ANÁLISIS Y EVALUACIÓN DE LA RESISTENCIA AL CORTANTE DE …
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ANÁLISIS Y EVALUACIÓN DE LA RESISTENCIA AL CORTANTE DE SITIOS
GEOTÉCNICOS CRÍTICOS EN EL MUNICIPIO DE PEREIRA
Auxiliar de investigación
VANESSA PEÑA OSORIO
UNIVERSIDAD LIBRE SECCIONAL PEREIRA
FACULTAD DE INGENIERÍAS
INGENIERÍA CIVIL
PEREIRA, RISARALDA
2019
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ANÁLISIS Y EVALUACIÓN DE LA RESISTENCIA AL CORTANTE DE SITIOS
GEOTÉCNICOS CRÍTICOS EN EL MUNICIPIO DE PEREIRA
Auxiliar de investigación
VANESSA PEÑA OSORIO
Investigar principal
Ingeniero Alejandro Álzate Buitrago
UNIVERSIDAD LIBRE SECCIONAL PEREIRA
FACULTAD DE INGENIERÍAS
INGENIERÍA CIVIL
PEREIRA, RISARALDA
2019
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DEDICATORIA
Dedico todo mi esfuerzo, luchas, victorias y también fracasos a: mis padres que
sembraron en mi todo lo que soy como persona y ser humano y sobre todo el ser una
profesional, fueron mi ejemplo a seguir, con su empeño y sacrificio para apoyarme
diariamente, moral y económicamente. A mi abuelo que cuando estuvo en vida me enseño
buenos principios y el verdadero valor de todas las cosas, hoy desde el cielo solo puedo
decir que ha dejado un buen legado al enseñarme lo mejor que sabia y tenía. A mi tía y a
mi abuela que han sabido estar en los momentos que las he necesitado, dándome todo su
amor. A mi prima que es mi pequeño motor para seguir adelante y ser esa persona de
bien que ella tanto admira, seguir siendo su ejemplo para seguir. También no menos
importante a los maestros que en su entendimiento y sabiduría compartieron sus
conocimientos para que finalmente llegará este día, y a todos aquellos que en alguna de
las etapas de mi carrera hicieron parte de mi impulso y ayudaron a mantenerlo.
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AGRADECIMIENTOS
Principalmente darle las gracias a Dios quien me dio la fuerza y la sabiduría para seguir
adelante y poder cumplir todas mis metas.
Agradecerle a cada una de esas personas que hicieron parte de alguna manera en esta
etapa y meta cumplida.
Así como también agradecerles a mis compañeros de semillero, que fueron una gran
ayuda para poder realizar este trabajo de grado.
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TABLA DE CONTENIDO
LISTA DE TABLAS ................................................................................................................................... 6
1. INTRODUCCIÓN ............................................................................................................................ 10
2. DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA Y FORMULACIÓN DE LA PREGUNTA DE
INVESTIGACIÓN .................................................................................................................................... 11
3. JUSTIFICACIÓN ............................................................................................................................. 13
4. OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIÓN ....................................................................................... 14
4.1. OBJETIVO GENERAL ........................................................................................................... 14
4.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS .................................................................................................. 14
5. MARCO REFERENCIAL ............................................................................................................... 15
5.1. MARCO TEÓRICO ................................................................................................................. 15
5.2. MARCO DE ANTECEDENTES ............................................................................................. 18
5.3. MARCO LEGAL (NORMATIVO) ......................................................................................... 19
5.4. MARCO CONCEPTUAL ........................................................................................................ 19
6.1. ENFOQUE DE INVESTIGACIÓN Y TIPO DE ESTUDIO ................................................ 22
6.2. MATRIZ DE DISEÑO METODOLÓGICO .......................................................................... 22
6.3. FASES Y RESULTADOS ........................................................................................................ 23
7. RESULTADOS DE LA INVESTIGACIÓN ................................................................................... 24
7.1. PROPIEDADES FÍSICAS, QUÍMICAS, MECÁNICAS Y BIOLÓGICAS DE LOS
SUELOS ................................................................................................................................................. 24
7.2. RESISTENCIA AL CORTANTE Y ESTABILIDAD DE TALUDES ................................. 66
8. CONCLUSIONES ............................................................................................................................. 79
9. RECOMENDACIONES ................................................................................................................... 80
10. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ........................................................................................ 81
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LISTA DE TABLAS
Tabla 1: Fase 1 de investigación.
Tabla 2: Fase 2 de investigación.
Tabla 3: Resultados prueba de laboratorio de granulometría de la muestra #1.
Tabla 4: Valores de coeficientes de uniformidad (Cu) y coeficientes de curvatura (Cu). Muestra #1
Tabla 5: Prueba de laboratorio límite líquido (LL). Muestra #1.
Tabla 6: Prueba de laboratorio límite plástico (LP). Muestra #1.
Tabla 7: Valores de límite líquido, límite plástico e índice de plasticidad (IP). Muestra #1.
Tabla 8: Prueba de laboratorio contenido de humedad. Muestra #1.
Tabla 9: Prueba de laboratorio gravedad específica. Muestra #1.
Tabla 10: Resultados prueba de laboratorio de granulometría de la muestra #2.
Tabla 11: Valores de coeficientes de uniformidad (Cu) y coeficientes de curvatura (Cu). Muestra #2
Tabla 12: Prueba de laboratorio límite líquido (LL). Muestra #2
Tabla 13: Prueba de laboratorio límite plástico (LP). Muestra #2.
Tabla 14: Valores de límite líquido, límite plástico e índice de plasticidad (IP). Muestra #2
Tabla 15: Prueba de laboratorio contenido de humedad. Muestra #2
Tabla 16: Prueba de laboratorio gravedad específica. Muestra #2
Tabla 17: Resultados prueba de laboratorio de granulometría de la muestra #3
Tabla 18: Valores de coeficientes de uniformidad (Cu) y coeficientes de curvatura (Cu). Muestra #3
Tabla 19: Prueba de laboratorio límite líquido (LL). Muestra #3
Tabla 20: Prueba de laboratorio límite plástico (LP). Muestra #3
Tabla 21: Valores de límite líquido, límite plástico e índice de plasticidad (IP). Muestra #3
Tabla 22: Prueba de laboratorio contenido de humedad. Muestra #3
Tabla 23: Prueba de laboratorio gravedad específica. Muestra #3
Tabla 24: Resultados prueba de laboratorio de granulometría de la muestra #4
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Tabla 25: Valores de coeficientes de uniformidad (Cu) y coeficientes de curvatura (Cu). Muestra #4
Tabla 26: Prueba de laboratorio límite líquido (LL). Muestra #4
Tabla 27: Prueba de laboratorio límite plástico (LP). Muestra #4
Tabla 28: Valores de límite líquido, límite plástico e índice de plasticidad (IP). Muestra #4
Tabla 29: Prueba de laboratorio contenido de humedad. Muestra #4
Tabla 30: Prueba de laboratorio gravedad específica. Muestra #4
Tabla 31: Resultados prueba de laboratorio de granulometría de la muestra #5
Tabla 32: Valores de coeficientes de uniformidad (Cu) y coeficientes de curvatura (Cu). Muestra #5
Tabla 33: Prueba de laboratorio límite líquido (LL). Muestra #5
Tabla 34: Prueba de laboratorio límite plástico (LP). Muestra #5.
Tabla 35: Valores de límite líquido, límite plástico e índice de plasticidad (IP). Muestra #5
Tabla 36: Prueba de laboratorio contenido de humedad. Muestra #5
Tabla 37: Prueba de laboratorio gravedad específica. Muestra #5
Tabla 38: Resultados generales muestras alteradas Talud A (Superior).
Tabla 39: Resultados prueba de laboratorio de granulometría de la muestra #1I.
Tabla 40: Valores de coeficientes de uniformidad (Cu) y coeficientes de curvatura (Cu). Muestra #1I
Tabla 41: Prueba de laboratorio límite líquido (LL). Muestra #1I.
Tabla 42: Prueba de laboratorio límite plástico (LP). Muestra #1I.
Tabla 43: Valores de límite líquido, límite plástico e índice de plasticidad (IP). Muestra #1I.
Tabla 44: Prueba de laboratorio contenido de humedad. Muestra #1I.
Tabla 45: Prueba de laboratorio gravedad específica. Muestra #1I.
Tabla 46: Resultados prueba de laboratorio de granulometría de la muestra #2I.
Tabla 47: Valores de coeficientes de uniformidad (Cu) y coeficientes de curvatura (Cu). Muestra #2I
Tabla 48: Prueba de laboratorio límite líquido (LL). Muestra #2I
Tabla 49: Prueba de laboratorio límite plástico (LP). Muestra #2I.
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Tabla 50: Valores de límite líquido, límite plástico e índice de plasticidad (IP). Muestra #2I
Tabla 51: Prueba de laboratorio contenido de humedad. Muestra #2I
Tabla 52: Prueba de laboratorio gravedad específica. Muestra #2I
Tabla 53: Resultados prueba de laboratorio de granulometría de la muestra #3I
Tabla 54: Valores de coeficientes de uniformidad (Cu) y coeficientes de curvatura (Cu). Muestra #3I
Tabla 55: Prueba de laboratorio límite líquido (LL). Muestra #3I
Tabla 56: Prueba de laboratorio límite plástico (LP). Muestra #3I
Tabla 57: Valores de límite líquido, límite plástico e índice de plasticidad (IP). Muestra #3I
Tabla 58: Prueba de laboratorio contenido de humedad. Muestra #3I
Tabla 59: Prueba de laboratorio gravedad específica. Muestra #3I
Tabla 60: Resultados prueba de laboratorio de granulometría de la muestra #4I
Tabla 61: Valores de coeficientes de uniformidad (Cu) y coeficientes de curvatura (Cu). Muestra #4I
Tabla 62: Prueba de laboratorio límite líquido (LL). Muestra #4I
Tabla 63: Prueba de laboratorio límite plástico (LP). Muestra #4I
Tabla 64: Valores de límite líquido, límite plástico e índice de plasticidad (IP). Muestra #4I
Tabla 65: Prueba de laboratorio contenido de humedad. Muestra #4I
Tabla 66: Prueba de laboratorio gravedad específica. Muestra #4I
Tabla 67: Resultados prueba de laboratorio de granulometría de la muestra #5I
Tabla 68: Valores de coeficientes de uniformidad (Cu) y coeficientes de curvatura (Cu). Muestra #5I
Tabla 69: Prueba de laboratorio límite líquido (LL). Muestra #5I
Tabla 70: Prueba de laboratorio límite plástico (LP). Muestra #5I.
Tabla 71: Valores de límite líquido, límite plástico e índice de plasticidad (IP). Muestra #5I
Tabla 72: Prueba de laboratorio contenido de humedad. Muestra #5I
Tabla 73: Prueba de laboratorio gravedad específica. Muestra #5I
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Tabla 74: Resultados generales muestras alteradas Talud B (Inferior)
Tabla 75: Prueba de laboratorio corte directo. Muestra #1
Tabla 76: Prueba de laboratorio corte directo. Muestra #2
Tabla 77: Prueba de laboratorio corte directo. Muestra #3
Tabla 78: Prueba de laboratorio corte directo. Muestra #4
Tabla 79: Prueba de laboratorio corte directo. Muestra #6
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1. INTRODUCCIÓN
En el presente trabajo se realiza con el fin de entregar resultados sobre las propiedades física,
químicas, biológicas y mecánicas, así como, la resistencia a cortante de un sitio geotécnico crítico
de la ciudad de Pereira, con el fin principal de evitar los futuros deslizamientos que se puedan
presentar.
Para alcanzar estos objetivos y análisis se tuvo en cuenta las normas de Invias, para la realización
de cada uno de los ensayos de laboratorio (granulometría, límite líquido, límite plástico, contenido
de humedad, gravedad específica y corte directo), con sus respectivos cálculos.
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2. DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA Y FORMULACIÓN DE LA PREGUNTA DE
INVESTIGACIÓN
Acorde con el Plan de Ordenamiento Territorial del municipio de Pereira (POT, 2016) las
vertientes de los ríos Otún, Consota y las quebradas La Dulcera, La Arenosa, El Tigre, San José y
El Oso entre otras, presentan laderas con factores de amenaza, asociados a: altas pendientes,
afloramiento del nivel freático, longitud prolongada de las vertientes, socavación de cauces e
intervención antrópica inadecuada, que pueden generar procesos de remoción en masa de
magnitudes importantes y que potencialmente pueden afectar la infraestructura urbana. En virtud
de los procesos de ocupación urbana de la ciudad y las características geomorfológicas, de
formaciones superficiales y antecedentes históricos de ocurrencia de deslizamientos, todas las
laderas localizadas en el perímetro urbano y de expansión urbana de la ciudad y de pendientes
superiores al 60% se consideran áreas potencialmente inestables. En razón a las anteriores
consideraciones, la Dirección de Gestión del Riesgo del municipio de Pereira (DIGER) ha
identificado una serie de puntos geotécnicos críticos que, por su localización e infraestructura
amenazada, demandan diagnósticos detallados que permitan predecir su comportamiento
mecánico ante la ocurrencia de factores desencadenantes, además de la implementación y
ejecución de acciones concretas tendientes a evaluar su comportamiento y evolución en el tiempo.
Algunos estudios advierten que el acelerado proceso de urbanización de algunas zonas del
territorio municipal ha impulsado el desarrollo urbano en zonas de ladera con evidentes problemas
de estabilidad, desconociendo las restricciones ambientales del territorio. Es claro entonces que
las limitaciones propias de la ocupación de zonas de ladera, en virtud de sus altas pendientes,
materiales geológicos aflorantes, tipos de cobertura vegetal, régimen de precipitaciones y
propiedades mecánicas de los suelos, debe acompañarse de estudios diagnósticos y metodologías
apropiadas que propendan por un mejor y mayor conocimiento de la estabilidad de los terrenos.
El proyecto investigativo, mediante la aplicación de métodos determinísticos, pretende mejorar el
conocimiento de los factores generadores de riesgo en zonas de ladera de ocho (8) sitios críticos
del territorio municipal, a través de la evaluación de sus propiedades físicas, químicas, biológicas
y mecánicas de los suelos, de la resistencia al cortante y estabilidad de los terrenos.
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En virtud de los planteamientos anteriormente descritos se formula la siguiente pregunta de
investigación:
¿Cómo inciden las propiedades físicas, químicas y biológicas en la resistencia al cortante y
estabilidad de suelos de ladera en el municipio de Pereira?
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3. JUSTIFICACIÓN
Las generalidades de las soluciones ingenieriles referidas a la problemática de estabilidad de
laderas están enfocadas a la construcción de pantallas ancladas, muros de contención, obras
hidráulicas, anclajes, entre otras. Tales medidas de mitigación y/o corrección de efectos negativos
han estado asociadas a la manifestación concreta de eventos inestables, tales como deslizamientos
rotacionales, planares, traslacionales y flujos (escombros, detritos, lodo). En general, se espera y
acude a la implementación de medidas correctivas y se hace caso omiso de todas aquellas
intervenciones previas que, en algunos casos, inhiben la ocurrencia de procesos de remoción en
masa y en otros garantizan parcialmente la estabilidad de los terrenos. Claro está que la
implementación de dichas medidas preventivas sugiere y demanda conocimiento concreto y
detallado de aquellos elementos generadores de amenaza, como es el caso particular de los ocho
(8) sitios geotécnicos críticos definidos por la DIGER Pereira. Evaluar el comportamiento
mecánico de los suelos de ladera en dichos sitios críticos, conocer la tipología y características de
la vegetación dominante, su resistencia al cortante y la estabilidad de los terrenos permite no sólo
predecir el comportamiento mecánico de dichos terrenos ante la presencia de agentes detonantes
como las lluvias y los sismos. Tales procedimientos cobran especial importancia en zonas en donde
la topografía, la climatología, las propiedades físico-mecánicas de los materiales y los procesos de
uso y ocupación del territorio, son proclives a la ocurrencia de procesos de remoción en masa, pero
que de igual forma requieren el conocimiento de aquellos factores generadores de riesgo que
potencialmente pueden comprometer la estabilidad de terrenos y la seguridad de pobladores e
infraestructura. El proyecto es novedoso en virtud de que en el territorio municipal no se ha
probado en tiempo real el monitoreo de zonas potencialmente inestables, además de no contar, de
acuerdo con el diagnóstico geotécnico de sitios críticos, con alternativas de mitigación diferentes
a las obras propuestas por la ingeniería tradicional. Adicionalmente, el proyecto permitirá
fortalecer el conocimiento de los factores generadores de riesgo del territorio municipal y la
construcción/formulación del plan de mitigación del riesgo geotécnico, como insumos para el Plan
Municipal de Gestión del Riesgo de Desastres.
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4. OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIÓN
4.1. OBJETIVO GENERAL
Evaluar la resistencia al cortante, estabilidad y herramientas de mayor eficiencia para el monitoreo
y seguimiento de sitios geotécnicos críticos del municipio de Pereira, como insumo para la gestión
del riesgo de desastres a nivel municipal.
4.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS
• Evaluar las propiedades físicas, químicas, mecánicas y biológicas de los suelos de ocho (8)
sitios críticos del municipio de Pereira.
• Determinar la resistencia al cortante y estabilidad de taludes en ocho (8) sitios geotécnicos
críticos del municipio de Pereira.
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5. MARCO REFERENCIAL
5.1. MARCO TEÓRICO
El proyecto investigativo responde al Objetivo 11 de los OBJETIVOS DEL MILENIO, en virtud
de sus objetivos, alcances y resultados esperados. Es de aclarar que según los ODS más de la
mitad de la población mundial vive en zonas urbanas. Se prevé que esa cifra se incrementará en el
2050 y se predice que, de no transformar la forma de desarrollo urbano de los asentamientos
humanos modernos, las poblaciones e infraestructura asociada estarían cada día más expuestos a
las amenazas naturales. Es necesario redefinir el modelo de ocupación de los centros urbanos, si
se pretende alcanzar el tan anhelado desarrollo sostenible.
Al hacer referencia a los deslizamientos o procesos de remoción en masa, se destaca la definición
que hace Santacana (2001), cuando dice que son “aquellas roturas de las laderas que tienen lugar
a lo largo de una o más superficies discretas y continuas mediante mecanismos de cizalla”. De
igual forma, Yalcin (2008) define la susceptibilidad frente a la ocurrencia de procesos de remoción
en masa como "la propensión del terreno a producir fallas en las pendientes”. Es incuestionable
que la amenaza por fenómenos de remoción en masa en Colombia y extensivamente en aquellas
regiones localizadas en la cordillera de los Andes, es una de las grandes preocupaciones de las
entidades responsables del tema de la prevención y gestión del riesgo de desastres.
5.1.1. Procesos degradativos de los suelos en zonas de ladera
Según las autoridades nacionales y locales, en la zona andina colombiana se presentan dos
problemas degradativos principales: la erosión superficial (producto de la escorrentía superficial)
y los movimientos masales y/o procesos de remoción en masa, los cuales ocurren por la
conjugación de múltiples factores, pero que en las zonas de ladera colombianas, y específicamente
las del municipio de Pereira, se concentran en aquellas áreas en donde el protagonismos humano
ha desbordado las limitaciones propias de los territorios.
Suárez (1998), clasifica los procesos gravitaciones en una amplia gama de tipos y los define a
partir de su magnitud, mecanismos de activación y la tipología de materiales involucrados.
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Adicionalmente, establece que desde la perspectiva del riesgo la inestabilidad de laderas debe
monitorearse y evaluarse haciendo uso de todo tipo de herramientas, conducentes todas ellas a la
predicción confiable de la ocurrencia del fenómeno.
5.1.2. La erosión y factores que intervienen en su proceso.
Según Londoño (2015), la susceptibilidad de los suelos a la erosión está influenciada por las
propiedades físicas, hidrológicas, químicas, mineralógicas y biológicas del suelo y por las
interacciones entre éstas (Lal, 1990). El mismo autor cita a Wischmeier y Smith (1965); Lal (1981,
1988); Römkens et al., (1997); Rivera (1999) que sostienen que las propiedades del suelo que
influyen en la erodabilidad son aquellas que afectan la tasa de infiltración, permeabilidad y
capacidad de almacenamiento de agua y aquellas que ofrecen resistencia a la dispersión, salpique,
abrasión y fuerzas de transporte por agua lluvia y/o de escorrentía. Es importante reconocer que,
tal como lo afirma Lal (1994) que los factores que determinan la erosión son: la infiltración, la
escorrentía, el arranque y transporte por el impacto de la lluvia y los flujos superficial y
concentrado.
5.1.3. Factores que intervienen en el proceso de erosión.
Acorde con Suárez de Castro y Rodríguez (1962), la erosión de los suelos como fenómeno físico,
es un proceso multicondicionado, en el que intervienen diversos factores que coadyuvan y
propician la pérdida de suelos y la ocurrencia de procesos de remoción en masa. Entre los más
destacados, se tiene:
5.1.3.1. Factor lluvia:
Las lluvias ejercen su acción erosiva sobre el suelo mediante el impacto de las gotas sobre la
superficie del terreno y mediante la infiltración, que consecuentemente y dependiendo del grado
de saturación de los suelos ejerce un efecto de sobrepresión en los mismos. Otro aspecto
importante de considerar en el factor lluvias son la intensidad, duración y frecuencia de estas.
5.1.3.2. Factor suelo:
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Londoño (2015) sugiere y plantea que la susceptibilidad del suelo a la acción del agua depende de
propiedades como: presencia de horizonte orgánico; textura; desarrollo, grado y estabilidad de la
estructura; uniformidad física de los horizontes y profundidad; la densidad aparente y la
permeabilidad. Menciona que dichas propiedades dependen a su vez de la pedogénesis del material
de origen (Gómez, 1979).
5.1.4. Resistencia a la penetración y al cortante tangencial.
La densidad aparente, la resistencia a la penetración y el esfuerzo crítico cortante, son propiedades
importantes con relación a la erosión de suelos. El número de partículas de suelo por unidad de
volumen determina los puntos de contacto donde las fuerzas aplicadas serán disipadas. Los
parámetros de fuerza son de importancia particular en la erosión por el flujo de agua. La densidad
aparente, determina la porosidad total y de ahí la mayor o menor aceptación de la lluvia. Los suelos
compactados, caracterizados por densidad aparente alta, están más propensos a la erosión en
presencia de agua, que los no compactados (Lal, 1990).
Según Suárez (1998), la determinación clara de los parámetros de resistencia del suelo y la
medición de su resistencia al cortante, son elementos fundamentales para determinar la estabilidad
de los terrenos. Sugiere el autor que la adecuada toma de muestras, el tamaño de estas y el método
de ensayo son factores fundamentales para la validez y confiabilidad de los resultados de
laboratorio.
5.1.5. Factores que influyen en la estabilidad de laderas
González de Vallejo, Ferrer, Ortuño & Oteo (2002) plantean que la estabilidad de taludes está
determinada por factores geométricos, geológicos, hidrogeológicos, y geotécnicos, los que en
conjunto propician la condición de rotura a lo largo de una o varias superficies de falla. Plantean
los mimos autores que cuando “se precisa controlar el comportamiento de un talud frente a la
estabilidad, se recurre a la instrumentación o auscultación del talud y su entorno” (González de
Vallejo et al, 2002, p.480). Tales acciones contemplan los movimientos superficiales, los
movimientos en el interior del terreno, los movimientos de apertura de grietas y entre bloques y
las presiones intersticiales y sus variaciones. Para tales fines se utilizan métodos clásicos como
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los controles topográficos y mecánicos, aunque en la actualidad se utilizan métodos un poco más
sofisticados, precisos y de mayor validez y confianza como son la telemetría de campo y la
instalación de dispositivos electrónicos que miden variables de interés en la predicción del
comportamiento mecánico de taludes potencialmente inestables.
5.2. MARCO DE ANTECEDENTES
Para el caso particular del municipio de Pereira, se hace necesario aclarar que pese a los esfuerzos
realizados en el tiempo por parte de las autoridades competentes (DIGER, CARDER), en cuanto
al diagnóstico y conocimiento de los factores generadores de riesgo, dichos resultados han
permitido definir las zonas de riesgo del municipio y aquellas áreas que, por sus pendientes,
geología, climatología local, usos del suelo e intervenciones antrópicas, se consideran de amenaza
geotécnica alta. Adicionalmente, a través de los estudios/fases de inventarios en vivienda en zonas
de riesgo (Consulta en DIGER, 2018), los consultores adelantaron estudios de estabilidad de
taludes en aquellos sitios que, por sus condiciones de ocupación urbana o signos de inestabilidad,
requerían evaluaciones geotécnicas detalladas. Como insumo final, en el actual POT del municipio
de Pereira (POT, 2016) se encuentran localizadas las zonas de amenaza (alta, media, baja) por
procesos de remoción en masa y se encuentran identificadas las zonas de riesgo geotécnico y/o por
deslizamientos en el territorio municipal. A pesar de dichos esfuerzos técnicos, el municipio no
cuenta con un sistema de monitoreo y control de dinámica geotécnica de sitios identificados como
de amenaza alta. La única aproximación en tal sentido se dio después de la ocurrencia del sismo
de 1999, cuando la ONG responsable del proceso de reconstrucción del municipio de Pereira, la
Fundación Vida y Futuro, adelantó un piloto de monitoreo y seguimiento de actividad geotécnica
en laderas. Dicha aproximación se dio mediante la aplicación de controles topográficos y
piezométricos, pero finalmente el modelo se abandonó y no fue retomado, desconociendo sus
resultados y posibles aplicaciones.
En el caso de Londoño, Vega & Maya (2013) desarrollaron un sistema de monitoreo remoto de
procesos de remoción en masa, mediante el uso de sensores tipo geófono, termocupla, pluviómetro,
higrómetro e inclinómetro, con captura de datos en campo a través de una tarjeta digitalizadora,
cuyos datos eran procesados mediante un sistema informático.
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En todos los casos reportados se observan los esfuerzos que se adelantan en materia de monitoreo
y control de procesos de remoción en masa, en aquellas zonas donde la amenaza por remoción en
masa es cotidiana y permanente. El trabajo investigativo propuesto cobra pertinencia y significado
a la luz de la topografía y condiciones geológicas del municipio de Pereira, además de las
condiciones de amenaza por deslizamientos identificadas en el territorio municipal.
5.3. MARCO LEGAL (NORMATIVO)
I.N.V E -123- 07 (análisis granulométrico de suelos por tamizado), elaborado por el instituto
nacional de vías (invias), esta norma busca y permite realizar la determinación cuantitativa de
cómo están distribuidos los tamaños de partículas de un suelo en específico.
I.N.V- 125- 07 (determinación del límite liquido de los suelos) elaborado por el instituto nacional
de vías (invias), esta norma permite hallar el contenido de humedad presente en un suelo expresado
en porcentaje y delimita la transición entre el estado líquido del suelo y el estado plástico.
I.N.V – 126- 07 (limite plástico e índice de plasticidad de los suelos) elaborado por el instituto
nacional de vías (invias), esta norma permite por medio de un ensayo determinar el límite plástico
que es el contenido más bajo de agua que puede tener un suelo y el índice de plasticidad es
solamente la diferencia que existe entre el limite líquido y el plástico del suelo.
I.N.V -127-07 (determinación de los factores de contracción de los suelos) elaborado por el
instituto nacional de vías (invias), dicha norma permite hallar el contenido de humedad que hay
en una masa de suelo.
I.N.V 128-07 (determinación de la gravedad especifica de los suelos y de la llenante mineral)
elaborado por el instituto nacional de vías (invias), esta norma permite hallar la gravedad especifica
de una muestra de suelo.
5.4. MARCO CONCEPTUAL
Columna estratigráfica: Es la representación de las unidades de roca, depósitos o suelos en
forma de columna, en donde además se da información estratigráfica como la composición de los
materiales, su textura, estructuras, color, espesor, etc.
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Erosión: Es el deterioro progresivo de un terreno por el desprendimiento y arrastre del suelo,
como resultado del movimiento del viento y del agua.
Factor de seguridad: Relación entre las fuerzas que ayudan a la estabilidad del terreno y las que
producen su inestabilidad.
Falla activa: Es una falla que ha tenido desplazamientos en la superficie del terreno durante el
holoceno, por lo tanto, existe amenaza para las estructuras que se construyan encima de esta.
Falla geológica: Fractura en el basamento rocoso en la cual se han producido desplazamientos a
lado y lado de la fractura.
Inestabilidad: Proceso en el cual los materiales geológicos como suelo o roca presentan baja
capacidad de resistencia a esfuerzos externos e incluso a su peso propio.
Permeabilidad: Factor que mide la resistencia de los materiales al libre flujo del agua.
Relleno: Proceso de instalación y conformación de un depósito de terraplén de tierra, grava u otro
material, el cual debe cumplir con ciertas condiciones mínimas de compactación
Remoción en masa: Son todos los procesos en los cuales ocurre movimiento ya sea lento o rápido,
de masas de materiales geológicos como rocas y suelos en áreas inestables del terreno, que se
convierten en agentes que pueden causar daño.
Suelo residual: Es el material resultante de la meteorización de la roca sin que haya a lugar ningún
mecanismo de transporte.
Superficie de falla de un talud: Zona dentro del talud que delimita la superficie probable de
rotura o deslizamiento.
Talud: Es una superficie inclinada del terreno. Las pendientes con ángulo superior a 30 grados
con la horizontal y de altura total acumulada superior a tres metros se consideran como talud.
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6. DISEÑO METODOLÓGICO
El proyecto investigativo es de carácter exploratorio-descriptivo, en virtud del objeto de estudio y
las variables a considerar en la estimación de la resistencia al cortante y estabilidad de los suelos.
La selección de los ocho (8) sitios geotécnicos críticos localizados en el territorio municipal
correspondió a la necesidad de mejorar y fortalecer el diagnóstico de amenazas y factores
generadores de riesgo del municipio de Pereira, en cabeza de la DIGER, y a la vulnerabilidad de
la infraestructura, pobladores y bienes que potencialmente pueden ser afectados en caso de
ocurrencia de procesos de remoción en masa en cualquiera de los sitios críticos objeto de estudio.
La evaluación y análisis de la resistencia al cortante y estabilidad de los terrenos, contempla las
siguientes actividades:
Caracterización geométrica y descripción de sitios objeto de estudio
Levantamiento de perfiles de análisis
Geolocalización de sitios objeto de estudio
Levantamiento de columnas estratigráficas tipo
Exploración geotécnica y toma de muestras alteradas e inalteradas
Descripción y caracterización de elementos expuestos
Ensayos de laboratorio para la determinación de:
Clasificación granulométrica de suelos
Contenidos de humedad natural
Pesos unitarios
Límites de Atterberg
Resistencia al cortante
Determinación de factores de seguridad
Posición/profundidad del nivel freático
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Presión de poros/presión intersticia
6.1. ENFOQUE DE INVESTIGACIÓN Y TIPO DE ESTUDIO
La investigación que se está realizando tiene un enfoque de tipo cuantitativo ya que se están
recolectando muestras de suelo en el sitio geotécnico critico elegido para este estudio, para
posteriormente analizarlos y evaluarlos; los resultados obtenidos se pueden cuantificar y con esto
se puede deducir el fenómeno a estudiar y que está pasando en realidad en este lugar.
Se dice que esta investigación tiene este tipo de enfoque he debido a que se va a evaluar la
resistencia al cortante, las propiedades físicas químicas y biológicas de este lugar y para poder
hacer eso es necesario la recolección y excavación en varios puntos estratégicos de este talud a
estudiar , un ejemplo es para determinar la resistencia al corte se toma una muestra inalterada y
con la máquina de corte directo se termina su capacidad y esto es una variable numérica algo que
se mide.
6.2. MATRIZ DE DISEÑO METODOLÓGICO
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6.3. FASES Y RESULTADOS
La investigación se realizará en dos fases, correspondientes al logro de los objetivos específicos
planteados:
Tabla 1: Fase 1 de investigación
Fuente: Propia
Tabla 2: Fase 2 de investigación
Fuente: Propia
Fase 1
OBJETIVO
Evaluar las propiedades físicas, químicas, mecánicas y biológicas de los suelos de ocho
(8) sitios críticos del municipio de Pereira.
ACTIVIDADES
Actividad 1. Identificación del talud a estudiar.
Actividad 2. Obtención muestras de suelo del talud a estudiar.
Actividad 4. En laboratorio se realiza la caracterización de las muestras de suelo tomados
en campo.
Actividad 5. Realizar ensayos de laboratorio correspondientes.
Actividad 6. Análisis de resultados.
Fase 1
OBJETIVO
Determinar la resistencia al cortante y estabilidad de taludes en ocho (8) sitios geotécnicos
críticos del municipio de Pereira.
ACTIVIDADES
Actividad 1. Obtención muestras de suelo del talud a estudiar.
Actividad 2. En laboratorio se realiza la caracterización de las muestras de suelo tomados
en campo.
Actividad 3. Realizar ensayos de laboratorio correspondientes con sus debidos cálculos.
Actividad 4. Análisis de resultados.
24
7. RESULTADOS DE LA INVESTIGACIÓN
7.1. PROPIEDADES FÍSICAS, QUÍMICAS, MECÁNICAS Y BIOLÓGICAS DE LOS
SUELOS
El talud objeto de estudio se encuentra ubicado en el conjunto residencial Puerto Madero II,
Belmonte, en la parte norte del municipio de Pereira, sector de Risaralda. Sus coordenadas son:
4°48'39"N 75°45'31"W
Figura 1: Localización del conjunto residencial
Fuente: Google maps
25
Figura 2: Localización del talud
Fuente; Google Earth.
7.1.1. Caracterización e identificación del talud
De acuerdo con las imágenes que se mostrarán a continuación, se puede evidenciar que el talud
que tuvo una intervención, es decir que fue construido directamente por el hombre, se puede
determinar que presenta un sistema de manejos de aguas (canales abiertos), así como también
cuenta con la instalación de diferentes drenes horizontales, está conformado por una capa vegetal,
y cierto número de plantas sembradas en él.
Se puede observar también que dicho talud no presenta ningún tipo de erosión o desprendimiento
a pesar de sus pendientes tan inclinadas, con un ángulo aproximadamente de 70° de inclinación y
una altura aproximada de 40m.
26
7.1.2. Obtención y caracterización de las muestras.
Como se puede observar en la Figura, el talud se encuentra conformado por dos partes diferentes:
Talud A (Superior) y Talud B (Inferior). A cada de una de estas se le sacaron cierto número de
muestras para posteriormente realizar la caracterización y los ensayos correspondientes de estas.
A continuación, se describen las principales características de cada una de las muestras:
7.1.2.1. Talud A (Superior): Muestras alteradas.
7.1.2.1.1. Muestra #1
Se extrae de una profundidad de 1m, se identifica como un lleno antrópico, es decir, conformado
por la mano del ser humano, con un color ocre amarillo (pictórico) cuenta con una presencia muy
baja de agua.
7.1.2.1.2. Muestra #2
Se extrae de una profundidad de 2m, se identifica como un lleno antrópico, con un color ocre
amarillo (pictórico), cuenta con una presencia muy baja de agua.
7.1.2.1.3. Muestra #3
Se extrae de una profundidad de 3m, se identifica como un lleno antrópico, con un color ocre
amarillo (pictórico), cuenta con una presencia muy baja de agua.
7.1.2.1.4. Muestra #4
Se extrae de una profundidad de 4m, se identifica como un lleno antrópico, con un color ocre
amarillo (específico), cuenta con una presencia muy baja de agua.
7.1.2.1.5. Muestra #5
Se extrae de una profundidad de 5m, se identifica como un lleno antrópico, con un color ocre
amarillo (específico), cuenta con una presencia muy baja de agua.
27
7.1.2.1.6. Muestra #6
Se extrae de una profundidad de 6m, se identifica como un lleno antrópico, con un color ocre
amarillo (específico), cuenta con una presencia muy baja de agua.
7.1.2.1.7. Muestra #7
Se extrae de una profundidad de 7m, se identifica como un lleno antrópico, con un color ocre
amarillo (específico), cuenta con una presencia moderada de agua.
7.1.2.1.8. Muestra #8
Se extrae de una profundidad de 8m, se identifica como un lleno antrópico, con un color marrón
café, cuenta con una presencia abundante de agua, es decir, que se llega al nivel freático del talud.
7.1.2.1.9. Muestra #9
Se extrae de una profundidad de 9m, se identifica como un lleno antrópico, con un color marrón
café, cuenta con una presencia abundante de agua.
7.1.2.1.10. Muestra #10
Se extrae de una profundidad de 10m, se identifica como un terreno natural, con un color ocre
pardo oscuro, cuenta con una presencia abundante de agua.
7.1.2.1.11. Muestra #11
Se extrae de una profundidad de 11m, se identifica como un terreno natural, con un color ocre
pardo oscuro, cuenta con una presencia abundante de agua.
28
7.1.2.1.12. Muestra #12
Se extrae de una profundidad de 12m, se identifica como un terreno natural con presencia de
materia orgánica, con un color ocre pardo oscuro, cuenta con una presencia abundante de agua.
7.1.2.1.13. Muestra #13
Se extrae de una profundidad de 13m, se identifica como un terreno natural con presencia de
materia orgánica, con un color ocre pardo oscuro, cuenta con una presencia abundante de agua.
7.1.2.2. Talud A (Superior): Muestras inalteradas.
7.1.2.2.1. Muestra #1:
Se extrae de una profundidad de 1.5m, se identifica como un lleno antrópico, es decir, conformado
por la mano del ser humano, con un color ocre amarillo (pictórico) cuenta con una presencia muy
baja de agua.
7.1.2.2.2. Muestra #2:
Se extrae de una profundidad de 3m, se identifica como un lleno antrópico, con un color ocre
amarillo (pictórico), cuenta con una presencia muy baja de agua.
7.1.2.2.3. Muestra #3:
Se extrae de una profundidad de 4.5m, se identifica como un lleno antrópico, con un color ocre
amarillo (específico), cuenta con una presencia muy baja de agua.
7.1.2.2.4. Muestra #4:
Se extrae de una profundidad de 6m, se identifica como un lleno antrópico, con un color ocre
amarillo (específico), cuenta con una presencia muy baja de agua.
29
7.1.2.2.5. Muestra #5:
Se extrae de una profundidad de 7.5m, se identifica como un lleno antrópico, con un color ocre
amarillo (específico), cuenta con una presencia abundante de agua.
7.1.2.2.6. Muestra #6:
Se extrae de una profundidad de 9m, se identifica como un lleno antrópico, con un color marrón
café, cuenta con una presencia abundante de agua, es decir, que se llega al nivel freático del talud.
7.1.2.2.7. Muestra #7:
Se extrae de una profundidad de 10.5m, se identifica como un terreno natural, con un color ocre
pardo oscuro, cuenta con una presencia abundante de agua, es decir, que se llega al nivel freático
del talud.
7.1.2.2.8. Muestra #8:
Se extrae de una profundidad de 12m, se identifica como un terreno natural con presencia de
materia orgánica, con un color ocre pardo oscuro, cuenta con una presencia abundante de agua.
7.1.2.3. Talud B (Inferior): Muestras alteradas:
7.1.2.3.1. Muestra #1:
Se extrae de una profundidad de 1m, se identifica como un lleno antrópico, es decir, conformado
por la mano del ser humano, con un color ocre amarillo (pictórico) cuenta con una presencia muy
baja de agua.
7.1.2.3.2. Muestra #2
Se extrae de una profundidad de 2m, se identifica como un lleno antrópico, con un color ocre
amarillo (pictórico), cuenta con una presencia muy baja de agua.
30
7.1.2.3.3. Muestra #3
Se extrae de una profundidad de 3m, se identifica como un lleno antrópico, con un color ocre
amarillo (pictórico), cuenta con una presencia muy baja de agua.
7.1.2.3.4. Muestra #4
Se extrae de una profundidad de 4m, se identifica como un lleno antrópico, con un color ocre
amarillo (específico), cuenta con una presencia muy baja de agua.
7.1.2.3.5. Muestra #5
Se extrae de una profundidad de 5m, se identifica como un lleno antrópico, con un color ocre
amarillo (específico), cuenta con una presencia moderada de agua.
7.1.2.3.6. Muestra #6
Se extrae de una profundidad de 6m, se identifica como un lleno antrópico, con un color ocre pardo
oscuro cuenta con una presencia moderada de agua.
7.1.2.3.7. Muestra #7
Se extrae de una profundidad de 7m, se identifica como un lleno antrópico, con un color ocre pardo
oscuro, cuenta con una presencia abundante de agua.
7.1.2.3.8. Muestra #8
Se extrae de una profundidad de 8m, se identifica como un terreno natural con presencia de
material orgánico, con un color ocre pardo oscuro, cuenta con una presencia abundante de agua,
es decir, que se llega al nivel freático del talud.
31
7.1.2.3.9. Muestra #9
Se extrae de una profundidad de 9m, se identifica como un terreno natural con presencia de
material orgánico, con un color ocre pardo oscuro, cuenta con una presencia abundante de agua.
7.1.2.3.10. Muestra #10
Se extrae de una profundidad de 10m, se identifica como un terreno natural con presencia de
material orgánico, con un color ocre pardo oscuro, cuenta con una presencia abundante de agua.
7.1.2.4. Talud B (Inferior): Muestras inalteradas.
7.1.2.4.1. Muestra #1:
Se extrae de una profundidad de 1.5m, se identifica como un lleno antrópico, es decir, conformado
por la mano del ser humano, con un color ocre amarillo (pictórico) cuenta con una presencia muy
baja de agua.
7.1.2.4.2. Muestra #2:
Se extrae de una profundidad de 3m, se identifica como un lleno antrópico, con un color ocre
amarillo (pictórico), cuenta con una presencia muy baja de agua.
7.1.2.4.3. Muestra #3:
Se extrae de una profundidad de 4.5m, se identifica como un lleno antrópico, con un color ocre
amarillo (específico), cuenta con una presencia muy baja de agua.
7.1.2.4.4. Muestra #4:
Se extrae de una profundidad de 6m, se identifica como un lleno antrópico, con un color ocre pardo
oscuro cuenta con una presencia moderada de agua.
32
7.1.2.4.5. Muestra #5:
Se extrae de una profundidad de 7.5m, se identifica como un lleno antrópico, con un color ocre
pardo oscuro, cuenta con una presencia abundante de agua.
7.1.2.4.6. Muestra #6:
Se extrae de una profundidad de 9m, se identifica como un terreno natural con presencia de
material orgánico, con un color ocre pardo oscuro, cuenta con una presencia abundante de agua.
Figura 3: Obtención de muestras de suelo del talud a estudiar
Fuente: Propia
Material fotográfico
33
Figura 4: Muestras alteradas
Fuente: Propia.
Material fotográfico
34
Figura 5: Muestras inalteradas.
Fuente: Propia.
Material fotográfico
35
7.1.3. Pruebas de laboratorio.
Se realizaron diferentes pruebas o ensayos laboratorio como lo fueron: granulometría, contenido
de humedad, gravedad específica, limite líquido (LL), limite plástico (LP), para las muestras de
la parte inferior y posterior del talud a estudiar.
7.1.3.1. Talud A (Superior)
Como primer paso, se mostrarán algunos de los datos obtenidos en las pruebas de laboratorios de
granulometría, límite líquido, límite plástico, gravedad específica y contenido de humedad de
cada una de las muestras del talud A (superior).
Tabla 3: Resultados prueba de laboratorio de granulometría de la muestra #1.
Fuente: Propia.
Gráfica 1: Curva granulométrica muestra #1
Fuente: Propia.
GRANULOMETRÍA MUESTRA #1.
TAMIZ # TAMAÑO TAMIZ PESO RETENIDO (gr) % RETENIDO % RET ACUMULADO % PASA
10 2 135.2 26% 26% 74
20 1.2 99.7 19% 45% 55
40 0.4 30.3 6% 51% 49
60 0.25 46.8 9% 60% 40
200 0.08 166.8 32% 92% 8
Fondo - 44.2 8% 100% 0
TOTAL - 523 100% - -
-
10.00
20.00
30.00
40.00
50.00
60.00
70.00
80.00
0.010.1110
Granulometria muestra #1
36
Los resultados después de realizarle la granulometría a la primera muestra (Tabla 3 y gráfica 1),
se puede determinar que el suelo objeto de estudio posee características de suelo grueso debido a
que más del 50% queda retenido antes del tamiz N° 200 y debido a que el 100% de la muestra
pasa el tamiz #4, podemos concluir que el suelo es una arena. Además de esto se puedo observar
que el suelo tiene un 8% de finos.
Tabla 4: Valores de coeficientes de uniformidad (Cu) y coeficientes de curvatura (Cu). Muestra #1
Fuente: Propia
La tabla 4, muestra los resultados del coeficiente de uniformidad y de coeficiente de curvatura,
según el libro fundamentos de ingeniería de cimentaciones estos deben cumplir con la siguiente
condición Cu > 6 y 1 < Cc > 3 para que el suelo sea considerada bien graduado. Debido a esto al
analizar los resultados de la tabla 4, se pude evidenciar o concluir que es un suelo mal gradado, ya
que el coeficiente de curvatura no cumple las condiciones al ser inferior a 1.
Tabla 5: Prueba de laboratorio límite líquido (LL). Muestra #1.
Fuente: Propia
Como se muestra en la tabla 5 podemos evidenciar que la muestra #1 tiene un límite líquido igual
a 46.44
Tamaño que pasa de material %
D10 0.09
D30 0.2
D60 1.5
Cu 16.7
Cc 0.30
Limite líquido (LL) Muestra #1
N° de golpes Tara Peso húmedo (g) Peso seco (g) Peso Agua (g) %W LL
24 35.4 13.2 9 4.2 46.6666667 46.44
37
Tabla 6: Prueba de laboratorio límite plástico (LP). Muestra #1.
Fuente: Propia
Como se muestra en la tabla 5 podemos evidenciar que la muestra #1 tiene un límite plástico igual
a 43.243
Tabla 7: Valores de límite líquido, límite plástico e índice de plasticidad (IP). Muestra #1.
Fuente: Propia
Con los datos de la tabla 7, se llega a la conclusión que el porcentaje de finos presentes en el suelo
es un limo de baja plasticidad ya que el índice de plasticidad (Ip) se encuentra por debajo de la
línea A en la figura 1.5 (Grafica de plasticidad) del libro fundamento de ingeniería de
cimentaciones.
Tabla 8: Prueba de laboratorio contenido de humedad. Muestra #1.
Fuente: Propia
Límite plástico (LP) Muestra #2
Tara Peso húmedo (g) Peso seco (g) Peso Agua (g) LP
35.4 5 3.7 2 43.243
Limite líquido (LL) 46.44
Limite plástico (LP) 43.24
Índice de plasticidad (IP) 3.19
CONTENIDO DE HUMEDAD
PESO TARA 116.3
PESO HUMEDO (g) 834
PESO SECO (g) 523
PESO AGUA (g) 311
%W 76.47
38
-
10.00
20.00
30.00
40.00
50.00
60.00
70.00
80.00
0.010.1110
Tabla 9: Prueba de laboratorio gravedad específica. Muestra #1.
Fuente: Propia.
Tabla 10: Resultados prueba de laboratorio de granulometría de la muestra #2.
Fuente: Propia
Gráfica 2: Curva granulométrica muestra #2
Fuente: Propia.
Peso picno+agua+suelo 420.5
Peso picno+agua 320.5
Peso tara 115.9
Peso seco 95.7
K 1.00
Gs 0.489
GRANULOMETRÍA MUESTRA #2.
TAMIZ # TAMAÑO TAMIZ PESO RETENIDO (gr) % RETENIDO % RET ACUMULADO % PASA
10 2 111.8 25% 25% 75.00
20 1.2 93.6 21% 46% 54.00
40 0.4 67.4 15% 61% 39.00
60 0.25 39.7 9% 70% 30.00
200 0.08 98.1 22% 92% 8.00
Fondo - 31.4 7% 100% -
TOTAL - 442 100% - -
Granulometría muestra #2
39
Los resultados después de realizarle la granulometría a la muestra (Tabla 10 y gráfica 2), se
puede determinar que el suelo objeto de estudio posee características de suelo grueso debido a
que más del 50% queda retenido antes del tamiz N° 200 y debido a que el 100% de la muestra
pasa el tamiz #4, podemos concluir que el suelo es una arena. Además de esto se puedo observar
que el suelo tiene un 8% de finos.
Tabla 11: Valores de coeficientes de uniformidad (Cu) y coeficientes de curvatura (Cu). Muestra #2
Fuente: Propia
La tabla 11, muestra los resultados del coeficiente de uniformidad y de coeficiente de curvatura,
según el libro fundamentos de ingeniería de cimentaciones estos deben cumplir con la siguiente
condición Cu > 6 y 1 < Cc > 3 para que el suelo sea considerada bien graduado. Debido a esto al
analizar los resultados de la tabla 11, se pude evidenciar o concluir que es un suelo mal gradado,
ya que el coeficiente de curvatura no cumple las condiciones al ser inferior a 1.
Tabla 12: Prueba de laboratorio límite líquido (LL). Muestra #2.
Limite líquido (LL) Muestra #2
N° de golpes Tara Peso húmedo (g) Peso seco (g) Peso Agua (g) %W LL
30 35.4 15.0 9.7 5.3 54.6391753 55.86 Fuente: Propia
Como se muestra en la tabla 12 podemos evidenciar que la muestra #2 tiene un límite líquido igual
a 55.86.
Tamaño que pasa de material %
D10 0.09
D30 0.25
D60 1.25
Cu 13.9
Cc 0.56
40
Tabla 13: Prueba de laboratorio límite plástico (LP). Muestra #2.
Fuente: Propia.
Como se muestra en la tabla 13 podemos evidenciar que la muestra #2 tiene un límite plástico
igual a 30
Tabla 14: Valores de límite líquido, límite plástico e índice de plasticidad (IP). Muestra #2
Fuente: Propia
Con los datos de la tabla 14, se llega a la conclusión que el porcentaje de finos presentes en el
suelo es una arcilla de alta plasticidad ya que el índice de plasticidad (Ip) se encuentra por encima
de la línea A en la figura 1.5 (Grafica de plasticidad) del libro fundamento de ingeniería de
cimentaciones.
Tabla 15: Prueba de laboratorio contenido de humedad. Muestra #2.
Fuente: Propia
Límite plástico (LP) Muestra #2
Tara H (g) S (g) Peso Agua (g) %W
34.6 8 6 2 30.000
Limite líquido (LL) 55.86
Limite plástico (LP) 30.00
Índice de plasticidad (IP) 25.86
CONTENIDO DE HUMEDAD
PESO TARA 114.6
PESO HUMEDO (g) 660.3
PESO SECO (g) 444
PESO AGUA (g) 216.3
%W 65.66
41
Tabla 16: Prueba de laboratorio gravedad específica. Muestra #2.
Fuente: Propia.
Tabla 17: Resultados prueba de laboratorio de granulometría de la muestra #3.
Fuente: Propia
Gráfica 3: Curva granulométrica muestra #3
Fuente: Propia
Los resultados después de realizarle la granulometría a la muestra (Tabla 17 y gráfica 3), se
puede determinar que el suelo objeto de estudio posee características de suelo grueso debido a
Peso picno+agua+suelo 422.7
Peso picno+agua 322.7
Peso tara 56.7
Peso seco 154.9
K 1.00
Gs 0.607
GRANULOMETRÍA MUESTRA #3
TAMIZ # TAMAÑO TAMIZ PESO RETENIDO (gr) % RETENIDO % RET ACUMULADO % PASA
10 2 111.7 28% 28% 72.00
20 1.2 86.7 22% 50% 50.00
40 0.4 56.3 14% 64% 36.00
60 0.25 30.5 8% 72% 28.00
200 0.08 79.3 20% 92% 8.00
Fondo - 29.2 7% 100% -
TOTAL - 393.7 100% - -
-
10.00
20.00
30.00
40.00
50.00
60.00
70.00
80.00
0.010.1110
Granulometria muestra #3
42
que más del 50% queda retenido antes del tamiz N° 200 y debido a que el 100% de la muestra
pasa el tamiz #4, podemos concluir que el suelo es una arena. Además de esto se puedo observar
que el suelo tiene un 8% de finos.
Tabla 18: Valores de coeficientes de uniformidad (Cu) y coeficientes de curvatura (Cu). Muestra #3.
Fuente: Propia.
La tabla 18, muestra los resultados del coeficiente de uniformidad y de coeficiente de curvatura,
según el libro fundamentos de ingeniería de cimentaciones estos deben cumplir con la siguiente
condición Cu > 6 y 1 < Cc > 3 para que el suelo sea considerada bien graduado. Debido a esto al
analizar los resultados de la tabla 18, se pude evidenciar o concluir que es un suelo mal gradado,
ya que el coeficiente de curvatura no cumple las condiciones al ser inferior a 1.
Tabla 19: Prueba de laboratorio límite líquido (LL). Muestra #3.
Fuente: Propia.
Como se muestra en la tabla 19 podemos evidenciar que la muestra #3 tiene un límite líquido igual
a 56.32.
Tamaño que pasa de material %
D10 0.09
D30 0.27
D60 1.2
Cu 13.3
Cc 0.68
Limite líquido (LL) Muestra #3
N° de golpes Tara Peso húmedo (g) Peso seco (g) Peso Agua (g) %W LL
28 35.4 11.2 7.2 4.0 55.5555556 56.32
43
Tabla 20: Prueba de laboratorio límite plástico (LP). Muestra #3.
Fuente: Propia.
Como se muestra en la tabla 20 podemos evidenciar que la muestra #3 tiene un límite plástico
igual a 25.
Tabla 21: Valores de límite líquido, límite plástico e índice de plasticidad. Muestra #3.
Fuente: Propia
Con los datos de la tabla 21, se llega a la conclusión que el porcentaje de finos presentes en el
suelo es una arcilla de alta plasticidad ya que el índice de plasticidad (Ip) se encuentra por encima
de la línea A en la figura 1.5 (Grafica de plasticidad) del libro fundamento de ingeniería de
cimentaciones.
Tabla 22: Prueba de laboratorio contenido de humedad. Muestra #3
Fuente: Propia
Límite plástico (LP) Muestra #3
Tara H (g) S (g) Peso Agua (g) %W
36 7 5.6 1 25.000
Limite líquido (LL) 56.32
Limite plástico (LP) 25.00
Índice de plasticidad (IP) 31.32
CONTENIDO DE HUMEDAD
PESO TARA 120.6
PESO HUMEDO (g) 595.1
PESO SECO (g) 395.4
PESO AGUA (g) 199.7
%W 72.67
44
Tabla 23: Prueba de laboratorio gravedad específica. Muestra #3.
Fuente: Propia.
Tabla 24: Resultados prueba de laboratorio de granulometría de la muestra #4.
Fuente: Propia
Gráfica 4: Curva granulométrica muestra #4.
Fuente: Propia.
Peso picno+agua+suelo 420.4
Peso picno+agua 320.4
Peso tara 57.1
Peso seco 93.8
K 1.00
Gs 0.484
GRANULOMETRÍA MUESTRA #4
TAMIZ # TAMAÑO TAMIZ PESO RETENIDO (gr) % RETENIDO % RET ACUMULADO % PASA
10 2 172.4 47% 47% 53.00
20 1.2 81 22% 70% 30.00
40 0.4 42.4 12% 81% 19.00
60 0.25 19.5 5% 87% 13.00
200 0.08 42.2 12% 98% 2.00
Fondo - 8.7 2% 100% -
TOTAL - 366.2 100% - -
-
10.00
20.00
30.00
40.00
50.00
60.00
0.010.1110
Granulometria muestra #4
45
Los resultados después de realizarle la granulometría a la muestra (Tabla 24 y gráfica 4), se
puede determinar que el suelo objeto de estudio posee características de suelo grueso debido a
que más del 50% queda retenido antes del tamiz N° 200 y debido a que el 100% de la muestra
pasa el tamiz #4, podemos concluir que el suelo es una arena. Además de esto se puedo observar
que el suelo tiene un 2% de finos.
Tabla 25: Valores de coeficientes de uniformidad (Cu) y coeficientes de curvatura (Cu). Muestra #4.
Fuente: Propia.
La tabla 25, muestra los resultados del coeficiente de uniformidad y de coeficiente de curvatura,
según el libro fundamentos de ingeniería de cimentaciones estos deben cumplir con la siguiente
condición Cu > 6 y 1 < Cc > 3 para que el suelo sea considerada bien graduado. Debido a esto al
analizar los resultados de la tabla 25, se pude evidenciar o concluir que es un suelo mal gradado,
ya que el coeficiente de curvatura y el coeficiente no uniformidad no cumplen.
Tabla 26: Prueba de laboratorio límite líquido (LL). Muestra #4.
Fuente: Propia
Como se muestra en la tabla 26 podemos evidenciar que la muestra #4 tiene un límite líquido igual
a 76.67
Tamaño que pasa de material %
D10 0.25
D30 1.15
D60 1.7
Cu 6.8
Cc 3.11
Limite liquido (LL) Muestra #4
N° de golpes Tara Peso húmedo (g) Peso seco (g) Peso Agua (g) %W LL
30 35.4 14.0 8 6.0 75 76.67
46
Tabla 27: Prueba de laboratorio límite líquido (LL). Muestra #4.
Fuente: Propia
Como se muestra en la tabla 27 podemos evidenciar que la muestra #4 tiene un límite plástico
igual a 66.667
Tabla 28: Valores de límite líquido, límite plástico e índice de plasticidad. Muestra #4.
Fuente: Propia
Con los datos de la tabla 28, se llega a la conclusión que el porcentaje de finos presentes en el
suelo es un limo de alta plasticidad ya que el índice de plasticidad (Ip) se encuentra por encima de
la línea A en la figura 1.5 (Grafica de plasticidad) del libro fundamento de ingeniería de
cimentaciones.
Tabla 29: Prueba de laboratorio contenido de humedad. Muestra #4
Fuente: Propia.
Límite plástico (LP) Muestra #4
Tara H (g) S (g) Peso Agua (g) %W
30.9 7 4.2 3 66.667
Limite líquido (LL) 76.67
Limite plástico (LP) 66.67
Índice de plasticidad (IP) 10.01
CONTENIDO DE HUMEDAD
PESO TARA 119.3
PESO HUMEDO (g) 588.3
PESO SECO (g) 364.4
PESO AGUA (g) 223.9
%W 91.35
47
Tabla 30: Prueba de laboratorio gravedad específica. Muestra #4
Fuente: Propia
Tabla 31: Resultados prueba de laboratorio de granulometría de la muestra #5.
Fuente: Propia.
Gráfica 5: Curva granulométrica muestra #5.
Fuente: Propia
Peso picno+agua+suelo 392.5
Peso picno+agua 292.5
Peso tara 129.9
Peso seco 51.6
K 1.00
Gs 0.340
GRANULOMETRÍA MUESTRA #5
TAMIZ # TAMAÑO TAMIZ PESO RETENIDO (gr) % RETENIDO % RET ACUMULADO % PASA
10 2 135.4 40% 40% 60.00
20 1.2 72.6 21% 61% 39.00
40 0.4 38.5 11% 72% 28.00
60 0.25 20.7 6% 78% 22.00
200 0.08 59.5 17% 96% 4.00
Fondo - 14.8 4% 100% -
TOTAL - 341.5 100% - -
-
10.00
20.00
30.00
40.00
50.00
60.00
70.00
0.010.1110
Granulometria muestra #5
48
Los resultados después de realizarle la granulometría a la muestra (Tabla 31 y gráfica 5), se
puede determinar que el suelo objeto de estudio posee características de suelo grueso debido a
que más del 50% queda retenido antes del tamiz N° 200 y debido a que el 100% de la muestra
pasa el tamiz #4, podemos concluir que el suelo es una arena. Además de esto se puedo observar
que el suelo tiene un 4% de finos.
Tabla 32: Valores de coeficientes de uniformidad (Cu) y coeficientes de curvatura (Cu). Muestra #5.
Fuente: Propia
La tabla 32, muestra los resultados del coeficiente de uniformidad y de coeficiente de curvatura,
según el libro fundamentos de ingeniería de cimentaciones estos deben cumplir con la siguiente
condición Cu > 6 y 1 < Cc > 3 para que el suelo sea considerada bien graduado. Debido a esto al
analizar los resultados de la tabla 32, se pude evidenciar o concluir que es un suelo bien gradado,
ya que el coeficiente de curvatura y el coeficiente de uniformidad se encuentran dentro de los
rangos.
Tabla 33: Prueba de laboratorio límite líquido (LL). Muestra #5.
Fuente: Propia.
Como se muestra en la tabla 33 podemos evidenciar que la muestra #5 tiene un límite líquido igual
a 63
Tamaño que pasa de material %
D10 0.1
D30 0.7
D60 1.7
Cu 17.0
Cc 2.88
Limite líquido (LL) Muestra #5
N° de golpes Tara Peso húmedo (g) Peso seco (g) Peso Agua (g) %W LL
30 35.4 13.9 8.6 5.3 61.627907 63.00
49
Tabla 34: Prueba de laboratorio límite plástico (LP). Muestra #5.
Fuente: Propia
Como se muestra en la tabla 34 podemos evidenciar que la muestra #5 tiene un límite plástico
igual a 52.174.
Tabla 35: Valores de límite líquido, límite plástico e índice de plasticidad. Muestra #5.
Fuente: Propia
Con los datos de la tabla 35, se llega a la conclusión que el porcentaje de finos presentes en el
suelo es un limo de alta plasticidad ya que el índice de plasticidad (Ip) se encuentra por encima de
la línea A en la figura 1.5 (Grafica de plasticidad) del libro fundamento de ingeniería de
cimentaciones.
Tabla 36: Prueba de laboratorio contenido de humedad. Muestra #5
Fuente: Propia
Límite plástico (LP) Muestra #5
Tara H (g) S (g) Peso Agua (g) %W
46.3 7 4.6 2 52.174
Limite líquido (LL) 63.00
Limite plástico (LP) 52.17
Índice de plasticidad (IP) 10.83
CONTENIDO DE HUMEDAD
PESO TARA 113.3
PESO HUMEDO (g) 538.1
PESO SECO (g) 340.5
PESO AGUA (g) 197.6
%W 86.97
50
Tabla 37: Prueba de laboratorio gravedad específica. Muestra #5
Fuente: Propia
Tabla 38: Resultados generales muestras alteradas Talud A (Superior)
Fuente: Propia
Peso picno+agua+suelo 407.1
Peso picno+agua 307.1
Peso tara 121.2
Peso seco 73.6
K 1.00
Gs 0.424
Muestra Granulometría Cu Cc Límite líquido
Límite plástico
Índice de plasticidad
Contenido de humedad
Gravedad específica
#1 Arena 16.7 0.3 46.44 43.24 3.19 76.47 0.489
#2 Arena 13.9 0.6 55.86 30.00 25.86 65.66 0.607
#3 Arena 13.3 0.7 56.32 25.00 31.32 72.67 0.484
#4 Arena 6.8 3.1 76.67 66.67 10.01 91.35 0.340
#5 Arena 17.0 2.9 63.00 52.17 10.83 86.97 0.424
#6 Arena 12.0 3.7 82.89 54.35 28.54 86.19 0.397
#7 Arena 18.2 2.9 74.34 52.17 22.17 74.81 0.507
#8 Arena 20.0 0.6 53.96 26.98 26.97 94.29 0.456
#9 Arena 20.0 0.4 57.72 35.85 21.87 92.09 0.493
#10 Arena 16.4 0.5 71.49 43.75 27.74 97.93 0.487
#11 Arena 20.0 4.0 70.41 50.98 19.43 79.71 0.501
#12 Arena 20.0 0.6 52.50 48.98 3.52 84.56 0.499
#13 Arena 12.0 4.9 62.03 52.38 9.64 75.12 0.446
51
7.1.3.2.Talud B (Inferior)
Se mostrarán algunos de los datos obtenidos en las pruebas de laboratorios de granulometría,
límite líquido, límite plástico, gravedad específica y contenido de humedad de cada una de las
muestras del talud B (inferior).
Tabla 39: Resultados prueba de laboratorio de granulometría de la muestra #1I.
Fuente: Propia
Gráfica 14: Curva granulométrica muestra #1I.
Fuente: Propia.
GRANULOMETRÍA MUESTRA #1.
TAMIZ # TAMAÑO TAMIZ PESO RETENIDO (gr) % RETENIDO % RET ACUMULADO % PASA
10 2 0.5 0% 0% 100.00
20 1.2 3.1 2% 2% 98.00
40 0.4 20.6 12% 15% 85.00
60 0.25 40.9 25% 39% 61.00
200 0.08 84 50% 90% 10.00
Fondo - 17.6 11% 100% -
TOTAL - 166.7 100% - -
-
20.00
40.00
60.00
80.00
100.00
120.00
0.010.1110
Granulometria muestra#1
52
Los resultados después de realizarle la granulometría a la primera muestra (Tabla 39 y gráfica
14), se puede determinar que el suelo objeto de estudio posee características de suelo grueso
debido a que más del 50% queda retenido antes del tamiz N° 200 y debido a que el 100% de la
muestra pasa el tamiz #4, podemos concluir que el suelo es una arena. Además de esto se puedo
observar que el suelo tiene un 10% de finos.
Tabla 40: Valores de coeficientes de uniformidad (Cu) y coeficientes de curvatura (Cu). Muestra #1I
Fuente: Propia
La tabla 40, muestra los resultados del coeficiente de uniformidad y de coeficiente de curvatura,
según el libro fundamentos de ingeniería de cimentaciones estos deben cumplir con la siguiente
condición Cu > 6 y 1 < Cc > 3 para que el suelo sea considerada bien graduado. Debido a esto al
analizar los resultados de la tabla 40, se pude evidenciar o concluir que es un suelo mal gradado,
ya que el coeficiente de curvatura y el coeficiente de uniformidad no se encuentran dentro del
rango establecido.
Tabla 41: Prueba de laboratorio límite líquido (LL). Muestra #1I.
Fuente: Propia.
Como se muestra en la tabla 41 podemos evidenciar que la muestra #1 tiene un límite líquido igual
a 71.43.
Tamaño que pasa de material %
D10 0.09
D30 0.12
D60 0.25
Cu 2.8
Cc 0.64
Limite liquido (LL) Muestra #1
N° de golpes Tara Peso húmedo (g) Peso seco (g) Peso Agua (g) %W LL
25 35.4 10.8 6.3 4.5 71.42857143 71.43
53
Tabla 42: Prueba de laboratorio límite plástico (LP). Muestra #1I.
Fuente: Propia.
Como se muestra en la tabla 42 podemos evidenciar que la muestra #1 tiene un límite plástico
igual a 50.943.
Tabla 43: Valores de límite líquido, límite plástico e índice de plasticidad. Muestra #1I.
Fuente: Propia
Con los datos de la tabla 43, se llega a la conclusión que el porcentaje de finos presentes en el
suelo es un limo de alta plasticidad ya que el índice de plasticidad (Ip) se encuentra por encima de
la línea A en la figura 1.5 (Grafica de plasticidad) del libro fundamento de ingeniería de
cimentaciones.
Tabla 44: Prueba de laboratorio contenido de humedad. Muestra #1I
Fuente: Propia
Límite plástico (LP) Muestra #1
Tara Peso húmedo (g) Peso seco (g) Peso Agua (g) %W
41.01 8 5.3 2.70 50.943
Limite líquido (LL) 71.43
Limite plástico (LP) 50.94
Índice de plasticidad (IP) 20.49
CONTENIDO DE HUMEDAD
PESO HUMEDO (g) 216
PESO SECO (g) 166.4
PESO AGUA (g) 49.6
54
Tabla 45: Prueba de laboratorio gravedad específica. Muestra #1I
Fuente: Propia.
Tabla 46: Resultados prueba de laboratorio de granulometría de la muestra #2I.
Fuente: Propia
Gráfica 15: Curva granulométrica muestra #2I.
Fuente: Propia.
Peso picno+agua+suelo 420.6
Peso picno+agua 320.6
Peso tara 101.8
Peso seco 99
K 1.00
Gs 0.497
GRANULOMETRÍA MUESTRA #2
TAMIZ # TAMAÑO TAMIZ PESO RETENIDO (gr) % RETENIDO % RET ACUMULADO % PASA
10 2 6.1 12% 12% 88.00
20 1.2 38.6 15% 27% 73.00
40 0.4 50.7 22% 49% 51.00
60 0.25 74.5 41% 90% 10.00
200 0.08 136.9 10% 100% -
Fondo - 34.5 0% 100% -
TOTAL - 341.3 100% - -
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0.010.1110
Granulometria muestra #2
55
Los resultados después de realizarle la granulometría a la primera muestra (Tabla 46 y gráfica
15), se puede determinar que el suelo objeto de estudio posee características de suelo grueso
debido a que más del 50% queda retenido antes del tamiz N° 200 y debido a que el 100% de la
muestra pasa el tamiz #4, podemos concluir que el suelo es una arena. Además de esto se puedo
observar que el suelo tiene un 0% de finos.
Tabla 47: Valores de coeficientes de uniformidad (Cu) y coeficientes de curvatura (Cu). Muestra #2I
Fuente: Propia.
La tabla 47, muestra los resultados del coeficiente de uniformidad y de coeficiente de curvatura,
según el libro fundamentos de ingeniería de cimentaciones estos deben cumplir con la siguiente
condición Cu > 6 y 1 < Cc > 3 para que el suelo sea considerada bien graduado. Debido a esto al
analizar los resultados de la tabla 47, se pude evidenciar o concluir que es un suelo mal gradado,
ya que el coeficiente de curvatura y el coeficiente de uniformidad no se encuentran dentro del
rango establecido.
Tabla 48: Prueba de laboratorio límite líquido (LL). Muestra #2I.
Fuente: Propia
Como se muestra en la tabla 48 podemos evidenciar que la muestra #2 tiene un límite líquido igual
a 49.57
Tamaño que pasa de material %
D10 0.2
D30 0.3
D60 0.7
Cu 3.5
Cc 0.64
Limite líquido (LL) Muestra #2
N° de golpes Tara Peso húmedo (g) Peso seco (g) Peso Agua (g) %W LL
26 35.4 11.2 7.5 3.7 49.33333333 49.57
56
Tabla 49: Prueba de laboratorio límite plástico (LP). Muestra #2I.
Fuente: Propia
Como se muestra en la tabla 49 podemos evidenciar que la muestra #2 tiene un límite plástico
igual a 48.936
Tabla 50: Valores de límite líquido, límite plástico e índice de plasticidad. Muestra #2I.
Fuente: Propia.
Con los datos de la tabla 50, se llega a la conclusión que el porcentaje de finos presentes en el
suelo es un limo de baja plasticidad ya que el índice de plasticidad (Ip) se encuentra por encima
de la línea A en la figura 1.5 (Grafica de plasticidad) del libro fundamento de ingeniería de
cimentaciones.
Tabla 51: Prueba de laboratorio contenido de humedad. Muestra #2I
Fuente: Propia.
Límite plástico (LP) Muestra #2
Tara Peso húmedo (g) Peso seco (g) Peso Agua (g) %W
38 7 4.7 2.30 48.936
Limite líquido (LL) 49.57
Limite plástico (LP) 48.94
Índice de plasticidad (IP) 0.63
CONTENIDO DE HUMEDAD
PESO HUMEDO (g) 511
PESO SECO (g) 333.7
PESO AGUA (g) 177.3
57
Tabla 52: Prueba de laboratorio gravedad específica. Muestra #2I
Fuente: Propia.
Tabla 53: Resultados prueba de laboratorio de granulometría de la muestra #3I.
Fuente: Propia
Gráfica 16: Curva granulométrica muestra #3I.
Fuente: Propia.
Peso picno+agua+suelo 418.6
Peso picno+agua 318.6
Peso tara 120.3
Peso seco 97.9
K 1.00
Gs 0.494
GRANULOMETRÍA MUESTRA #3
TAMIZ # TAMAÑO TAMIZ PESO RETENIDO (gr) % RETENIDO % RET ACUMULADO % PASA
4 4.75 0.1 0% 0% 100.00
10 2 11.7 4% 4% 96.00
20 1.2 39.6 12% 16% 84.00
40 0.4 25.8 8% 24% 76.00
60 0.25 105.4 33% 56% 44.00
200 0.08 130.5 40% 97% 3.00
Fondo - 10.8 3% 100% -
TOTAL - 323.9 100% - -
0
20
40
60
80
100
120
0.010.1110
Granulometria muestra #3
58
Los resultados después de realizarle la granulometría a la primera muestra (Tabla 53 y gráfica
16), se puede determinar que el suelo objeto de estudio posee características de suelo grueso
debido a que más del 50% queda retenido antes del tamiz N° 200 y debido a que el 100% de la
muestra pasa el tamiz #4, podemos concluir que el suelo es una arena. Además de esto se puedo
observar que el suelo tiene un 3% de finos.
Tabla 54: Valores de coeficientes de uniformidad (Cu) y coeficientes de curvatura (Cu). Muestra #3I
Fuente: Propia
La tabla 54, muestra los resultados del coeficiente de uniformidad y de coeficiente de curvatura,
según el libro fundamentos de ingeniería de cimentaciones estos deben cumplir con la siguiente
condición Cu > 6 y 1 < Cc > 3 para que el suelo sea considerada bien graduado. Debido a esto al
analizar los resultados de la tabla 54, se pude evidenciar o concluir que es un suelo mal gradado,
ya que el coeficiente de curvatura y el coeficiente de uniformidad no se encuentran dentro del
rango establecido.
Tabla 55: Prueba de laboratorio límite líquido (LL). Muestra #3I.
Fuente: Propia
Como se muestra en la tabla 55 podemos evidenciar que la muestra #3 tiene un límite líquido igual
a 76.31
Tamaño que pasa de material %
D10 0.09
D30 0.15
D60 0.35
Cu 3.9
Cc 0.71
Limite liquido (LL) Muestra #3
N° de golpes Tara Peso húmedo (g) Peso seco (g) Peso Agua (g) %W LL
32 35.4 14.9 8.56 6.3 74.06542056 76.31
59
Tabla 56: Prueba de laboratorio límite plástico (LP). Muestra #3I.
Fuente: Propia
Como se muestra en la tabla 56 podemos evidenciar que la muestra #3 tiene un límite plástico
igual a 38.889
Tabla 57: Valores de límite líquido, límite plástico e índice de plasticidad. Muestra #3I.
Fuente: Propia
Con los datos de la tabla 57, se llega a la conclusión que el porcentaje de finos presentes en el
suelo es un limo de alta plasticidad ya que el índice de plasticidad (Ip) se encuentra por encima de
la línea A en la figura 1.5 (Grafica de plasticidad) del libro fundamento de ingeniería de
cimentaciones.
Tabla 58: Prueba de laboratorio contenido de humedad. Muestra #3I
Fuente: Propia
Límite plástico (LP) Muestra #3
Tara Peso húmedo (g) Peso seco (g) Peso Agua (g) %W
39.4 7.5 5.4 2.10 38.889
Limite líquido (LL) 76.31
Limite plástico (LP) 38.89
Índice de plasticidad (IP) 37.42
CONTENIDO DE HUMEDAD
PESO HUMEDO (g) 492.6
PESO SECO (g) 323.8
PESO AGUA (g) 168.8
60
Tabla 59: Prueba de laboratorio gravedad específica. Muestra #3I
Fuente: Propia.
Tabla 60: Resultados prueba de laboratorio de granulometría de la muestra #4I.
Fuente: Propia
Gráfica 17: Curva granulométrica muestra #4I.
Fuente: Propia.
Peso picno+agua+suelo 420.8
Peso picno+agua 320.8
Peso tara 62.6
Peso seco 94.6
K 1.00
Gs 0.486
GRANULOMETRÍA MUESTRA #4
TAMIZ # TAMAÑO TAMIZ PESO RETENIDO (gr) % RETENIDO % RET ACUMULADO % PASA
4 4.75 20.9 6% 6% 94.00
10 2 59.2 17% 23% 77.00
20 1.2 68 19% 42% 58.00
40 0.4 27.5 8% 50% 50.00
60 0.25 42.8 12% 62% 38.00
200 0.08 123.3 35% 98% 2.00
Fondo - 8.2 2% 100% -
TOTAL - 349.9 100% - -
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0.010.1110
Granulometria muestra #4
61
Los resultados después de realizarle la granulometría a la primera muestra (Tabla 60 y gráfica
17), se puede determinar que el suelo objeto de estudio posee características de suelo grueso
debido a que más del 50% queda retenido antes del tamiz N° 200 y debido a que el 100% de la
muestra pasa el tamiz #4, podemos concluir que el suelo es una arena. Además de esto se puedo
observar que el suelo tiene un 2% de finos.
Tabla 61: Valores de coeficientes de uniformidad (Cu) y coeficientes de curvatura (Cu). Muestra #4I
Fuente: Propia
La tabla 61, muestra los resultados del coeficiente de uniformidad y de coeficiente de curvatura,
según el libro fundamentos de ingeniería de cimentaciones estos deben cumplir con la siguiente
condición Cu > 6 y 1 < Cc > 3 para que el suelo sea considerada bien graduado. Debido a esto al
analizar los resultados de la tabla 61, se pude evidenciar o concluir que es un suelo mal gradado,
ya que el coeficiente de curvatura no se encuentra dentro del rango establecido.
Tabla 62: Prueba de laboratorio límite líquido (LL). Muestra #4I.
Fuente: Propia
Como se muestra en la tabla 62 podemos evidenciar que la muestra #4 tiene un límite líquido igual
a 58.73
Tabla 63: Prueba de laboratorio límite plástico (LP). Muestra #4I.
Tamaño que pasa de material %
D10 0.1
D30 0.17
D60 1.5
Cu 15.0
Cc 0.19
Limite liquido (LL) Muestra #4
N° de golpes Tara Peso húmedo (g) Peso seco (g) Peso Agua (g) %W LL
18 35.4 11.6 7.2 4.4 61.11111111 58.73
Límite plástico (LP) Muestra #4
Tara Peso húmedo (g) Peso seco (g) Peso Agua (g) %W
38.2 7.3 5 2.30 46.000
62
Fuente: Propia
Como se muestra en la tabla 63 podemos evidenciar que la muestra #4 tiene un límite plástico
igual a 46
Tabla 64: Valores de límite líquido, límite plástico e índice de plasticidad. Muestra #4I.
Fuente: Propia
Con los datos de la tabla 64, se llega a la conclusión que el porcentaje de finos presentes en el
suelo es un limo de alta plasticidad ya que el índice de plasticidad (Ip) se encuentra por encima de
la línea A en la figura 1.5 (Grafica de plasticidad) del libro fundamento de ingeniería de
cimentaciones.
Tabla 65: Prueba de laboratorio contenido de humedad. Muestra #4I
Fuente: Propia
Tabla 66: Prueba de laboratorio gravedad específica. Muestra #4I
Fuente: Propia
Limite líquido (LL) 58.73
Limite plástico (LP) 46.00
Índice de plasticidad (IP) 12.73
CONTENIDO DE HUMEDAD
PESO HUMEDO (g) 556.9
PESO SECO (g) 349.9
PESO AGUA (g) 207
Peso picno+agua+suelo 401.3
Peso picno+agua 301.3
Peso tara 63.7
Peso seco 120
K 1.00
Gs 0.545
63
Tabla 67: Resultados prueba de laboratorio de granulometría de la muestra #5I.
Fuente: Propia.
Gráfica 18: Curva granulométrica muestra #5I.
Fuente: Propia
Los resultados después de realizarle la granulometría a la primera muestra (Tabla 67 y gráfica
18), se puede determinar que el suelo objeto de estudio posee características de suelo grueso
debido a que más del 50% queda retenido antes del tamiz N° 200 y debido a que el 100% de la
muestra pasa el tamiz #4, podemos concluir que el suelo es una arena. Además de esto se puedo
observar que el suelo tiene un 6% de finos.
GRANULOMETRÍA MUESTRA #5
TAMIZ # TAMAÑO TAMIZ PESO RETENIDO (gr) % RETENIDO % RET ACUMULADO % PASA
4 4.75 35.9 12% 12% 88.00
10 2 89.5 30% 42% 58.00
20 1.2 41.4 14% 56% 44.00
40 0.4 26.8 9% 65% 35.00
60 0.25 25.1 8% 73% 27.00
200 0.08 61.8 21% 94% 6.00
Fondo - 20 7% 100% -
TOTAL - 300.5 100% - -
0
20
40
60
80
100
0.010.1110
Granulometria muestra #5
64
Tabla 68: Valores de coeficientes de uniformidad (Cu) y coeficientes de curvatura (Cu). Muestra #5I
Fuente: Propia
La tabla 68, muestra los resultados del coeficiente de uniformidad y de coeficiente de curvatura,
según el libro fundamentos de ingeniería de cimentaciones estos deben cumplir con la siguiente
condición Cu > 6 y 1 < Cc > 3 para que el suelo sea considerada bien graduado. Debido a esto al
analizar los resultados de la tabla 68, se pude evidenciar o concluir que es un suelo bien gradado,
ya que el coeficiente de curvatura y coeficiente de uniformidad se encuentran dentro del rango
establecido.
Tabla 69: Prueba de laboratorio límite líquido (LL). Muestra #5I.
Fuente: Propia
Como se muestra en la tabla 69 podemos evidenciar que la muestra #5 tiene un límite líquido igual
a 75.25
Tabla 70: Prueba de laboratorio límite plástico (LP). Muestra #5I.
Fuente: Propia.
Como se muestra en la tabla 70 podemos evidenciar que la muestra #5 tiene un límite plástico
igual a 44.643.
Tamaño que pasa de material %
D10 0.09
D30 0.5
D60 1.8
Cu 20.0
Cc 1.54
Limite liquido (LL) Muestra #5
N° de golpes Tara Peso húmedo (g) Peso seco (g) Peso Agua (g) %W LL
34 35.4 13.8 8 5.8 72.5 75.25
Límite plástico (LP) Muestra #5
Tara Peso húmedo (g) Peso seco (g) Peso Agua (g) %W
41.4 8.1 5.6 2.50 44.643
65
Tabla 71: Valores de límite líquido, límite plástico e índice de plasticidad. Muestra #5I.
Fuente: Propia
Con los datos de la tabla 71, se llega a la conclusión que el porcentaje de finos presentes en el
suelo es un limo de alta plasticidad ya que el índice de plasticidad (Ip) se encuentra por encima de
la línea A en la figura 1.5 (Grafica de plasticidad) del libro fundamento de ingeniería de
cimentaciones.
Tabla 72: Prueba de laboratorio contenido de humedad. Muestra #5I
Fuente: Propia
Tabla 73: Prueba de laboratorio gravedad específica. Muestra #5I
Fuente: Propia
Limite líquido (LL) 75.25
Limite plástico (LP) 44.64
Índice de plasticidad (IP) 30.61
CONTENIDO DE HUMEDAD
PESO HUMEDO (g) 492.9
PESO SECO (g) 299.3
PESO AGUA (g) 193.6
Peso picno+agua+suelo 411.4
Peso picno+agua 311.4
Peso tara 115.7
Peso seco 84.3
K 1.00
Gs 0.457
66
Tabla 74: Resultados generales muestras alteradas Talud B (Inferior)
Fuente: Propia
7.2. RESISTENCIA AL CORTANTE Y ESTABILIDAD DE TALUDES
Se le realizo los ensayos directo a las muestras inalteradas del talud B (Inferior), adjunto se
mostrarán los resultados de cada una de ellas.
Tabla 75: Prueba de laboratorio corte directo. Muestra #1
Fuente: Propia
Muestra Granulometría Cu Cc Límite líquido
Límite plástico
Índice de plasticidad
Contenido de humedad
Gravedad específica
#1 Arena 2.8 0.6 71.43 50.94 20.49 77.02 0.497
#2 Arena 3.5 0.6 49.57 48.94 0.63 80.01 0.494
#3 Arena 3.9 0.7 76.31 38.89 37.42 86.12 0.486
#4 Arena 15.0 0.2 58.73 46.00 12.73 94.26 0.545
#5 Arena 20.0 1.5 75.25 44.64 30.61 81.76 0.457
#6 Arena 9.6 1.8 62.62 51.11 11.50 87.42 0.502
#7 Arena 12.5 2.0 69.35 53.33 16.02 89.97 0.498
#8 Arena 11.7 1.5 43.75 40.00 3.75 93.89 0.502
#9 Arena 18.0 2.7 35.59 35.59 46.76 76.23 0.514
#10 Arena 1.7 0.8 54.08 48.08 6.00 76.50 0.456
MUESTRA #1
Peso molde
(gr)
Peso muestra
(gr)
Carga aplicada
(Kg) Diámetro
(mm) Altura (mm)
Mayor carga (KN)
Cohesión (KPa)
Fricción (°)
Esfuerzo cortante
Esfuerzo normal
96.1 79.6 10 49.8 27.3 0.117 19.62 45.84
60.067 50.364
96.1 78.2 20 47.9 26 0.181 100.443 100.728
67
Gráfica 24: Curva esfuerzo vs deformación muestra #1. (10Kg)
Fuente: Propia
Gráfica 25: Curva esfuerzo vs deformación muestra #1 (20Kg)
Fuente: Propia
0.00
20.00
40.00
60.00
80.00
100.00
120.00
0.0% 5.0% 10.0% 15.0% 20.0% 25.0%
Esf
uerz
o co
rtan
te (
kNm
2 )
Deformación unitaria e %
Esfuerzo cortante vs Deformación unitaria
0.00
10.00
20.00
30.00
40.00
50.00
60.00
70.00
0.0% 5.0% 10.0% 15.0% 20.0% 25.0%
Esf
uerz
o co
rtan
te (
kNm
2 )
Deformación unitaria e %
Esfuerzo cortante vs Deformación unitaria
68
Gráfica 26: Curva esfuerzo de falla muestra #1.
Fuente: Propia
Tabla 76: Prueba de laboratorio corte directo. Muestra #2
Fuente: Propia
MUESTRA #2
Peso molde
(gr)
Peso muestra
(gr)
Carga aplicada
(Kg) Diámetro
(mm) Altura (mm)
Mayor carga (KN)
Cohesión (KPa)
Fricción (°)
Esfuerzo cortante
Esfuerzo normal
96.1 78.5 10 48.3 25.6 0.134
54.9 27.48
73.134 53.541
96.1 77.3 20 48.4 26.1 0.216 117.401 107.082
96.1 77 30 48 25.7 0.281 155.287 216.849
y = 0.8017x + 19.692
0
20
40
60
80
100
120
0 20 40 60 80 100 120
kPa
(kN
m2
)
kPa (kNm2 )
Esfuerzos de falla 370
Lineal (Series1) Lineal (Series1)
69
Gráfica 27: Curva esfuerzo vs deformación muestra #2 (10Kg)
Fuente: Propia
Gráfica 28: Curva esfuerzo vs deformación muestra #2 (20Kg)
Fuente: Propia
0.00
20.00
40.00
60.00
80.00
100.00
120.00
140.00
0.0% 5.0% 10.0% 15.0% 20.0%
Esf
uerz
o co
rtan
te (
kNm
2 )
Deformación unitaria e %
Esfuerzo cortante vs Deformación unitaria
0.00
10.00
20.00
30.00
40.00
50.00
60.00
70.00
80.00
0.0% 2.0% 4.0% 6.0% 8.0% 10.0% 12.0% 14.0% 16.0% 18.0%
Esf
uerz
o co
rtan
te (
kNm
2 )
Deformación unitaria e %
Esfuerzo cortante vs Deformación unitaria
70
Gráfica 29: Curva esfuerzo vs deformación muestra #2 (30Kg)
Fuente: Propia
Gráfica 30: Curva esfuerzo de falla muestra #2
Fuente: Propia.
0.00
20.00
40.00
60.00
80.00
100.00
120.00
140.00
160.00
180.00
0.0% 5.0% 10.0% 15.0% 20.0% 25.0% 30.0%
Esf
uerz
o co
rtan
te (
kNm
2 )
Deformación unitaria e %
Esfuerzo cortante vs Deformación unitaria
y = 0.4796x + 54.927
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
0 50 100 150 200 250
kPa
(kN
m2
)
kPa (kNm2 )
Esfuerzos de falla 370
Lineal (Linea de falla) Lineal (Linea de falla)
71
Tabla 77: Prueba de laboratorio corte directo. Muestra #3
Fuente: Propia
Gráfica 31: Curva esfuerzo vs deformación muestra #3 (10Kg)
Fuente: Propia.
MUESTRA #3
Peso molde
(gr)
Peso muestra
(gr)
Carga aplicada
(Kg) Diámetro
(mm) Altura (mm)
Mayor carga (KN)
Cohesión (KPa)
Fricción (°)
Esfuerzo cortante
Esfuerzo normal
96.1 77.2 10 48.5 25.1 0.129
25.2 45.84
69.826 53.100
96.1 76.8 20 48.7 25.7 0.199 106.833 106.200
96.1 79 30 48.2 26.7 0.286 156.741 161.290
0.00
10.00
20.00
30.00
40.00
50.00
60.00
70.00
80.00
0.0% 5.0% 10.0% 15.0% 20.0% 25.0%
Esf
uerz
o co
rtan
te (
kNm
2 )
Deformación unitaria e %
Esfuerzo cortante vs Deformación unitaria
72
Gráfica 32: Curva esfuerzo vs deformación muestra #3 (20Kg)
Fuente: Propia
Gráfica 33: Curva esfuerzo vs deformación muestra #3 (30Kg)
Fuente: Propia
-20.00
0.00
20.00
40.00
60.00
80.00
100.00
120.00
0.0% 5.0% 10.0% 15.0% 20.0% 25.0%
Esf
uerz
o co
rtan
te (
kNm
2 )
Deformación unitaria e %
Esfuerzo cortante vs Deformación unitaria
0.00
20.00
40.00
60.00
80.00
100.00
120.00
140.00
160.00
180.00
0.0% 5.0% 10.0% 15.0% 20.0% 25.0%
Esf
uerz
o co
rtan
te (
kNm
2 )
Deformación unitaria e %
Esfuerzo cortante vs Deformación unitaria
73
Gráfica 34: Curva esfuerzo de falla muestra #3
Fuente: Propia
Tabla 78: Prueba de laboratorio corte directo. Muestra #4
Fuente: Propia
y = 0.804x + 25.215
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180
kPa
(kN
m2
)
kPa (kNm2 )
Esfuerzos de falla 370
Lineal (Linea de falla) Lineal (Linea de falla)
MUESTRA #4
Peso molde
(gr)
Peso muestra
(gr)
Carga aplicada
(Kg) Diámetro
(mm) Altura (mm)
Mayor carga (KN)
Cohesión (KPa)
Fricción (°)
Esfuerzo cortante
Esfuerzo normal
96.1 69.7 10 46.8 23.7 0.082
5.50 37.23
47.669 57.028
96.1 76 20 47.8 25.7 0.129 71.886 114.056
96.1 76.8 30 47 25.9 0.269 155.048 226.174
74
Gráfica 35: Curva esfuerzo vs deformación muestra #4 (10Kg)
Fuente: Propia.
Gráfica 36: Curva esfuerzo vs deformación muestra #4 (20Kg)
Fuente: Propia
0.00
10.00
20.00
30.00
40.00
50.00
60.00
70.00
80.00
0.0% 5.0% 10.0% 15.0% 20.0% 25.0%
Esf
uerz
o co
rtan
te (
kNm
2 )
Deformación unitaria e %
Esfuerzo cortante vs Deformación unitaria
0.00
10.00
20.00
30.00
40.00
50.00
60.00
0.0% 5.0% 10.0% 15.0% 20.0% 25.0% 30.0%
Esf
uerz
o co
rtan
te (
kNm
2 )
Deformación unitaria e %
Esfuerzo cortante vs Deformación unitaria
75
Gráfica 37: Curva esfuerzo vs deformación muestra #4 (30Kg)
Fuente: Propia
Gráfica 38: Curva esfuerzo de falla muestra #4
Fuente: Propia
y = 0.6497x + 5.5024
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
0 50 100 150 200 250
kPa
(kN
m2
)
kPa (kNm2 )
Esfuerzos de falla 370
Lineal (Linea de falla) Lineal (Linea de falla)
0.00
20.00
40.00
60.00
80.00
100.00
120.00
140.00
160.00
180.00
0.0% 5.0% 10.0% 15.0% 20.0% 25.0%
Esf
uerz
o co
rtan
te (
kNm
2 )
Deformación unitaria e %
Esfuerzo cortante vs Deformación unitaria
76
Tabla 79: Prueba de laboratorio corte directo. Muestra #6
Fuente: Propia.
Gráfica 38: Curva esfuerzo vs deformación muestra #6 (10Kg)
Fuente: Propia
0.00
10.00
20.00
30.00
40.00
50.00
60.00
70.00
0.0% 5.0% 10.0% 15.0% 20.0% 25.0% 30.0%
Esf
uerz
o co
rtan
te (
kNm
2 )
Deformación unitaria e %
Esfuerzo cortante vs Deformación unitaria
MUESTRA #3
Peso molde (gr)
Peso muestra
(gr)
Carga aplicada (Kg)
Diámetro (mm)
Altura (mm)
Mayor carga (KN)
Cohesión (KPa)
Fricción (°)
Esfuerzo cortante
Esfuerzo normal
96.1 78.4 10 47.5 25.1 0.111
36.51 27.04
62.639 55.359
96.1 82.3 20 48.5 25.5 0.164 88.771 110.719
96.1 81 30 47.9 25.9 0.251 139.288 217.755
77
Gráfica 39: Curva esfuerzo vs deformación muestra #6 (20Kg)
Fuente: propia
Gráfica 40: Curva esfuerzo vs deformación muestra #6 (30Kg)
Fuente: Propia
0.00
10.00
20.00
30.00
40.00
50.00
60.00
70.00
80.00
90.00
100.00
0.0% 5.0% 10.0% 15.0% 20.0% 25.0% 30.0%
Esf
uerz
o co
rtan
te (
kNm
2 )
Deformación unitaria e %
Esfuerzo cortante vs Deformación unitaria
0.00
20.00
40.00
60.00
80.00
100.00
120.00
140.00
160.00
0.0% 5.0% 10.0% 15.0% 20.0% 25.0% 30.0%
Esf
uerz
o co
rtan
te (
kNm
2 )
Deformación unitaria e %
Esfuerzo cortante vs Deformación unitaria
78
Gráfica 41: Curva esfuerzo de falla muestra #6
Fuente: Propia
y = 0.472x + 36.512
0
20
40
60
80
100
120
140
160
0 50 100 150 200 250
kPa
(kN
m2
)
kPa (kNm2 )
Esfuerzos de falla 370
Lineal (Linea de falla) Lineal (Linea de falla)
79
8. CONCLUSIONES
Se identifico al momento de la extracción de muestras del sitio de estudio que el color ocre pardo
oscuro predominada en la mayoría de estas, aunque no solo estaba este color también se
identificaron colores grisáceos y tonos café.
Con base en los resultados obtenidos del ensayo de granulometría a estas muestras se logró
identificar que la mayoría de estos suelos son arenas finas con presencia de limos y arcillas, pero
ya en menor cantidad, esto se pudo determinar ya que el 50% quedo retenido en los tamices
anteriores al #200 y el 100% de la muestra pasa por el tamiz No 4.
Al ser una arena fina se pudo identificar que hay presencia de minerales como feldespatos y cuarzo.
En base a la identificación de colores también se pudo identificar que este perfil está conformado
por un lleno antrópico hasta los 10 metros de profundidad, ya que a esta distancia se encontró
material de color oscuro y esto quiere decir que hay presencia de materia orgánica.
Como se muestra en los resultados podemos observar cuales son las mayores cargas que pueden
soportar cada una de las muestras inalteradas del talud B (Inferior), excepto la muestra #5 debido
a que por motivos de humedad no se logró su obtención.
Las muestras en donde se tenia un alto porcentaje de limos y arcillas se puede notar que su
cohesión es alta a diferencia de las otras donde el porcentaje de limos es inferior
Debido a que el talud B (inferior) es identificado como una arena su resistencia a las cargas son
muy bajas.
80
9. RECOMENDACIONES
Después de los resultados obtenidos en esta investigación y teniendo en cuenta todos los ensayos
que se realizaron a todas las muestras se recomienda tener más cuidado al momento de
conformar taludes ya que uno de los resultados obtenidos fue que una gran parte de suelo es
lleno antrópico y si no tuvo una buena compactación representa una gran amenaza para las
viviendas y las personas que están ubicadas en este sector.
Otra recomendación es darle un mejor manejo a este talud por parte de los encargados de esta
zona ya que presenta un deterioro notable en su sendero peatonal y tampoco tiene algo que
proteja a las personas que por allí transitan.
Se recomienda hacerle un mayor seguimiento por parte de la entidad encargada que es la
dirección de riesgo y atención de desastres del municipio de Pereira (DIGER), ya que este talud
alguna vez represento o representa amenaza, una razón para decir eso es la gran cantidad de agua
que está allí presente y que a pesar de que se tiene un manejo de agua como lo son los canales
abierto y los drenes horizontales sigue habiendo presencia esta.
81
10. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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