite Plstico 20
Teniendo en cuenta los resultados anteriores y los resultados obtenidos

de los ensayos de DPL y Cono de Arena, se considera los siguientes
parmetros geotcnicos para los dos tipos de suelos:
ROCA ALTERADA (SC SM)

Cohesin (C) 7 kPa
SUELO LIMOSO (ML)

Cohesin (C) 8 kPa
De lo expuesto anteriormente, los principales factores que

desencadenan los movimientos geodinmicos en los taludes de esta
zona son:
Suelos limo-arenosos saturados por accin de las filtraciones de

agua provenientes de los riegos de los terrenos de alfalfa en la
ladera superior.
Taludes de pendiente alta para estos tipos de materiales.
4.4.4.3. Talud del km 109+500 al km 109+580
Los materiales de corte que conforman este sector son una secuencia
de deslizamientos antiguos conformados por suelos areno-limosos. El
talud tiene una altura promedio de 12 m. En la ladera superior a ste
se presentan grietas escalonadas que marcan planos de
deslizamiento rotacional que comprometen la estabilidad del talud,
favorecidos por las filtraciones de agua existentes.

75
Km 109+550 al Km 109+650
Clasificacin SUCS SC
Lmite Lquido 33
Lmite Plstico 22
Teniendo en cuenta los resultados anteriores y los resultados

obtenidos de los ensayos de DPL y Cono de Arena, se considera los
siguientes parmetros geotcnicos para el suelo:
SUELO ARENO-ARCILLOSO (SC)

Cohesin (C) 7 kPa
Los principales factores que generan los fenmenos geodinmicos en

esta zona son:
Filtraciones de agua en el terreno, las cuales producen la

saturacin de los suelos, y por lo consiguiente, aumento del peso
de los materiales y prdida de consistencia.
Presencia de planos de deslizamientos escalonados antiguos

temporalmente estabilizados, que al ser excavados se pueden
reactivar.
4.4.5. Anlisis de Estabilidad de Taludes
Para ejecutar los anlisis e interpretacin de la estabilidad de los

taludes del sector se procedi con una metodologa de estudio sobre la
base de modelos geotcnicos, en la cual intervienen los aspectos
geolgicos, los resultados de los ensayos de laboratorio y ensayos in
situ para los diferentes materiales constituyentes de los taludes.
Se ha utilizado el programa Slide 6.0 de Rocscience, que efecta el

anlisis de estabilidad de taludes por equilibrio lmite, utilizando los
modelos de Bishop simplificado y Spencer, para deslizamientos de
forma circular. El programa genera una variedad de superficies de falla
potencial, de las cuales selecciona aquella con el mnimo valor de
factor de seguridad.
De manera complementaria se ha realizado un anlisis retrospectivo

(Back Analysis) en los taludes de los kms 104+920 y 109+500 para
76
determinar los parmetros de resistencia al corte de Mohr-Coulomb,

cohesin c y ngulo de friccin interna , ya que los resultados
obtenidos a partir de ensayos de laboratorio y ensayos in situ muchas
veces no son representativos debido a factores como la
heterogeneidad del suelo. El anlisis retrospectivo asume un factor de
seguridad igual a 1 en la superficie de deslizamiento definida y toma en
cuenta la geometra original del talud.
Para definir la estabilidad de los taludes, se ejecuta el anlisis esttico

(sin carga ssmica), y el anlisis en condicin pseudo-esttica, en el
que se acepta un factor de seguridad mayor que 1. Para el caso del
anlisis pseudo-esttico de taludes se ha considerado una aceleracin
horizontal de 0.17g y una aceleracin vertical de 0.11g.
4.4.5.1. Anlisis de Estabilidad del Talud del km 102+780 al km 103+020
En esta zona se presentan dos masas de suelo: grava arcillosa con

arena (GC) que yace sobre grava pobremente gradada con arcilla
(GP-GC). Estas masas se deslizan a travs de una superficie de
contacto suelo-roca, con una inclinacin de 30 NW, generando
grietas tensionales en la ladera superior.
El suelo de tipo GC tiene un espesor promedio del orden de los 3m,

alcanzando un mximo de 6 m en la parte media del talud. Por otro
lado, el depsito coluvial (GP-GC), que yace debajo de ste y sobre la
superficie de contacto suelo-roca, tiene un espesor que oscila entre
los 5 y 15 m. Estos depsitos no aplican cargas significativas que
afecten la estabilidad de la base rocosa.
La roca fracturada a la base consiste de andesitas que presentan un

bajo grado de metamorfismo, con una calidad geotcnica regular.
Estas pueden exhibir pequeas roturas y cadas de bloques
espordicas, no significativas en la estabilidad global del talud.
El estudio geolgico geotcnico del proyecto contemplaba la

adopcin de taludes de corte de 1:6 (H:V). Posteriormente, se
produjeron derrumbes de roca y desprendimientos de bloques sueltos
que implicaron grandes riesgos contra la seguridad de los
transentes, adems de generarse grietas tensionales en las laderas
superiores. Esto conllev a la ejecucin de un nuevo corte de talud
1:1 (H:V), apropiado para materiales sueltos, luego de la liberacin del
terreno de cultivo de la ladera superior.
77
TIPO DE MATERIAL (%)

PROGRESIVAS
VERIFICADO
CLASIFICACIN ROCA MATERIAL TALUD
ROCA
INICIO FINAL SUELTA SUELTO
FIJA (%)
(%) (%)
102+700 102+920 - 60 40 1:6

Proyecto
102+920 103+040 - 80 20 1:6
Reclasificacin 102+770 103+040 - 35 65 1:1
Cuadro N 4.11. Clasificacin de materiales de corte Km 102+780 al Km

103+020
Despus de efectuadas las nuevas excavaciones en el talud, se

realiz un monitoreo de las grietas tensionales presentes en la ladera
superior, registrndose desplazamientos importantes en sta y un
plano de contacto entre el suelo y el basamento rocoso en la parte
media del talud, el cual actuaba como superficie de deslizamiento.
Como medida correctiva se ejecut un corte con banqueta de 3m de

ancho con un talud de 1:1 (H:V) en la parte superior del talud y se
efectu la reconformacin del terreno para eliminar las grietas, lo cual
fue insuficiente, ya que estas volvieron a aparecer en el terreno y se
registr un desplazamiento de 0.50 m del suelo sobre la superficie de
contacto con la roca durante un periodo de 6 meses despus de
ejecutados los trabajos.
Se considera que los factores desestabilizantes son la presencia de

agua que se infiltra a travs de las grietas, especialmente durante las
temporadas de precipitaciones pluviales, y la existencia de una
superficie de contacto suelo-roca orientada hacia la plataforma, que
acta como plano de deslizamiento.
Mediante el criterio de Hoek y Brown se calcul en el software Slide

6.0, a partir de los datos obtenidos de GSI, UCS y mi, los siguientes
parmetros geotcnicos de la roca fracturada, que sirvieron para
realizar el modelo de estabilidad:
ROCA FRACTURADA
m 2.66486
s 0.00221808
a 0.508086
78
Se utiliz el criterio de rotura de Mohr Coulomb para los dos tipos de

suelo presentes en el terreno. Se trabaj con los siguientes
parmetros:
DEPSITO COLUVIAL (GP GC)

Peso Unitario () 18.12 Tn/m3
Cohesin (C) 4 kPa
DEPSITO COLUVIO ALUVIAL (GC)

Peso Unitario () 17.28 Tn/m3
Cohesin (C) 6 kPa
En los Anexos (F. Secciones Transversales) se muestra la seccin

Km 102+800 que representa el modelo geotcnico del deslizamiento
que afecta el talud superior de la plataforma, antes de aplicarse las
medidas correctivas y despus de establecidas. Los resultados del
clculo del factor de seguridad, para modelos estticos y ssmicos
(pseudo-estticos), se presentan a continuacin:
TALUD Km 1+300 ESTTICO SSMICO
SIN MEDIDAS CORRECTIVAS 1.011 0.766
CON TRATAMIENTO 1.398 1.027
Los resultados demuestran la necesidad de aplicar las medidas

correctivas para lograr la estabilidad de los taludes.
4.4.5.2. Anlisis de Estabilidad del Talud del km 104+920 al km 105+010
Entre estas progresivas se presentan taludes con dos tipos de

materiales: roca volcnica alterada (arena limo-arcillosa con grava,
SC-SM) a la base, sobre la que yace una capa superficial de limo
arenoso de baja plasticidad (ML).
Esta zona sufri reptacin de suelos superficiales de la ladera y

deslizamientos rotacionales a causa de las filtraciones de agua
provenientes del riego por aspersin de los terrenos de cultivo de las
laderas superiores.
79
En el estudio del proyecto se estableci un talud de 1:2 (H:V), el cual

era inadecuado, ya que luego de realizarse las excavaciones en el
talud, se produjo un deslizamiento rotacional. Posteriormente, se
modific el talud de 1:2 (H:V) a 1:1 (H:V). Sin embargo, despus de
realizado este cambio de talud se registraron nuevos deslizamientos y
reptacin de suelo superficial.

PROGRESIVAS
VERIFICADO
ROCA
FIJA (%)
(%) (%)
Proyecto 104+890 105+040 - - 100 1:2
Reclasificacin 104+910 105+010 - - 100 1:1

105+010
De acuerdo con los resultados referenciales obtenidos de ensayos

indirectos (DPL), de densidad natural in situ, las observaciones de
campo y ensayos de laboratorio, se definieron los siguientes
parmetros geotcnicos para el clculo del factor de seguridad segn
el criterio de rotura de Mohr-Coulomb:
ARENA LIMO-ARCILLOSA CON GRAVA (SC SM)

Peso Unitario () 17.6 kN/m3
Cohesin (C) 7 kPa
LIMO ARENOSO DE BAJA PLASTICIDAD (ML)

Peso Unitario (n) 16.7 kN/m3
Cohesin (C) 8 kPa
Conocindose el plano de deslizamiento en el talud de esta zona, se

efectu un anlisis retrospectivo (Ver Anexos. G. Back Analysis) para
determinar con mayor exactitud los parmetros geotcnicos de los
materiales presentes. Los resultados se presentan a continuacin:
Peso Cohesin ngulo de Friccin

Suelo
Unitario () (C) Interna ()
SC-SM 21.16 kN/m3 8 kPa 34
ML 17.3 kN/m3 8.5 kPa 23

80
A partir de estos parmetros se realiz el clculo del factor de

seguridad para modelos estticos y ssmicos (pseudo-estticos), los
resultados se presentan a continuacin:
De manera complementaria, se realiz un modelamiento de la

influencia de las aguas subterrneas en la estabilidad del talud en
este sector en el programa Slide 6.0. En los Anexos (H. Modelos de
Estabilidad de Taludes) se muestran los modelos de estabilidad con la
presin de poros sin obras de drenaje y despus de incluidos los
subdrenes horizontales, asignndose los siguientes valores de
permeabilidad:
Material Permeabilidad (K)

SC-SM 1e-004 m/s
ML 1e-005 m/s
Subdrenes 0.01 m/s
Una vez asignados los parmetros hidrulicos, se ejecutaron los

clculos del factor de seguridad para modelos ssmicos (pseudo-
estticos), sin obras de drenaje, y con obras de drenaje. Los
resultados se presentan a continuacin:
TALUD Km 3+450 SSMICO
SIN DRENAJE 0.772

CON SUBDRENES 1.016
4.4.5.3. Anlisis de Estabilidad del km 109+500 al km 109+580
Entre estas progresivas se presentan taludes con un solo tipo de

material: Arena arcillosa con grava (SC). El terreno de esta zona est
conformado por una serie de deslizamientos rotacionales antiguos
temporalmente estabilizados.
El proyecto indicaba la ejecucin de un corte cerrado con talud de 1:2

(H:V). Despus de ejecutados los cortes, aparecieron grietas
tensionales en la ladera superior al talud producindose
81
desplazamientos. Consecuentemente ocurrieron deslizamientos

rotacionales en el talud.
La primera medida que se adopt fue la de inclinar el talud de 1:2

(H:V) a 1:1 (H:V) entre las progresivas del km 109+500 al km
109+580, adecuado para taludes conformados por material suelto.

PROGRESIVAS
VERIFICADO
ROCA
FIJA (%)
(%) (%)
Proyecto 109+480 109+620 - - 100 1:2
Reclasificacin 109+500 109+580 - - 100 1:1

109+580
Se realiz un monitoreo de la estabilidad en este sector, notndose

asentamientos en la plataforma del orden de los 2m entre el km
109+440 y el km 109+520, favorecidos por las filtraciones de agua
existentes.
Al ser una zona inestable de riesgo elevado, se consider la

posibilidad de ejecutar una variante que atraviese terreno estable. Sin
embargo, al no poder realizarse, se emitieron medidas paliativas con
la finalidad de aliviar la carga y mitigar los deslizamientos en este
sector.
Una de las medidas ya realizadas para aliviar la carga en esta zona

fue la ejecucin de una curva vertical cncava entre las progresivas
del Km 109+400 al Km 109+500 para disminuir la altura del relleno
previsto en el proyecto de 6m a 1.5m.
De acuerdo con los resultados referenciales obtenidos de ensayos

indirectos (DPL), de densidad natural in situ, las observaciones de
campo y ensayos de laboratorio, se definieron los siguientes
parmetros geotcnicos del suelo para el clculo del factor de
seguridad mediante el software Slide 6.0, segn el criterio de rotura
de Mohr-Coulomb:
ARENA ARCILLOSA CON GRAVA (SC)

Peso Unitario () 14 kN/m3
Cohesin (C) 7 kPa
82
Tenindose definido el plano de deslizamiento en el talud de esta

zona, se efectu un anlisis retrospectivo (Ver Anexos. G. Back
Analysis), utilizando el mtodo de Bishop simplificado, para
determinar con mayor exactitud los parmetros geotcnicos del
material que conforma el terreno y poder efectuar el clculo del factor
de seguridad para el modelo de estabilidad, en el que se incluyen las
medidas propuestas.
Los nuevos valores de los parmetros geotcnicos se presentan a

continuacin:
Peso Cohesin ngulo de Friccin

Suelo
Unitario () (C) Interna ()
3
SC 14 kN/m 7 kPa 33
En los Anexos (F. Secciones Transversales) se muestra la seccin

Km 109+520 que representa el modelo de estabilidad del
deslizamiento que afecta el talud superior de la plataforma. Los
resultados del clculo del factor de seguridad, para modelos estticos
y ssmicos (pseudo-estticos), se presentan a continuacin:

83
5. CONCLUSIONES
Los problemas de inestabilidad de taludes en los sectores del km 102 al

km 110 fueron ocasionados por la ejecucin de cortes inadecuados para
los materiales que conforman el terreno, las condiciones desfavorables
de las discontinuidades, y la influencia de las filtraciones de agua hacia
las laderas y taludes.
Se demostr que la reconformacin de taludes, el sellado de grietas y la

colocacin de cunetas de coronacin en el sector del km 102+780 al Km
103+020 de la carretera Canta Huayllay, mejorarn la estabilidad del
talud, ya que de acuerdo con los anlisis geolgico-geotcnicos
efectuados, presentan un factor de seguridad apropiado.
Se determin que el control de las filtraciones de agua y la adopcin de

banquetas garantizarn la estabilidad del talud en el sector del km
104+920 al km 105+010 de la carretera Canta Huayllay.
La inclinacin del talud y la adopcin de banquetas asegurar la

estabilidad del talud en el sector del Km 109+500 al Km 109+580 de la
carretera Canta Huayllay.
6. RECOMENDACIONES
Se sugiere al lector tener en cuenta que la estructura y redaccin del

presente trabajo pueden estar sujetas a errores u omisiones, por lo que
se pide las disculpas del caso.
Se recomienda a la empresa contratista y supervisin realizar un

monitoreo continuo de los desplazamientos y generacin de grietas
tensionales que puedan ocurrir en las zonas de deslizamientos a travs
de controles topogrficos, adems se deber realizar estudios
complementarios de hidrologa e hidrogeologa para evaluar las zonas
comprometidas con problemas de filtraciones de agua.
Para la estabilidad del talud en el sector del Km 102+780 al Km 103+020

se recomienda la reconformacin del terreno: Inclinacin del talud de un
valor de 1:1 (H:V, 45) por un talud de 35, con una banqueta de 3m de
ancho, sobre la superficie de contacto roca-suelo. Asimismo, se sugiere
realizar el sellado de grietas con suelo arcilloso de buena cohesin,
colocar cunetas de coronacin para el drenaje de las aguas superficiales
y la revegetacin del talud y ladera con especies nativas.
84
En el sector del Km 104+920 al Km 105+010 se recomienda la

reconformacin de suelos superficiales, la ejecucin de una plazoleta de
recepcin de 4m de ancho hacia el talud superior, inclinacin del talud
de 1:1 (H:V) con banqueta de 3m de ancho a 7m de altura, la colocacin
de cunetas de coronacin para el drenaje de las aguas superficiales y la
colocacin de subdrenes horizontales: Tuberas perforadas de PVC de
8 de dimetro, envueltas en una manta geotextil, que haga las veces de
filtro para evitar la obstruccin de espacios vacos.
Para la estabilidad del talud en el sector del Km 109+500 al Km 109+580

se recomienda la ejecucin de una plazoleta de recepcin de 3m de
ancho hacia el talud superior, la construccin de una banqueta de 3m de
ancho a 7m de altura con una inclinacin del talud de 1:1 (H:V) y la
colocacin de cunetas de coronacin.
Se sugiere a las empresas proyectistas evitar en lo posible disear

carreteras con zonas de rellenos muy altos si no se dispone de
suficientes canteras o materiales aptos provenientes de los cortes de
talud. Tambin se les recomienda evaluar con mayor detalle los
fenmenos de geodinmica externa y las condiciones de los macizos
rocosos a lo largo del tramo, ya que muchas veces en el diseo de una
carretera no se toma en cuenta la orientacin de las discontinuidades de
los mismos, generndose problemas de derrumbes, interrupciones del
trnsito y retrasos durante la ejecucin de la obra.
Para estudios geolgico geotcnicos a futuro ser necesario exigir al

proyectista la realizacin de una clasificacin de materiales de corte con
un menor margen de error, sustentado con investigaciones de campo y
fotografas, para que en obra no se incurra en tantas solicitudes de
presupuesto adicional por mayores metrados en las partidas de
Movimiento de Tierras, Excavacin en Roca Fija y Remocin de
Derrumbes.
85
7. REFERENCIAS BIBLIOGRFICAS
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Geolgico Geotcnico.
88
ANEXOS:
A. TRABAJOS GEOTCNICOS
89
102+750
Gravas sub-angulosas con material limo-arcilloso,

% de grava e or a olor eige, hu edad aja,
plasticidad media, estado compacto
Presenta fragmentos de roca fracturada, grava y

arena limo-arcillosa, color gris, humedad baja,
estado compacto, plasticidad media. Presencia de
gravas sub-angulosas en 10 a 15%
Roca fracturada
103+000
Arena y gravas con material limo-arcilloso, color

amarillo claro, humedad baja, estado compacto,
plasticidad media. Grava sub-a gular e or de
e a % a or a e %.
Grava con material arcillo-limoso, color amarillo

claro, humedad baja, plasticidad media, estado
semi-compacto. Con gravas 60% e or a %
a or a . Prese ta olo es e el perfil.
90
105+000
Material granular arcilloso, con 50% de grava sub-

a gular e or a , color beige, plasticidad baja,
humedad baja, estado compacto. Grava mayor de
de 10% a 15%..
*Se encuentra nivel fretico a una profundidad de 1.10 m.
109+500
Grava con material limo-arcilloso, NP, color beige

claro, humedad baja, estado compacto. Gravas sub-
a gulosas e ores de e a % mayores de
en 15% a 20%.
91
Lnea de Refraccin (L.S. 01) GEOPERSIS SRL (Geotecnia Perforaciones Ssmica)

Tramo: Canta Huayllay km 103+000 km 103+100
Lnea Vp
Estratos Espesor (m) Descripcin
Ssmica (m/s)
Material de cobertura conformado por depsitos de
01 300.00 0.4 0.6 naturaleza aluvional, conformado por la fraccin grava,
arena, arcillo limosa de compacidad suelta a media.
Estrato intermedio constituido por depsitos de
naturaleza coluvio aluvial, conformado por la fraccin
02 793.00 9.9 10.3 grava, arena, arcillo limosa de compacidad media a
L.S. 01 moderada, o en su defecto suelos de naturaleza
residual producto de la alteracin de rocas volcnicas.
Capa inferior conformado por suelos de naturaleza
residual producto de la alteracin de rocas volcnicas
03 1809.00 19.2 19.6 de compacidad media, moderada a compacta, o en su
defecto rocas volcnicas intensamente meteorizadas y
fracturadas, lo cual es de mayor probabilidad.

Lnea Vp
Ssmica (m/s)

Lnea Vp
Ssmica (m/s)
92

Lnea Vp
Ssmica (m/s)

Lnea Vp
Ssmica (m/s)

Lnea Vp
Ssmica (m/s)
93

Lnea Vp
Ssmica (m/s)

Lnea Vp
Ssmica (m/s)

Lnea Vp
Ssmica (m/s)
94
B. ENSAYOS DE LABORATORIO
95
ANALISIS GRANULOMETRICO POR TAMIZADO

(NORMA MTC E-107, E-108 AASHTO T-27, ASTM D422)
OBRA : Supervisin del Mejoram iento, Rehabilitacin y Conservacin por Niveles de Servicio del Corredor Vial
Lim a-Canta-Huayllay- Dv. Cocham arca- Em palm e PE 3N
TRAMO : Canta - Huayllay
MATERIAL : Corte de Talud
UBICACIN : Km . 1+230
102+730 102+920
- 1+420 Lado. Izq.
DATOS DE LA MUESTRA
AGREGADO :- TAMAO MAXIMO : 3"
MUESTREO : km 1+325
102+825 Peso inicial seco : 12273.0 g
PROF. (m ) :- Peso lavado seco : 12029.5 g
TAMIZ AASHTO T-27 PESO PORCENTAJE RETENIDO PORCENTAJE ESPECIFICACION

DESCRIP CION DE LA M UESTRA
(mm) RETENIDO RETENIDO ACUM ULADO QUE PASA
4" 101.600 100.0 Contenido de Humedad (%) : 11.1
3" 76.200 0.0 0.0 100.0 Lmite Lquido (LL) : 29
2" 50.800 715 5.8 5.8 94.2 Lmite Plstico (LP) : 21
1 1/2" 38.100 1138 9.3 15.1 84.9 Indice Plstico (IP) : 8
1" 25.400 1165 9.5 24.6 75.4 Clasificacin (SUCS) : GC
3/4" 19.000 840 6.8 31.4 68.6 Clasificacin (AASHTO) : A-2-4
1/2" 12.500 1185 9.7 41.1 58.9 Indice de Grupo : (0)
3/8" 9.500 764 6.2 47.3 52.7 Descripcin ( AASHTO ) : BUENO
N 4 4.750 1237 10.1 57.4 42.6 Descripcin ( SUCS) :
Grava arcillosa con arena
N 8 2.360 0.0 57.4 42.6
N 10 2.000 137.1 8.0 65.4 34.6 Indice de Liquidez: -1.19
N 16 1.190 0.0 65.4 34.6 Estado del Suelo: semiplastico o solido
N 20 0.840 132.2 7.7 73.2 26.8 Indice de Consistencia: 2.25
N 30 0.600 0.0 73.2 26.8 Estado del Suelo: Estado Slido
N 40 0.425 84.8 5.0 78.1 21.9 OBSERVACIONES :
N 50 0.300 0.0 78.1 21.9 Boloneria > 3" : 0.0
N 80 0.177 0.0 78.1 21.9 Grava 3" - N 4 : 57.4
N 100 0.150 88.7 5.2 83.3 16.7 Arena N4 - N 200 : 28.3
N 200 0.075 40.6 2.4 85.7 14.3 Finos < N 200 : 14.3
< N 200 FONDO 243.5 14.3 100.0 0.0
CURVA GRANULOMETRICA
N200 N100 N40 N20 N10 N4 3/8" 1/2" 3/4" 1" 1 1/2" 2" 3" 4"
100
90
80
Porcentaje que pasa (%)
70
60
50
40
30
20
10
0
0.01 0.1 1 10 100
Abertura (mm)
MUESTRA Especificacion Maxima Especificacion Minima

96
LIMITES DE CONSISTENCIA-PASA LA MALLA N40

(NORMA MTC E-110, E-111, AASHTO T-89, T-90, ASTM D 4318)
PROGRESIVA : Km . 1+230
102+730 102+920
- 1+420 Lado. Izq.
DATOS DE LA MUESTRA
AGREGADO :- TAMAO MAXIMO : N 40
MUESTREO : km 1+325
102+825
PROF. (m) :-
LIMITE LIQUIDO
N TARRO 21 22 23
PESO TARRO + SUELO HUMEDO (g) 37.67 37.41 37.11
PESO TARRO + SUELO SECO (g) 32.05 32.14 32.22
PESO DE AGUA (g) 5.62 5.27 4.89

PESO DEL TARRO (g) 14.25 14.04 14.28
PESO DEL SUELO SECO (g) 17.8 18.1 17.9
CONTENIDO DE HUMEDAD (%) 31.6 29.1 27.3
NUMERO DE GOLPES 14 25 38
LIMITE PLASTICO
N TARRO 24 25

PESO DE AGUA (g) 2.0 1.9 0.0 0.00
PESO DEL TARRO (g) 14.24 14.11 4.0

PESO DEL SUELO SECO (g) 9.7 9.3 0.0 0.00
CONTENIDO DE DE HUMEDAD (%) 20.7 20.6 NP NP
CONTENIDO DE HUMEDAD A 25 GOLPES

X Y
32.00 26.00 25
32
31
CONTENIDO DE HUMEDAD (%)
30
29
28
27
26
25
10 25 100
NUMERO DE GOLPES
CONSTANTES FISICAS DE LA MUESTRA OBSERVACIONES

LIMITE LIQUIDO 29
LIMITE PLASTICO 21
INDICE DE PLASTICIDAD 8
97
CONTENIDO DE MATERIA ORGANICA (PERDIDA POR IGNICION)

(NORMA MTC E-118, AASHTO T-267)
LABORATORIO MECANICA DE SUELOS, CONCRETOS Y PAVIMENTOS
OBRA : Supervisin del Mejoram iento, Rehabilitacin y Conservacin por Niveles de Servicio del Corredor
Vial Lim a-Canta-Huayllay- Dv. Cocham arca- Em palm e PE 3N
UBICACIN : Km . 102+730 102+920
1+230 - 1+420 Lado. Izq.
CALICATA : -
MUESTRA : Km 102+825
1+325 1 2 3 Promedio
Peso del plato y suelo seco, antes de ignicin g 58.16 58.11
Peso del plato y suelo seco, despus de ignicin g 57.24 57.18
Peso de materia orgnica g 0.92 0.93
Peso del plato g 14.21 14.19
Peso del suelo seco neto g 43.03 42.99
Materia orgnica % 2.14 2.16 2.15
Observaciones:
98

102+920 103+000
- 1+500 Lado: Izq
DATOS DE LA MUESTRA
CALICATA :- TAMAO MAXIMO : 4"
MUESTREO : km 1+460


3" 76.200 1564 18.7 18.7 81.3 Lmite Lquido (LL) : 26
2" 50.800 962 11.5 30.2 69.8 Lmite Plstico (LP) : 20
1" 25.400 861 10.3 48.0 52.0 Clasificacin (SUCS) : GP - GC
3/4" 19.000 1154 13.8 61.8 38.2 Clasificacin (AASHTO) : A-1-a
1/2" 12.500 510 6.1 67.9 32.1 Indice de Grupo : (0)
N 4 4.750 460 5.5 79.2 20.8 Descripcin ( SUCS) : Grava pobremente
N 8 2.360 0.0 79.2 20.8 gradada con arcilla
N 20 0.840 0.0 85.2 14.8 Indice de Consistencia: 3.85
N 40 0.425 204.9 5.2 90.4 9.6 DESCRIPCIN :
N 50 0.300 0.0 90.4 9.6 Boloneria > 3" : 0.0
N 80 0.177 0.0 90.4 9.6 Grava 3" - N 4 : 79.2
N 100 0.150 0.0 90.4 9.6 Arena N4 - N 200 : 14.0
N 200 0.075 110.5 2.8 93.2 6.8 Finos < N 200 : 6.8
< N 200 FONDO 268.1 6.8 100.0 0.0
N200 N100 N40 N20 N10 N4 3/8" 1/2" 3/4" 1" 1 1/2" 2" 3" 4"
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
0.01 0.1 1 10 100
Abertura (mm)
MUESTRA
99

PROGRESIVA : Km . 1+420 103+000
- 1+500
102+920
DATOS DE LA MUESTRA
CALICATA :- TAMAO MAXIMO : N 40
MUESTREO : km 1+460
102+960
PROF. (m) :-
LIMITE LIQUIDO
N TARRO 6 7 8
PESO DE AGUA (g) 4.91 4.64 4.35

PESO DEL TARRO (g) 13.31 13.16 13.11
LIMITE PLASTICO
N TARRO 9 10

PESO DE AGUA (g) 1.5 1.5 0.0 0.00
PESO DEL TARRO (g) 12.97 13.03 4.0


X Y
29.00 23.00 25
29
28
27
26
25
24
10 25 100
NUMERO DE GOLPES

LIMITE LIQUIDO 26
LIMITE PLASTICO 20
100

PROGRESIVA : Km . 104+900 104+950
3+400 - 3+450 Lado: Izq
DATOS DE LA MUESTRA
MUESTREO : km
104+925


3" 76.200 0.0 0.0 100.0 Lmite Lquido (LL) : 39
2" 50.800 0.0 0.0 100.0 Lmite Plstico (LP) : 28
1 1/2" 38.100 0.0 0.0 100.0 Indice Plstico (IP) : 11
1" 25.400 0.0 0.0 100.0 Clasificacin (SUCS) : ML
3/4" 19.000 105 1.3 1.3 98.7 Clasificacin (AASHTO) : A-6
1/2" 12.500 89 1.1 2.4 97.6 Indice de Grupo : (4)
3/8" 9.500 154 1.9 4.3 95.7 Descripcin ( AASHTO ) : MALO
N 4 4.750 381 4.7 9.0 91.0 Descripcin ( SUCS) : Limo arenoso de baja
N 8 2.360 0.0 9.0 91.0 plasticidad
N 40 0.425 141.6 16.1 33.0 67.0 DESCRIPCIN :
N 50 0.300 0.0 33.0 67.0 Boloneria > 3" : 0.0
N 80 0.177 0.0 33.0 67.0 Grava 3" - N 4 : 9.0
N 100 0.150 0.0 33.0 67.0 Arena N4 - N 200 : 37.6
N 200 0.075 119.6 13.6 46.6 53.4 Finos < N 200 : 53.4
< N 200 FONDO 469.4 53.4 100.0 0.0
N200 N100 N40 N20 N10 N4 3/8" 1/2" 3/4" 1" 1 1/2" 2" 3"
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
0.01 0.1 1 10 100
Abertura (mm)
MUESTRA
101

PROGRESIVA : Km . 104+900 104+950
3+400 - 3+450
DATOS DE LA MUESTRA
MUESTREO : km 3+425
104+925
PROF. (m) :-
LIMITE LIQUIDO
N TARRO 1 2 3
PESO DE AGUA (g) 7.41 6.61 6.38

PESO DEL TARRO (g) 12.97 12.88 13.17
LIMITE PLASTICO
N TARRO 6 7

PESO DE AGUA (g) 2.0 2.0 0.0 0.00
PESO DEL TARRO (g) 13.31 13.16 4.0


X Y
42.00 36.00 25
42
41
40
39
38
37
36
10 25 100
NUMERO DE GOLPES

LIMITE LIQUIDO 39
LIMITE PLASTICO 28
102

PROGRESIVA : Km . 104+930 105+000
3+430 - 3+500 Lado: Der
DATOS DE LA MUESTRA
MUESTREO : km 104+965


3" 76.200 0.0 0.0 100.0 Lmite Lquido (LL) : 26
2" 50.800 0.0 0.0 100.0 Lmite Plstico (LP) : 20
1" 25.400 328 5.7 8.6 91.4 Clasificacin (SUCS) : SC - SM
3/4" 19.000 189 3.3 11.9 88.1 Clasificacin (AASHTO) : A-1-b
1/2" 12.500 304 5.3 17.2 82.8 Indice de Grupo : (0)
N 4 4.750 640 11.2 32.9 67.1 Descripcin ( SUCS) : Arena limo arcillosa con
N 8 2.360 0.0 32.9 67.1 grava
N 40 0.425 251.2 20.5 65.3 34.7 DESCRIPCIN :
N 50 0.300 0.0 65.3 34.7 Boloneria > 3" : 0.0
N 80 0.177 0.0 65.3 34.7 Grava 3" - N 4 : 32.9
N 100 0.150 0.0 65.3 34.7 Arena N4 - N 200 : 45.8
N 200 0.075 164.0 13.4 78.7 21.3 Finos < N 200 : 21.3
< N 200 FONDO 261.9 21.3 100.0 0.0
N200 N100 N40 N20 N10 N4 3/8" 1/2" 3/4" 1" 1 1/2" 2" 3"
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
0.01 0.1 1 10 100
Abertura (mm)
MUESTRA
103

PROGRESIVA : Km . 104+930 105+000
3+430 - 3+500
DATOS DE LA MUESTRA
MUESTREO : km 104+965
3+465
PROF. (m) :-
LIMITE LIQUIDO
N TARRO 11 12 13
PESO DE AGUA (g) 4.36 4.16 3.93

PESO DEL TARRO (g) 12.94 12.79 13.34
LIMITE PLASTICO
N TARRO 14 15

PESO DE AGUA (g) 1.5 1.5 0.0 0.00
PESO DEL TARRO (g) 13.32 13.45 4.0


X Y
28.00 23.00 25
30
28
26
24
22
10 25 100
NUMERO DE GOLPES

LIMITE LIQUIDO 26
LIMITE PLASTICO 20
.
104

UBICACIN : Km . 109+550 109+650
8+050 - 8+150 Lado. Der.
DATOS DE LA MUESTRA
AGREGADO :- TAMAO MAXIMO : 2"
MUESTREO : km 8+100

3" 76.200 0.0 0.0 100.0 Lmite Lquido (LL) : 33
2" 50.800 0.0 0.0 100.0 Lmite Plstico (LP) : 22
1" 25.400 291 3.6 4.8 95.2 Clasificacin (SUCS) : SC
3/4" 19.000 168 2.0 6.9 93.1 Clasificacin (AASHTO) : A-6
1/2" 12.500 435 5.3 12.2 87.8 Indice de Grupo : (1)
3/8" 9.500 369 4.5 16.7 83.3 Descripcin ( AASHTO ) : MALO
N 4 4.750 926 11.3 28.0 72.0 Descripcin ( SUCS) :
Arena arcillosa con grava
N 8 2.360 0.0 28.0 72.0
N 20 0.840 80.2 7.5 44.9 55.1 Indice de Consistencia: 1.49
N 40 0.425 54.0 5.1 50.0 50.0 OBSERVACIONES :
N 50 0.300 0.0 50.0 50.0 Boloneria > 3" : 0.0
N 80 0.177 0.0 50.0 50.0 Grava 3" - N 4 : 28.0
N 100 0.150 76.3 7.2 57.1 42.9 Arena N4 - N 200 : 33.7
N 200 0.075 48.0 4.5 61.7 38.3 Finos < N 200 : 38.3
< N 200 FONDO 407.4 38.3 100.0 0.0
N200 N100 N40 N20 N10 N4 3/8" 1/2" 3/4" 1" 1 1/2" 2" 3" 4"
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
0.01 0.1 1 10 100
Abertura (mm)
MUESTRA Especificacion Maxima Especificacion Minima

105

109+550 109+650
- 8+150 Lado. Der.
DATOS DE LA MUESTRA
AGREGADO :- TAMAO MAXIMO : N 40
MUESTREO : km 8+100
109+600
PROF. (m) :-
LIMITE LIQUIDO
N TARRO 5 19 17
PESO DE AGUA (g) 6.48 5.86 5.81

PESO DEL TARRO (g) 14.08 14.10 14.15
LIMITE PLASTICO
N TARRO 1 2

PESO DE AGUA (g) 1.9 1.8 0.0 0.00
PESO DEL TARRO (g) 14.21 14.20 4.0


X Y
35.00 29.00 25
36
35
34
33
32
31
30
29
28
27
10 25 100
NUMERO DE GOLPES

LIMITE LIQUIDO 33
LIMITE PLASTICO 22
106
CONTENIDO DE MATERIA ORGANICA (PERDIDA POR IGNICION)

LABORATORIO MECANICA DE SUELOS, CONCRETOS Y PAVIMENTOS
OBRA : Supervisin del Mejoramiento, Rehabilitacin y Conservacin por Niveles de Servicio del Corredor
Vial Lima-Canta-Huayllay- Dv. Cochamarca- Empalme PE 3N
UBICACIN : Km. 109+550 109+650
8+050 - 8+150 Lado. Der.
CALICATA : -
MUESTRA : Km 109+600
8+110 1 2 3 Promedio
Peso del plato y suelo seco, antes de ignicin g 86.78 85.86
Peso del plato y suelo seco, despus de ignicin g 85.79 84.88
Peso de materia orgnica g 0.99 0.98
Peso del plato g 39.53 38.56
Peso del suelo seco neto g 46.26 46.32
Materia orgnica % 2.14 2.12 2.13
Observaciones:
107
C. ENSAYOS IN SITU Y
EVALUACIONES DE CAMPO
108
102+740 102+850
109
ESTABILIDAD DE TALUDES ROCOSOS

METODOLOGIA DEL SMR
CODIGO DEL PROYECTO : TP.145000 FECHA : Nov. 2015
PROYECTO : Supervisin del Mejoramiento, Rehabilitacin y Conservacin por Niveles de Servicio REALIZADO : CESC
del Corredor Vial Lima Canta Huayllay Dv. Cochamarca Empalme PE 3N REVISADO : NRR
UBICACIN : Km. 102+740 102+850
1+240 - 1+350
DETERMINACION DEL VALOR DE SMR (SLOPE MASS RATING)
SMR RMR89 F1 .F2 .F3 F4
1.- DATOS DE LA DISCONTINUIDAD

Direccion de buzamiento (a j ) : 280 Buzamiento (b j ) : 30
2.- DATOS DEL TALUD

Direccion de buzamiento (a s ) : 305 Buzamiento (b s ) : 45
3.- TIPO DE FALLA PREDOMINANTE - Planar ( P ) - Volteo ( V ) P
4.- FACTORES POR AJUSTE DE JUNTAS

Determinacin de factor de ajuste F1
Planar as - aj
> 30 30 - 20 20 - 10 10 - 5 <5
Volteo as - aj - 180
Valores de F1 0.15 0.40 0.70 0.85 1.00
Valor de F1 : 0.40

Planar bj < 20 20 - 30 30 - 35 35 - 45 > 45
Valores de F2 0.15 0.40 0.70 0.85 1.00
Nota: Para el caso de falla por volteo considerar F2 = 1 Valor de F2 : 0.70

Planar b j - bs > 10 10 - 0 0 0 -- (- 10) < -10
Volteo b j + bs < 110 110 - 120 > 120 --- ---
Valores de F3 0 -6 -25 -50 -60
Valor de F3 : -60
5.- FACTOR DE AJUSTE SEGN ELMETODO DE EXCAVACION

Determinacin de factor de ajuste F4 PS
Voladura Voladura
Talud Natural Pre-Corte Voladura controlada
Mtodo regular deficiente
NS PS SB
RB DB
Valores de F4 15 10 8 0 -8
Valor de F4 : 10
VALOR DE SMR
SMR : 44
Descripcin : Regular
Estabilidad : Parcialmente estable
Roturas : Algunas juntas o muchas cuas
Tratamiento : Sistemtico
110
102+780 103+020
111
102+780 103+020
112
104+910 105+000 2.00

113
104+910 105+000 2.00

114
8+000 - 109+620
109+500 8+120 2.00
115
ENSAYO DE DENSIDAD DE CAMPO

OBRA : Supervisin del Mejoram iento, Rehabilitacin y Conservacin por Niveles

de Servicio del Corredor Vial
: Lim a-Canta-Huayllay- Dv. Cocham arca- Em palm e PE 3N
MATERIAL :
ESTRUCTURA :
PROGRESIVA : 1+280 103+020
- 1+520
102+780 Lado. Izq.
DENSIDAD HUMEDA
CARRIL Izq. Izq.
UBICACIN DEL ENSAYO 1+280-1+520 1+280-1+520
CAPA 1 2
ESPESOR DE LA CAPA (m ) 0.30 0.30
Fecha del ensayo 11/12/15 11/12/15
Peso del frasco + arena g 6960 7163
Peso del frasco + arena que queda g 1103 1766
Peso de arena empleada g 5857 5397
Peso de arena en el cono g 1520 1520
Peso de arena en la excavacin g 4337 3877
Densidad de la arena g/cm3 1.390 1.390
Volumen del material extraido cm3 3120 2789
Peso del recipiente + suelo + grava g 5792 4942
Peso del recipiente g 30 30
Peso del suelo + grava g 5762 4912
Peso retenido en la malla 3/4" g 0 0
3
Peso especfico de la grava gr/cm 0.00 0.00
Volumen de la grava cm3 #DIV/0! #DIV/0!
Peso de finos g 5762 4912
3
Volumen de finos cm 3120 2789
Densidad Hm eda gr/cm 3 1.847 1.761
Observaciones:
116


MATERIAL :
ESTRUCTURA :
PROGRESIVA : 3+410 105+000
104+910- 3+500 Lado. Der.
DENSIDAD HUMEDA
CARRIL Der. Der.
UBICACIN DEL ENSAYO 3+410-3+500 3+410-3+500
CAPA 1 2
Fecha del ensayo 12/12/15 12/12/15
Peso del frasco + arena g 6996 6910
Peso del frasco + arena que queda g 2114 1391
Peso de arena empleada g 4882 5519
Peso de arena en el cono g 1520 1520
Peso de arena en la excavacin g 3362 3999
Densidad de la arena g/cm3 1.390 1.390
Volumen del material extraido cm3 2419 2877
Peso del recipiente + suelo + grava g 4157 5186
Peso del recipiente g 30 30
Peso del suelo + grava g 4127 5156
Peso retenido en la malla 3/4" g 0 0
3
Peso especfico de la grava gr/cm 0.00 0.00
Volumen de la grava cm3 #DIV/0! #DIV/0!
Peso de finos g 4127 5156
Volumen de finos cm3 2419 2877
3
Densidad Hm eda gr/cm 1.706 1.792
Observaciones:
117


MATERIAL :
ESTRUCTURA :
PROGRESIVA : 8+000 109+620
109+500- 8+120 Lado. Der.
DENSIDAD HUMEDA
CARRIL Der.
UBICACIN DEL ENSAYO 8+000-8+120
CAPA 1
Fecha del ensayo 12/12/15
Peso del frasco + arena g 7003
Peso del frasco + arena que queda g 2121
Peso de arena empleada g 4882
Peso de arena en el cono g 1520
Peso de arena en la excavacin g 3362
Densidad de la arena g/cm3 1.390
Volumen del material extraido cm3 2419
Peso del recipiente + suelo + grava g 3390
Peso del recipiente g 30
Peso del suelo + grava g 3360
Peso retenido en la malla 3/4" g 0
Peso especfico de la grava gr/cm3 0.00
Volumen de la grava cm3 #DIV/0!
Peso de finos g 3360
3
Volumen de finos cm 2419
Densidad Hm eda gr/cm 3 1.389
Observaciones:
118
D. FOTOGRAFIAS
119
Km 102+780 AL Km 103+020
01/06/15
Foto N 1. Vista en perfil de un agrietamiento y desplazamiento en la ladera
superior
10/06/15
Foto N 2. Inicio de cortes en la parte superior del talud
120
10/06/15
Foto N 3. Plano de contacto entre el depsito coluvial (arriba) y la roca
(base)
10/06/15
Foto N 4. Vista del agrietamiento y desplazamiento del terreno en la ladera
superior
121
04/08/15
Foto N 5. Talud despus de ejecutado el corte de 1:1 (H:V)
Foto N 6. Vista de los materiales conformantes del talud

122
04/08/15
Foto N 7. Toma desde arriba de la ladera con grietas tensionales escalonadas.
13/08/15
Foto N 8. Grietas tensionales producidas en la corona del talud (>30 cm de
abertura)
123
Km 104+920 AL Km 105+010
16/06/15
Foto N 9. Inicio de cortes en el talud. Ntese la ocurrencia de deslizamientos.
16/06/15
Foto N 10. Excavaciones en el talud
124
03/07/15
Foto N 11. Deslizamientos y reptacin de suelos superficiales en la ladera.
03/07/15
Foto N 12. Vista lateral de los deslizamientos y reptacin en la ladera.
125
13/08/15
Foto N 13. Reptacin de suelos. Vista de alfalfar regado por aspersin en la ladera
superior.
13/08/15
Foto N 14. Reptacin de Suelos. Filtraciones de agua hacia las paredes del
talud.
126
Km 109+500 AL Km 109+580
02/06/15
Foto N 15. Pequeos deslizamientos despus de ejecutada la excavacin de talud
(1:2, H:V)
02/06/15
Foto N 16. Vista panormica de la zona, ntese los planos de deslizamiento
temporalmente estabilizados en el talud.
127
10/06/15
Foto N 17. Agrietamientos en la ladera superior.
20/07/15
Foto N 18. Vista panormica del deslizamiento, vase el asentamiento de la
plataforma.
128
10/09/15
Foto N 19. Vista del acceso a Cantamarca
10/09/15
Foto N 20. Vista de deslizamientos y agrietamientos desde la parte superior.
129
E. PLANOS
250000E 300000E 350000E 350000E
PAUCARTAMBO
COLQUIJIRCA
AMBAR
TINYAHUARCO (SMELTER)
BARRANCA ANDAJES
LM
102 Emp. PE-3N (Villa de Pasco)
CAUJUL PA
8800000N
NAVAN 106
NINACACA
VICCO
COCHAMARCA
LM
102 LM
107
Cochamarca
JU
PE CARHUAMAYO 106
18
MARAY
LM JUCUL ULCUMAYO
103 PACCHO
HUAYLLAY
PE LM
18 107
LA HUECA
HUAURA
SANTA CRUZ Abra La Cruzada PE

3N
ONDORES
JU
LM 100
CHUQUIQUIRPAY
106
JU
101
IHUARI CARAC
PIRCA
SAN PEDRO DE CAJAS
PE
3NG PE
3N
8750000N
PE
3NG
LM
106
LM
109
Abra La Viuda
LEYENDA
PE
1N PE HUAROS
18 PE
LM
SUMBILCA
MARCAPOMACOCHA
5N Red Vial Nacional
109
OBRAJILLO SAN MIGUEL

Existente
PACCHA
UC
LM
109
CANTA PE
3NG
YAULI
102 Red Vial Departamental
LM
108 HUAMANTANGA
CARHUA Existente
LM SANTA ROSA DE SACCO
AUCALLAMA
108
LACHAQUI
Proyecto
CHANCAY LM LM
111 116 MOROCOCHA
ARAHUAY
UC
LM
108
555 Red Vial Vecinal
LM
111
CARAMPOMA
Registrados
HUANZA
QUIVES
Dv. Santa Rosa de Quives

LARAOS YAULI
No registrados
YANGAS SAN JUAN DE IRIS
COCA ALTA
PUCARA
ZAPAN
LETICIA
HUANCAPUQUIO
SAN LORENZO DE HUACHUPAMPA
JU
102 HUAYHUAY Puntos de Trayectoria de Ruta
8700000N
PE TRAPICHE LM
1NA 115
HUATOCAY TRAPICHE BAJO
CHOCAS ALTO JICAMARCA CHACLLA
LM SAN PEDRO DE CASTA
BUENAVISTA 114
CHOCAS BAJO PE
CASINELLI 22A SUITUCANCHA
SANTA ROSA CABALLERO
PUENTE PIEDRA CALLAHUANCA

CARABAYLLO SANTIAGO DE PUNCHAUCA
HUACOY
MI PERU MATUCANA
SURCO
ROMA BAJA JAUJA
SAN JUAN DE LANCA
LIMA SANTA EULALIA
VENTANILLA
Emp. PE-1N (Ov. Naranjal)

LA LIBERTAD
CHACLACAYO
CHOSICA
RICARDO PALMA
LM
118
SANTIAGO DE TUNA
PE
CALLAO
PE
22
LM
117
LM
20A
LM
117 117
EL AGUSTINO
Escala:
Tesis : "SOLUCIONES PARA LA ESTABILIDAD DE TALUDES DE LA CARRETERA Obra: Plano:
UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS CANTA-HUAYLLAY ENTRE LAS PROGRESIVAS DEL KM 102 AL KM 110" PAPEL:A3
FACULTAD DE ING. GEOLOG, MINERA, METALURG, Y GEOGRAF. Tesista : CARLOS ENRIQUE SACKSCHEWSKI CHAPMAN
CONSERVACION POR NIVELES DE SERVICIO DEL
RUTA PE-20A "VENCEDORES
1/62500 1
CORREDOR VIAL LIMA - CANTA - HUAYLLAY - DV.
Fecha: FUENTE:
COCHAMARCA - EMPALME PE 3N" DEL SANGRAR"
Asesor : NOVIEMBRE_2016 MTC
ESCALA: 1/2500
ESCALA: 1/2500
ESCALA: 1/10000 ESCALA: 1/2500

Obra: Plano: Escala:
UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS Tesis : "SOLUCIONES PARA LA ESTABILIDAD DE TALUDES DE LA CARRETERA CANTA-HUAYLLAY ENTRE LAS PROGRESIVAS DEL
KM 102 AL KM 110"
PAPEL:A2
FACULTAD DE ING. GEOLOG, MINERA, METALURG, Y GEOGRAF. 1/10000 1/2500
Tesista : CARLOS ENRIQUE SACKSCHEWSKI CHAPMAN
NIVELES DE SERVICIO DEL CORREDOR VIAL LIMA - CANTA -
HUAYLLAY - DV. COCHAMARCA - EMPALME PE 3N"
CANTA - HUAYLLAY
Km 102 al Km 110
Fecha: 2
Asesor : NOVIEMBRE_2016
132
F. SECCIONES TRANSVERSALES
grieta
grieta
2925 Km: 102+800 Km: 102+820
2925
C.T= 2913.017 C.T= 2913.892
2920 C.S.R= 2914.043
C.S.R= 2913.132
A.C.=254.63m2 2920 A.C.=232.77m2
A.R.=0.91m2 A.R.=1.29m2
2915
2915
2910
2910
grieta 2905
-10 0 10
2905
-10 0 10
2925
Km: 102+790
2920
C.T= 2912.650
C.S.R= 2912.701
2915
A.C.=230.31m2
A.R.=0.77m2
2910
2930
2905 Km: 102+810

-10 0 10
2925
C.T= 2913.465
C.S.R= 2913.587
2925 Km: 102+780
2920
A.C.=270.40m2
C.T= 2912.259
2920 C.S.R= 2912.269
A.R.=1.05m2
2915
A.C.=118.38m2
2915 A.R.=0.65m2
2910
2910
2905
-10 0 10
2905
-10 0 10
SOLUCIONES PARA LA ESTABILIDAD DE TALUDES DE LA CARRETERA CANTA - HUAYLLAY ENTRE LAS Aprobado por: Obra: Plano: Escala:
UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS Tesis :
PROGRESIVAS DEL KM 102 AL KM 110 A1: 1:400
SECCIONES TRANSVERSALES A3: 1:200 3
FACULTAD DE ING. GEOLOG, MINERA, METALURG. Y GEOGRAF. Tesista : CARLOS ENRIQUE SACKSCHEWSKI CHAPMAN NIVELES DE SERVICIO DEL CORREDOR VIAL LIMA - CANTA
- HUAYLLAY - DV. COCHAMARCA - EMPALME PE 3N" Km 102+780 - 102+820 Fecha:
Asesor : NOVIEMBRE 2015 REV - 02
2930
2925 Km: 102+880

C.T= 2916.659
C.S.R= 2916.776
2930
Km: 102+850 2920
C.T= 2915.321 A.C.=189.75m2
C.S.R= 2915.409 A.R.=1.39m2
2925 2915
2920 A.C.=168.88m2 2910

A.R.=0.54m2
2915 2905
-10 0 10
2910
2930
2905
-10 0 10
2930 Km: 102+870
2925
C.T= 2916.215
Km: 102+840 C.S.R= 2916.320
2925
2920
C.T= 2914.748 A.C.=166.27m2
C.S.R= 2914.954 A.R.=0.64m2
A.C.=170.48m2 2915
A.R.=1.49m2
2920 2910
2915 2905
-10 0 10
2910
2905
-10 0 10 2930 Km: 102+860
C.T= 2915.704
Km: 102+830 C.S.R= 2915.865
2925 2925
C.T= 2914.311
C.S.R= 2914.498
2920 2920
A.C.=174.63m2
A.R.=0.88m2
A.C.=218.74m2
2915 A.R.=1.66m2 2915
2910 2910
2905 2905
-10 0 10 -10 0 10
Km: 102+910 Km: 102+940
C.T= 2924.824
C.T= 2918.024 C.S.R= 2919.508
C.S.R= 2918.142 2930
2930
A.C.=245.08m2
2925 A.C.=201.66m2 2925 A.R.=0.00m2
A.R.=3.52m2
2920
2920
2915
2915 -10 0 10
-10 0 10
Km: 102+900
C.T= 2917.388 Km: 102+930
C.S.R= 2917.687 C.T= 2924.390
C.S.R= 2919.053
2925 A.C.=240.65m2
A.C.=197.36m2 2925 A.R.=1.54m2
A.R.=3.03m2
2920
2920
2915
2915
-10 0 10
2910
-10 0 10
Km: 102+890 Km: 102+920

C.T= 2917.058 C.T= 2920.994
C.S.R= 2917.231 C.S.R= 2918.598
2930 2930
A.C.=198.97m2
A.R.=1.79m2 A.C.=225.58m2
2925 2925 A.R.=2.81m2
2920 2920
2915 2915
-10 0 10 -10 0 10
Km: 102+970 2945 Km: 103+000
2940
C.T= 2931.445 C.T= 2931.024

C.S.R= 2920.875 C.S.R= 2922.241
2935 A.C.=369.12m2
A.R.=0.00m2
A.C.=362.17m2
2930 A.R.=0.00m2 2935
2925 2930
2920 2925
-10 0 10
2920
-10 0 10
Km: 102+960
C.T= 2928.712 2945 Km: 102+990
C.S.R= 2920.419 C.T= 2931.540
C.S.R= 2921.786
2930
A.C.=311.44m2
2935
A.R.=0.00m2
A.C.=368.21m2
2925
A.R.=0.00m2
2930
2920
2925
2915
-10 0 10
2920
-10 0
Km: 102+950
C.T= 2926.360
C.S.R= 2919.964
2940 Km: 102+980
C.T= 2932.526
2930
C.S.R= 2921.330
2935
A.C.=270.43m2
A.R.=0.00m2 A.C.=385.75m2
2925 2930 A.R.=0.00m2
2920 2925
2915 2920
-10 0 10 -10 0
Km: 103+080
Km: 103+050
C.T= 2924.554 C.T= 2926.412 A.C.=5.81m2
2930 2930 A.R.=0.12m2
C.S.R= 2924.461 C.S.R= 2925.653
A.C.=0.71m2
2925 A.R.=0.49m2 2925
Km: 103+020
C.T= 2923.087 2920 2920
2940
C.S.R= 2923.152
A.C.=112.45m2
2915 2915
2935 A.R.=0.17m2 -10 0 10 -10 0 10
2930
Km: 103+040 Km: 103+070

2925
C.T= 2923.835 C.T= 2925.905 A.C.=6.54m2
2930 2930
C.S.R= 2924.063 C.S.R= 2925.256 A.R.=0.00m2
2920
-10 0 10 A.C.=3.08m2
2925 A.R.=0.45m2 2925
2920 2920
2915 2915
-10 0 10 -10 0 10
Km: 103+010
C.T= 2926.489
Km: 103+030
2940
C.S.R= 2922.697 C.T= 2923.535
2940
C.S.R= 2923.608 Km: 103+060
2935
A.C.=1.35m2 C.T= 2924.894
2935 A.R.=0.28m2 2930 C.S.R= 2924.858 A.C.=1.42m2
A.C.=258.14m2 A.R.=1.14m2
2930
A.R.=0.01m2
2930 2925
2925
2925 2920
2920
-10 0 10 2920 2915
-10 0 10 -10 0 10
22.85
Km: 104+980
3050 C.T= 3040.925
Km: 104+940 17.23
C.S.R= 3040.141
3045 C.T= 3037.954
C.S.R= 3037.002 3045
6.75 A.C.=18.21m2 A.C.=63.33m2
3040
3040
4.00
4.00
3035 11.32
-10 0 10
15.08 3035
-10 0 10
21.18
17.80
Km: 104+930 3050 Km: 104+970
3045 C.T= 3037.441 C.T= 3040.156
C.S.R= 3036.200 C.S.R= 3039.369
A.C.=24.52m2 3045
3040 8.76
A.C.=63.84m2
3040
3035 4.00
4.00
-10 0 10
11.32
15.38 3035
-10 0 10
25.04
Km: 104+920 Km: 104+960
7.51
C.T= 3036.498 3050 C.T= 3039.586
3040
C.S.R= 3035.397 C.S.R= 3038.589
10.80
A.C.=19.13m2
A.R.=0.00m2 3045
3035
4.00 A.C.=65.70m2
1.83
15.10
3040
3030
-10 0 10
4.00
11.32
Km: 104+910 3035
-10 0 10
C.T= 3035.563
C.S.R= 3034.595 A.C.=15.89m2
3040 A.R.=0.07m2
10.51
Km: 104+950 25.49
3035
3050 C.T= 3038.770
C.S.R= 3037.800
3030
-10 0 10 3045
Km: 104+900 A.C.=14.93m2

4.38
C.T= 3034.594 A.C.=2.83m2 3040
C.S.R= 3033.792 A.R.=2.14m2
3035 10.13 4.00
13.64
3035
-10 0 10
3030
-10 0 10
Km: 105+060 Km: 105+110
Km: 105+020 C.T= 3048.719 3055 11.64
3055 C.S.R= 3045.990
3055 C.T= 3046.485 C.T= 3048.037
22.91 C.S.R= 3049.356
C.S.R= 3043.137
3050
3050 A.C.=41.65m2
3050 15.03 A.C.=1.74m2
A.R.=10.03m2
3045
A.C.=42.72m2 3045
3045
11.61 1.62
3040
3040 -10 0 10
3040 -10 0 10
-10 0 10
3055 Km: 105+100
11.32
14.09
Km: 105+050 C.T= 3047.597

3055 3050 C.S.R= 3048.700 A.C.=4.45m2
31.15 C.T= 3048.823
C.S.R= 3045.290 A.R.=10.31m2
22.37
3055 Km: 105+010 2.85
3050 3045
C.T= 3044.714
C.S.R= 3042.401
A.C.=46.72m2
3050 3045 3040
-10 0 10
13.42 Km: 105+090
3045 A.C.=93.34m2 C.T= 3048.565
3040
-10 0 10 3055 C.S.R= 3048.036
17.08
4.00
3040
-10 0 10 3050 A.C.=11.08m2
11.32
A.R.=3.78m2
3060
Km: 105+040 3045 8.30
Km: 105+000 C.T= 3047.969
3055
C.T= 3042.529 C.S.R= 3044.581
3040
3050
C.S.R= 3041.656 -10 0 10
17.47
3050 Km: 105+080
A.C.=52.13m2 C.T= 3048.803
3045 A.C.=46.25m2 3055
C.S.R= 3047.363
3045
20.50
3040 4.00 A.C.=18.81m2
3050
-10 0 10 12.67
3040
11.32 -10 0 10
3045
10.93
Km: 105+030
C.T= 3045.698
Km: 104+590 3055 3040
C.S.R= 3043.863 -10 0 10
3050 C.T= 3041.321 Km: 105+070
C.S.R= 3040.903 15.73
16.54 3050 C.T= 3048.471
3055 C.S.R= 3046.681
3045 A.C.=41.23m2 22.43
3045 A.C.=30.45m2
4.00 A.C.=39.94m2 3050
3040
-10 0 10 11.32
11.32 3040
-10 0 10 3045
-10 0 10
11.31
40.32
3325
Km: 109+530
37.58
Cota de Terreno: 3313.917
3320 Cota de Subrasante: 3307.508 3325
Km: 109+560
3.00
3315 A.C.=227.11m2 3320
Cota de Subrasante: 3308.442
A.R.=0.00m2
7.00 3.00
3310 3315 A.C.=194.89m2
A.R.=0.00m2
3.00 7.00
14.30
3305 3310
-10 0 10 20 30
41.13
3.00
12.98
3325
Km: 109+520 3305
-10 0 10 20 30
3320
3.00
3315
A.C.=214.12m2 36.56
A.R.=0.00m2 Km: 109+550
7.00 3325
3310 Cota de Terreno: 3314.565
3.00 3320
3305 14.32
-10 0 10 20 30
3.00
A.C.=215.79m2
3315
3325 38.53 A.R.=0.00m2
Km: 109+510
7.00
3310
3.00
12.09
3305
3315 3.00 -10 0 10 20 30
A.C.=160.89m2
A.R.=0.00m2
3310 7.00
3305 14.32 3.00

38.49
-10 0 10 20 30
3325 3325 Km: 109+540
34.11 Cota de Terreno: 3314.316
3320 Km: 109+500 Cota de Subrasante: 3307.833
3320
3.00
3315 3.00 3315
A.C.=204.69m2
7.00 A.R.=0.00m2
3310 7.00
A.C.=112.90m2 3310
A.R.=0.00m2
12.74 3.00
3305 13.82 3.00
3305
-10 0 10 20 30
3300
-10 0 10 20 30
Km: 109+620
3330
Km: 109+590 Cota de Terreno: 3320.056
Cota de Subrasante: 3309.254 3325
27.39
3320 28.26
3320
A.C.=155.27m2 A.C.=218.93m2
A.R.=0.00m2 A.R.=0.00m2
3315
3315
3310
3310
14.33
14.15
3305
-10 0 10 20 30 3305
-10 0 10 20
38.66 Km: 109+610

3325
Km: 109+580 3325 Cota de Subrasante: 3309.728
Cota de Terreno: 3314.760 30.04
3320 Cota de Subrasante: 3308.997
3320
3.00 A.C.=209.35m2
3315 A.C.=191.16m2 A.R.=0.00m2
3315
A.R.=0.00m2
7.00
3310 3310
14.33 3.00 15.04

3305 3305
-10 0 10 20 30 -10 0 10 20 30
38.22
Km: 109+600
3325 Km: 109+570 3325 Cota de Terreno: 3316.655
Cota de Terreno: 3314.346 Cota de Subrasante: 3309.498
Cota de Subrasante: 3308.726 30.24
3320 3320
A.C.=183.60m2
3.00 A.R.=0.00m2 A.C.=176.67m2
3315 3315 A.R.=0.00m2
7.00
3310 3310
3.00 14.33
13.88
3305 3305
-10 0 10 20 30 -10 0 10 20 30
142
G. ANLISIS RETROSPECTIVOS
(Back Analysis)
143
Figura N 1: Anlisis Retrospectivo de la Seccin del Km 104+950. (SLIDE 6.0)

144
Figura N 2: Valores de c y para suelo de tipo SC-SM con un FS = 1. Km 104+950

(SLIDE 6.0)
145
Figura N 3: Valores de c y para suelo de tipo ML con un FS = 1. Km

104+950 (SLIDE 6.0)
146
Figura N 4: Anlisis Retrospectivo de la Seccin del Km 109+520. (SLIDE 6.0)

147
Figura N 5: Valores de c y para suelo de tipo SC con un FS = 1. Km

109+520 (SLIDE 6.0)
148
H. MODELOS DE ESTABILIDAD DE
TALUDES
149
Figura N 6: Modelo Esttico del Terreno Natural Km 102+800 (SLIDE 6.0)

150
Figura N 7: Modelo Pseudo-Esttico del Terreno Natural Km 102+800 (SLIDE 6.0)

151
Figura N 8: Modelo Esttico del Talud de 1:1 (H:V) con banqueta. Km

102+800 (SLIDE 6.0)
152
Figura N 9: Modelo Pseudo-Esttico del Talud de 1:1 (H:V) con banqueta. Km

102+800 (SLIDE 6.0)
153
Figura N 10: Modelo Esttico del Talud con las obras correctivas. Km
102+800 (SLIDE 6.0)
154
Figura N 11: Modelo Pseudo-Esttico del Talud con obras correctivas. Km

102+800 (SLIDE 6.0)
155
(SLIDE 6.0)
156
Figura N 13: Modelo Pseudo-Esttico del Talud con obras correctivas. Km

104+950 (SLIDE 6.0)
157
Figura N 14: Modelo Pseudo-Esttico del Talud tomando en consideracin la

infiltracin de agua subterrnea. Km 104+950. (SLIDE 6.0)
158
Figura N 15: Modelo Pseudo-Esttico del Talud estabilizado con la

colocacin de un subdren horizontal. Km 104+950. (SLIDE 6.0)
159
(SLIDE 6.0)
160
(SLIDE 6.0)
161
I. NORMA E.030 DE DISEO

SISMO-RESISTENTE
162
163
164
165
166
167
168
169

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UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS

FACULTAD DE INGENIERA GEOLGICA, MINERA,

Soluciones para la estabilidad de taludes de la

2. MARCO TERICO ........................................................................................................... 4

2.5. HIDROGEOLOGA ...................................................................................................... 13

2.7.1. Criterio de Mohr Coulomb ............................................................................... 19

2.8. CRITERIOS PARA LA ESTABILIDAD DE TALUDES ....................................................... 30

3. HIPTESIS Y VARIABLES ................................................................................................. 48

4. METODOLOGA Y DISEO DEL ESTUDIO ....................................................................... 49

4.2.1. Geologa Local ..................................................................................................... 51

4.2.2. Geodinmica Externa .......................................................................................... 53

7. REFERENCIAS BIBLIOGRFICAS ..................................................................................... 85

C. ENSAYOS IN SITU Y EVALUACIONES DE CAMPO

G. ANALISIS RETROSPECTIVOS (Back Analysis)

H. MODELOS DE ESTABILIDAD DE TALUDES

I. NORMA E.030 DE DISEO SISMO-RESISTENTE

LISTADO DE CUADROS, FIGURAS Y FOTOGRAFAS

Figura N 2.1. Fuentes sismognicas superficiales

Cuadro N 2.1: Columna Estratigrfica del tramo Canta - Huayllay

Foto N 4.1. Rocas volcnicas fracturadas y alteradas del Grupo Calipuy

Grfico N 2.1. Mtodos de Anlisis de Estabilidad de Taludes

Foto N 1. Vista en perfil de un agrietamiento y desplazamiento en la ladera superior

Figura N 1: Anlisis Retrospectivo de la Seccin del Km 104+950

Agradezco a mis padres Carlos y Pilar, a mi abuela Bertha, por el apoyo

Asimismo, quiero expresar mi agradecimiento a la empresa Cesel Ingenieros

Tambin manifiesto mi agradecimiento de corazn al Director de la E.A.P. de

El presente trabajo consiste en el estudio de los taludes inestables de riesgo

Estas zonas son afectadas por fenmenos de Geodinmica Externa como

Los objetivos de la presente tesis se basan en brindar soluciones

Partiendo de la base de estudios anteriores, el sector est marcado por la

La hiptesis plantea que la reconformacin de los taludes y el control de las

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Las soluciones propuestas para contrarrestar los problemas de inestabilidad,

La ocurrencia y/o evaluacin de estabilidad de taludes y los fenmenos de

El presente estudio corresponde a la investigacin geolgico-geotcnica que

1.1. SITUACIN PROBLEMTICA

La inclinacin de los taludes propuesta en el expediente tcnico del

De acuerdo con las especificaciones tcnicas del manual de carreteras

Por lo tanto, es urgente la toma de medidas correctivas rpidas,

1.2. FORMULACIN DEL PROBLEMA

1.2.1. Problema General

Cules son las soluciones geotcnicamente seguras, econmicas y

1.2.2. Problemas Especficos

En el sector del Km 102 al Km 110 se han identificado tres zonas de

Km 102+780 al Km 103+020: En qu medida las tcnicas como la

Km 104+920 al Km 105+010: En qu medida el control de las

Km 109+500 al Km 109+580: En qu medida la inclinacin de taludes

1.3. JUSTIFICACIN DEL ESTUDIO

Durante la excavacin de los taludes de la carretera Canta Huayllay se

para los comuneros de Canta, vehculos y dems usuarios de la va, se

Otro aspecto importante que justifica la realizacin del presente estudio es

1.4. OBJETIVOS DEL ESTUDIO

1.4.1. Objetivo General

Brindar soluciones geotcnicamente seguras, eficaces y

1.4.2. Objetivos Especficos

Demostrar que la reconformacin de taludes, el sellado de grietas y la