Universidad de La Salle Universidad de La Salle

Ciencia Unisalle Ciencia Unisalle

Ingeniería Civil Facultad de Ingeniería

2007

Zonificación geotécnica preliminar del casco urbano del Zonificación geotécnica preliminar del casco urbano del

municipio de Barrancabermeja, Santander municipio de Barrancabermeja, Santander

Lorena Vanessa Lopez Florez Universidad de La Salle, Bogotá

Fabio Andres Robayo Gonzalez Universidad de La Salle, Bogotá

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ZONIFICACION GEOTECNICA PRELIMINAR DEL CASCO URBANO DEL

MUNICIPIO DE BARRANCABERMEJA, SANTANDER

LORENA VANESSA LOPEZ FLOREZ FABIO ANDRES ROBAYO GONZALEZ

UNIVERSIDAD DE LASALLE FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL

BOGOTA D.C. 2007

ZONIFICACION GEOTÉCNICA PRELIMINAR DEL CASCO URBANO DEL MUNICIPIO DE BARRANCABERMEJA, SANTANDER

LORENA VANESSA LOPEZ FLOREZ FABIO ANDRÉS ROBAYO GONZÁLEZ

Trabajo de grado presentado como requisito parcial para optar al título de Ingeniero Civil

Director Temático Ing. Hernán David Florez

Asesora Metodológica

Mag. Rosa Amparo Ruiz Saray

UNIVERSIDAD DE LASALLE FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL

BOGOTA D.C. 2007

Nota de aceptación

Firma del presidente del jurado

Firma del jurado

Firma del jurado

Bogotá D.C. Noviembre 1 de 2006

AGRADECIMIENTOS

Los autores expresan su agradecimiento:

A HERNAN DAVID FLOREZ OLIVARES, por su aporte profesional en la

realización de este trabajo de grado.

A nuestros familiares por su gran apoyo y paciencia durante estos 5 años de

sacrificio, viéndonos realizar nuestros sueños……

A ROSA AMPARO RUIZ SARAY, por sus aportes y colaboración metodológica.

DEDICATORIA

A mis padres Silvia Mónica González Rozo y José Edgar Robayo Jiménez por

todo el apoyo que me brindaron en el transcurso de mi estudio.

A mis abuelos por orientarme e inculcarme que no hay cosas imposibles.

A toda mi familia, mis hermanas, primas tíos y tías.

A María Andrea Bernal que me hizo ver que las cosas realmente importantes solo

se ven con los ojos del corazón.

A mis amigos, los que no están y se han marchado y los que están y seguirán

aguantándome así como soy.

Y por favor nunca olviden que adonde quiera que vayan…..allá estarán.

CIAO. FR.

FABIO ANDRES ROBAYO GONZALEZ

DEDICATORIA

A mis padres Alma Rosa Flórez olivares y Humberto López Martínez, y a mis

hermanos Karolina Isabel Flórez, Eder Humberto López y Sergio Andrés López,

que han sido un gran apoyo durante toda mi carrera, y que hicieron que uno de

mis grandes sueños se cumpliera, los Amo mucho.

A toda mi Familia, Tíos, primos y sobrina, especialmente a mi abuelita Silvia Rosa

Olivares, que ha sido mi ángel de la guarda y mi gran compañía espiritual, que

Dios la tenga en su gloria.

A mi Tío Hernán David Flórez que con su talento, inteligencia y apoyo hizo de este

trabajo un gran aporte para mi vida como estudiante y como profesional. Mi gran

inspiración.

A mi Tía Silvita, George y Laurita por su gran compañía y apoyo durante mi

estadía en estos cinco años en Bogota. Los quiero mucho.

A todos mis amigos que con su gran compañía hicieron de esto una gran

aventura, los llevo en mi corazón.

LORENA VANESSA LOPEZ FLOREZ

RESUMEN La representación de las componentes geotécnicas del terreno de una zona

urbana se hace cada día más importante, tanto así que los municipios que se

encuentran en crecimiento y que presentan amenazas naturales deben adelantar

estudios de zonificación que ayuden a la planificación de su desarrollo. El presente

documento es el resumen del estudio realizado por el grupo investigador. Este

estudio se denomina Zonificación Geotécnica Preliminar del Casco Urbano del

Municipio de Barrancabermeja, y que surge de la necesidad de tener

conocimientos previos de los problemas que puedan presentar los diferentes

terrenos a las nuevas obras civiles, todo ello dentro de las obligadas limitaciones

en equipos, tiempo y costos.

Barrancabermeja es un municipio que cuya población supera los 250.000

habitantes y se encuentra ubicada en la zona andina, la cual presenta condiciones

topográficas, geológicas, geotécnicas y ambientales muy particulares,

circunstancia que hace que los proyectos actuales y futuros estén expuestos a

problemas de inestabilidad que ponen en peligro vidas y bienes. Teniendo en

cuenta que la importancia del proyecto es la obtención de la información

secundaria, con este propósito, se realizaron varias inspecciones visuales

detalladas de los sectores que tienen gran potencial de amenaza, terminada esta

labor se seleccionaron aquellos que podrían presentar mayor riesgo. Además se

hizo una recopilación de información de apiques y sondeos hechos en el municipio

desde el año de 1995 hasta el año 2005. Con esta información se hicieron unas

listas de perfiles con los datos geo-mecánicos de los sitios y a su vez se dividieron

por comunas desde la 1 hasta la comuna 7.

Si bien es cierto, los problemas geotécnicos deben estudiarse individualmente,

conforme a cada situación particular; el propósito del presente trabajo es sintetizar

en mapas geotécnicos, el comportamiento de las diferentes variables zonificadas,

basándose en información existente, ya que la práctica de la geotecnia en

Barrancabermeja se ha venido realizando sin una metodología unificada ni una

tecnología clara de sus objetivos, datos básicos y contenido. Esta zonificación

preliminar nos servirá como una herramienta guía de fácil manejo y que contribuya

hacia una mejor planificación y desarrollo urbano del municipio.

GLOSARIO

AGLOMERADO. Depósito de rocas fragmentadas, poco o nada cementado,

compuesto de elementos mayor o igual a dos milímetros. La roca consolidada

correspondiente es un conglomerado.

AGUA SUBTERRANEA. Agua contenida en el subsuelo, procedente de la

infiltración (precipitaciones y escorrentía) y en ocasiones de aguas juveniles

magmáticas. El agua infiltrada circula por el subsuelo hasta llegar a una zona de

acumulación limitada por capas impermeables, formando un manto

cautivo o capa freática.

ARCILLOLITA. Roca sedimentaria que contiene al menos un 50% de minerales

arcillosos, es blanda y rayable con la uña.

ARENISCA. Roca sedimentaria detrítica formada por la cementación de granos

individuales del tamaño de arena, compuesta comúnmente del mineral cuarzo.

CUATERNARIO. Ultima era en que se divide la historia geológica de la tierra (era

actual), con una duración de poco más de un millón y medio de años.

DENSIDAD. Es fundamentalmente la masa del suelo por la unidad de volumen

del mismo.

DEPOSITO ALUVIAL. Acumulación de sedimentos de origen fluvial, de

granulometría relacionada con el caudal y compuesta de bloques, gravas y arenas

en depósitos lenticulares; el cemento está constituido de arcillas y limos.

EROSION. Destrucción de los materiales de la superficie terrestre (rocas y suelo)

por separación física de partículas de cualquier tamaño, debido a la acción de los

agentes externos (viento, agua, hielo).

ESCOMBRO. Desecho, cascote o residuo que queda de la infraestructura física

en hierro y concreto de una casa o edificio derribado o de una explotación minera.

Se trata de desechos casi en su totalidad no combustibles, lo que hace necesaria

la existencia de lugares destinados para depositarlos.

HUMEDAD. Cantidad de agua presente en una cantidad dada de un suelo en

términos de su peso seco. Es la relación existente entre el peso del agua presente

en la masa del suelo y el peso de los sólidos del suelo.

INORGANICO. Cuerpos desprovistos de vida, no organizados, como por ejemplo,

los minerales.

MANEJABILIDAD. Se define como el contenido adecuado de humedad del suelo

para que este se deje moldear fácilmente.

MUESTREO. Es la toma de muestras representativas para determinar la

naturaleza, calidad y volumen de los recursos naturales y del medio ambiente

durante un período determinado.

SUELO. Material particulado multifase. El suelo es el material suelto no

consolidado resultado de la alteración meteorológica o de la disgregación física y

química de las rocas.

CONTENIDO

Pág. INTRODUCCION 1. EL PROBLEMA 14 1.1 LINEA 14 1.2 TITULO 14 1.3 DESCRIPCION DEL PROBLEMA 14 1.4 FORMULACION DEL PROBLEMA 15 1.5 JUSTIFICACION 15 1.6 OBJETIVOS 16 1.6.1 Objetivo General 16 1.6.2 Objetivos Específicos 16 2. MARCO REFERENCIAL 18 2.1 MARCO TEORICO 18 2.1.1 Generalidades 18 2.1.2 Zonificación Geotécnica 19 2.1.3 Bases Teóricas 19 2.1.4 Metodología de Zonificación 21 2.1.5 Etapas de la Zonificación 23 2.2 MARCO CONCEPTUAL 26 2.3 MARCO NORMATIVO 27 2.4 MARCO CONTEXTUAL 28 2.4.1 Generalidades de Barrancabermeja 28 2.4.2 El medio Natural 31 2.4.2.1 Geología 31 2.4.2.2 Geomorfología 33 2.4.2.3 Clima 34 2.4.3 Antecedentes 35 2.4.2 División Municipal 37 3. METODOLOGIA 43 3.1 DISEÑO DE LA INVESTIGACIÓN 43 3.2 OBJETO DE ESTUDIO 45 3.3 INSTRUMENTOS 45 3.4 VARIABLES 45 4. TRABAJO INGENIERIL 46 4.1 EXPLORACIÓN Y MUESTREO 46 4.2 ENSAYOS DE LABORATORIO 47 4.3 INTERPRETACIÓN DE LOS ENSAYOS DE LABORATORIO 47 4.4 ZONIFICACIÓN PARCIAL 50 4.5 ZONIFICACIÓN FINAL 54 5. COSTOS TOTALES DE LA INVESTIGACIÓN 57

5.1 RECURSOS MATERIALES 57 5.2 RECURSOS TECNOLÓGICOS 57 5.3 RECURSOS HUMANOS 58 5.4 RECURSOS DE TRANSPORTE 58 5.5 RECURSOS FINANCIEROS 59 6. CONCLUSIONES 60 7. RECOMENDACIONES 63 BIBLIOGRAFIA 64 ANEXOS 67

LISTA DE TABLAS

Pág.

Tabla 1. Leyes 27 Tabla 2. Análisis de las variables 45 Tabla 3. Nivel freático 48 Tabla 4. Zonificación Geotécnica Final de Barrancabermeja 56 Tabla 5. Recursos Materiales 57 Tabla 6. Recursos Tecnológicos 57 Tabla 7. Recursos Humanos 58 Tabla 8. Recursos de Transporte 58 Tabla 9. Recursos Financieros 59

LISTA DE FIGURAS

Pág.

Figura 1. Foto satelital de Barrancabermeja 29 Figura 2. Localización del área de estudio 30 Figura 3. Comuna 1 38 Figura 4. Comuna 2 38 Figura 5. Comuna 3 39 Figura 6. Comuna 4 40 Figura 7. Comuna 5 40 Figura 8. Comuna 6 41 Figura 9. Comuna 7 42 Figura 10. Sondeos. Sector occidental de la comuna 1 51 Figura 11. Sector occidental de la comuna 1 52 Figura 12. Nivel Freático. Sector occidental comuna 53 Figura 13. Zonificación Final. Sector occidental comuna 13

LISTA DE ANEXOS

Pág.

ANEXO A. Plano de Amenazas por Inundación 65 ANEXO B. Plano Geológico 67 ANEXO C. Ubicación de los sondeos dentro de la cuidad 69 ANEXO D. Nivel freático 71 ANEXO E. Zonificación según el estrato predominante 73 ANEXO F. Zonificación Geotécnica de Barrancabermeja 75

INTRODUCCIÓN

Es indudable que el desarrollo del país venga aplicando un nuevo orden territorial

de la economía, la sociedad, el medio ambiente y la sostenibilidad. Según la

legislación vigente los Municipios deben asumir directamente el compromiso de

orientar este proceso: el de Planeación y Ordenamiento de su desarrollo

Territorial. El plan de Ordenamiento Territorial POT es un instrumento técnico y

normativo de planificación; es el conjunto de acciones políticas, administrativas y

de planeación física que orientan el desarrollo del territorio Municipal y regulan la

utilización, ocupación y formación del espacio físico, urbano y rural.

Barrancabermeja es un Municipio que se encuentra localizado en la región andina

del oriente Colombiano, es la segunda ciudad mas importante del Departamento

de Santander y es un importante centro industrial y petrolero, y además, un puerto

fundamental sobre el rió Magdalena, su población supera los 136.000 habitantes y

se localiza aproximadamente a 535 kilómetros al norte de Bogotá. La mayor parte

de la población Barrameja es urbana y esta localizada en zonas con amenazas de

fallas en los suelos importantes debido a que se ha hecho un manejo inadecuado

de su territorio y de los suelos desde que comenzó a crecer y una de las causas

de este mal manejo es por que no se ha hecho un estudio completo de

zonificación geotécnica previa o no conocerlos tipos de suelo que se encuentran

en cada una de las regiones de este Municipio y esto hace a que se deba reducir

el riesgo mediante un adecuado conocimiento de las amenazas y mediante la

reducción de la vulnerabilidad de los suelos y un buen manejo y desarrollo del

POT.

1. EL PROBLEMA

1.1 LÍNEA

El proyecto de investigación a desarrollar corresponde a la línea de Análisis de

riesgos según las líneas de investigación establecidas por la Facultad de

Ingeniería Civil.

1.2 TÍTULO

Zonificación Geotécnica Preliminar del casco urbano del Municipio de

Barrancabermeja.

1.3 DESCRIPCION DEL PROBLEMA

El tipo de construcción local, principalmente enfocada a industrias, edificaciones y

casas, y la falta de inversiones importantes han permitido que el conocimiento del

subsuelo en el casco urbano del Municipio de Barrancabermeja permanezca

apoyado en la intuición.

En Barrancabermeja, salvo algunas construcciones de importancia, se realizan

obras civiles sin respaldo de un estudio de Geotecnia, por ello el casco urbano se

15

asentó de manera desordenada durante muchos años debido a la falta de

planificación urbana y a un plan de ordenamiento territorial. Actualmente te

encuentran barrios completos construidos en terrenos inundables, en suelos

potencialmente licuables y colapsables. El plan de ordenamiento territorial ha

determinado el crecimiento hacia sectores donde se desconocen las

características geomecánicas de los suelos, pero se han detectado de manera

preliminar arcillas expansivas. Se requiere entonces elaborar una zonificación

geotécnica que como herramienta de trabajo y elemento para la toma de

decisiones le permita al Municipio de Barranca bermeja entre otros aspectos,

modificar o alinear parámetros con respecto al POT y al crecimiento de la ciudad.

1.4 FORMULACION DEL PROBLEMA

¿Cómo influye la zonificación geotécnica en el desarrollo del ordenamiento

territorial del Municipio de Barrancabermeja?

1.5 JUSTIFICACIÓN

El sector elegido para la realización de este trabajo presenta problemas críticos de

carácter geotécnico como consecuencia de actividades humanas no controladas,

principalmente prácticas inconvenientes en el uso y el manejo del suelo y falta de

un plan de ordenamiento territorial adecuado, según información de la comunidad.

Por ello, la prevención en la planificación urbanística en el plan de ordenamiento

16

territorial de un municipio en crecimiento es esencial, por lo que es conveniente

que las entidades competentes de este Municipio utilicen y socialicen los

resultados que serán obtenidos de este proyecto y en términos específicos, las

zonas que serán delimitadas en la zonificación geotécnica que se obtendrá en el

informe Final. De otro lado, se le recomendara al Municipio ejercer un estricto

control urbanístico en los sitios que presenten factores probabilísticos de falla de

moderadas a muy altas según el tipo de suelo, y ultimar que en estos lugares

definitivamente no es recomendable la construcción de nuevas o futuras

edificaciones, por el contrario, ante una vulnerabilidad alta se hará necesario

reubicar las viviendas que se hallarán en estos sectores beneficiando a la

comunidad y a un correcto crecimiento urbano de este municipio.

1.6 OBJETIVOS

1.6.1 Objetivo general.

Determinar la Zonificación Geotécnica preliminar del municipio de

Barrancabermeja basándose en información secundaria.

1.6.2 Objetivos Específicos.

1. Realizar un estudio geotécnico que permita clasificar de una manera

adecuada los suelos del Municipio de Barrancabermeja.

2. Establecer parámetros que indiquen la vulnerabilidad de las construcciones

que se encuentran en la zona de estudio.

17

3. Elaborar planos escala máxima 1:10.000 de zonificación geotécnica según

tipo (clasificación) del suelo.

4. Determinar las principales características geomecánicas de los suelos

superficiales (clasificación, propiedades, índice, peso específico, cohesión y

resistencia al corte) que conforman cada una de las zonas planteadas.

2. MARCO REFERENCIAL

2.1. MARCO TEORICO

2.1.1 Generalidades

Para muchos el problema de evaluación de riesgos ya sea por deslizamientos,

remoción en masa o por fallas geotécnicas no es un tema nuevo, esto es algo que

se remonta tiempo atrás en trabajos de ingeniería. Dentro de una organización

como la nuestra es necesario que exista una delimitación tanto cualitativa como

cuantitativa de los territorios que, determine los posible usos de estos ya sean

agricolas o urbanos. Esta delimitación se denomina ordenamiento territorial o

Zonificación.

Cuando se tiene planeado desarrollar una serie de actividades que requieren una

investigación en el campo de ordenamiento territorial, es indispensable entonces

realizar una Zonificación Geotécnica. La gran mayoria de los principios que

definen una tipificación geotecnica no estan totalmente cubiertos y aducen algunas

falencias que impiden que el suelo para fines de ingenieria este subutilizado de ahí

la importancia de esto.

19

2.1.2 Zonificación Geotécnica

Las zonificaciones geotécnicas se presentan como un importante instrumento

técnico que permite definir aspectos como: estimación de grado de amenaza por

factores naturales, caracterización geotécnica de suelos y rocas, identificación y

caracterización de las fuentes de materiales de construcción, definición de la

estabilidad posible de cada zona ante obras civiles como edificios o vías, y llegar

al uso recomendado del suelo desde el punto de vista de estabilidad.

Según Forero y Dueñas (1994), el término zonificación se puede entender como la

subdivisión de un área bajo un criterio establecido, produciéndose una

sectorización de acuerdo con los niveles o valores de ese criterio. La zonificación

geotécnica consiste en delimitar sectores relativamente homogéneos, con

características físico-mecánicas similares, donde se identifican parámetros

fundamentales que prevén algunos problemas constructivos que pueden

presentarse, además permite conocer la aptitud del terreno para los diferentes

usos desde el punto de vista del desarrollo urbano.

2.1.3 Bases Teóricas

En la evaluación previa de las condiciones geotécnicas de un terreno, se emplea

el concepto sistemático, el cual considera el medio físico como un sistema de

elementos estrechamente correlacionados que actúan entra si. Es decir, el medio

20

donde se construyen las obras y que sirven como fundación de los mismos se

caracteriza por la gran cantidad de elementos que lo componen (rocas, suelos,

agua, gases, minerales, etc.), y que se encuentran en el área de influencia.

Según Tchemodanova (1998), se definen entonces dos conceptos básicos que

entran a hacer parte de un sistema geotécnico que son: Medio Geológico y

Proyecto Técnico. Estos se encuentran constituidos por elementos tales como

rocas, depósitos no consolidados, procesos geodinámicos que conforman el

relieve y aguas subterráneas, estos elementos pueden definir la susceptibilidad

que puede tener el área de intervención del terreno, así mismo su estabilidad y

riesgo que corre el mismo por fenómenos naturales.

Cuando se trata de definir el área potencial a tratar en el ordenamiento territorial,

Tchemodanova (1998), hace énfasis en una división de la siguiente manera:

a) Territorios

b) Regiones

c) Provincias

d) Sectores

e) Sub-sectores

Los territorios geotécnicos se denominan bajo criterios históricos de la formación

de complejos genéticos de rocas. Un territorio es un bloque tectónico conformado

por asociación de rocas que han tenido la misma historia de desarrollo.

21

Estos se dividen en regiones con base en criterios geomorfológicos, es decir, son

áreas que han tenido diferente desarrollo en los últimos tiempos geológicos,

viéndose reflejado en particularidades del relieve actual.

Por su parte las regiones geotécnicas se dividen en provincias con base en

criterios Estatigráficos. Estas áreas están compuestas por conjuntos litológicos

formados en iguales condiciones tales como provincias de rocas ígneas,

metamórficas, sedimentarias, etc. Las provincias se dividen en sectores

geotécnicos con base en criterios de edad. Estas áreas las conforman rocas o

suelos de la misma edad.

2.1.4 Metodología de Zonificación

Las metodologías de zonificación son muy diversas, pero tienden siempre a llegar

a un mismo objetivo, que es el de modelar gráficamente una zona partiendo de

información geológica y geotécnica. Algunas de las características generales que

tiende a incluir una metodología son:

• Incluye los parámetros básicos necesarios

• Plantea un procedimiento de análisis flexible, esto dependiendo de la

magnitud del problema y de las implicaciones que este traiga consigo.

• Aplicable a diversos análisis específicos y a diversas escalas de trabajo.

22

• El resultado final debe ser comprensible por personas ajenas a la actividad;

su lenguaje debe ser técnico pero a la vez simple.

Dentro de una metodología como esta, se tienen en cuenta factores como la

geología, la caracterización geomecánica de los suelos, pendientes, hidrología,

clima, la vegetación y el uso actual del suelo.

La geología estudia los materiales del suelo y el subsuelo, con el objeto que estos

sean identificados y se puedan seleccionar y tratar en las cimentaciones y

construcciones de obras civiles, en lo que se refiere a la solución de problemas

ambientales en donde la mitigación de amenazas es la prioridad. Se analizan los

elementos que desde un punto de vista de ingeniería podrán tener influencia en la

estabilidad del terreno, en la generación de amenazas y en el comportamiento de

futuras obras civiles.

El uso de los parámetros geomecánicos permite desarrollar de manera cuantitativa

un análisis de comportamiento del suelo, su resistencia, su plasticidad, entre otros.

La caracterización geomecánica varía en función del proyecto, por eso una

descripción detallada de los suelos y rocas debe incluir información a nivel de

masa o macizo (donde son relevantes características estratigráficas, fallas, etc.), y

a nivel material se manejan muestras de menor tamaño tomadas de apiques

manuales.

23

Las pendientes son elementos que se encuentran relacionados con la calificación

de estabilidad, por eso, este análisis debe efectuarse con criterios de estabilidad

de taludes. Los factores de seguridad cobran gran importancia. Al hablar de

hidrología, clima y vegetación, hacemos referencia a un factor de total relevancia

en el tema de amenazas: El agua. Este contribuye entre otros fenómenos como el

de la licuación y el de los asentamientos de obras civiles debido a la

consolidación. La relación entre el clima y la erosión se ve reflejada en el

comportamiento y en las condiciones de estabilidad.

2.1.5 Etapas de la Zonificación

Según Forero Dueñas (1994), una zonificación geotécnica comprende cinco

etapas básicas que son:

• Recopilación y análisis de la información existente

La información que se encuentra tanto en bibliotecas como en entidades

gubernamentales ya sean Alcaldías u Oficinas de Planeación muchas veces se

dejan en un segundo plano y no de se les da la importancia necesaria, omitiendo

muchas veces pequeños datos que inciden en el desarrollo futuro del trabajo.

Además es de suma importancia conocer el sitio de estudio y tener en cuenta las

condiciones generales del área, esto permite hacerse una idea de que tan grande

y tan extenso puede llegar a ser el proyecto.

24

• Investigación de campo

Esta actividad es muy importante porque aquí se realizan algunos de los análisis

preliminares sobre los aspectos más notables del estudio, se detectan algunos

detalles que no muy claros al principio y se identifican sitios que en teoría no eran

muy representativos pero que ya en campo se ven diferente. Dependiendo del tipo

de zonificación y con el ánimo de cumplir los objetivos, Forero Dueñas insiste en

programar observaciones detalladas en sitios críticos como laderas afectadas por

remoción en masa, sectores con erosión y lugares con problemas de socavación,

sitios con exceso de asentamientos y que evidencien expansividad, y sectores con

problemas de manejo inadecuado del suelo.

Para un proyecto de zonificación el trabajo de campo es el más costoso, por eso

su éxito depende de una buena planificación y un buen cronograma, de lo

contrario se perdería tanto tiempo como dinero.

• Ensayos de laboratorio

En suelos los ensayos de laboratorio se pueden agrupar en cuatro tipos: ensayos

de caracterización básica, de resistencia al corte, de deformabilidad y de

permeabilidad. En el desarrollo de este trabajo se utilizaron ensayos de

25

caracterización básica los cuales arrojaron resultados de humedad natural, limites

de Atterberg (límite líquido y plástico), granulometría, peso específico y unitario.

• Procesamiento, análisis de resultados, conclusiones y

recomendaciones

Corresponde al resumen de toda la información recopilada en los pasos anteriores

con el fin de culminar en un mapa temático que sintetice de forma grafica la teoría.

En este modelo se refleja la zonificación por áreas desde el punto de vista de

comportamiento. Estas áreas o zonas indicarán que tan susceptibles son a las

amenazas naturales y como seria su comportamiento ante estas.

Cada una de las etapas se cumple dentro de una secuencia establecida, pero en

el momento que se desee regresar a una anterior para reorganizarla y corregir

algunos procesos dentro de una retroalimentación, se puede hacer.

26

2.2 MARCO CONCEPTUAL

A continuación se hace referencia a los términos más representativos en el

transcurso de la investigación. Estos tendrán mucha relevancia durante el trabajo.

Licuefacción. Se dice que es la transformación de un suelo del estado sólido al

líquido; es el resultado del incremento de la presión de poros lo que produce una

reducción de la resistencia al corte.

Licuefacción Espontanea. Al decir espontanea se dice entonces que es la

pérdidda súbita de la resistencia al corte de un suelo.

Suelos Expansivos. Estos sufren cambios de volumen por humedecimiento y

secado. Se encuentran principalmente en regiones áridas y su contenido de arcilla

es considerable.

Arcilla Expansiva. Estas arcillas sencillamente presentan cambios de volumen al

variar el contenido de humedad, al encontrarse confinada geberan grandes

presiones lo que manifiesta un potencial de expansión.

Suelo Activo. Este suelo tambien presenta cambios considerables de voluman y

de su comportamiento mecánico en respuesta a los cambios en el contenido de

humedad. Presenta valores elevados de capacidad en el intercambio catiónico,

27

límite líquido, índice de plasticidad y potencial de expansión.

Suelos Colapsables. En general son suelos arenosos o limosos que pueden

experimentar una perdida instantanea de resistencia al corte y disminuye su

relación de vacios al ser saturados bajo una carga dada.

2.2 MARCO NORMATIVO

Tabla 1. Leyes

LEY AÑO DESCRIPCION

NORMAS COLOMBIANAS

DE SISMO

RESISTENCIA NSR

1998

Se observaran los capitulos que sean necesarios para este proyecto y se hará énfasis en el tomo 1 , titulo A

PLAN DE

ORDENAMIENTO TERRITORIAL

LEY 388

1997

Establece los principios y reglamenta las formas de intervención del territorio y su intencionalidad se relaciona directamente con lo fìsico, con lo cual se encara la planificación física de los municipios, las temáticas de lo urbano, el uso del suelo u8rbano y rural, el crecimiento de las ciudades y la relación de estas con el entorno y su impacto socioeconómico, cultural y político-administrativo.

PLAN DE DESARROLLO

LEY 152

1994

Se encamina sobre el desarrollo estratégico, las políticas y las estrategias desde los ámbitos sociales, económicos y ambientales. El ámbito de lo municipal reconoce tres espacios de actuación que intervienen en la consolidación de la estructura territorial: lo urbano, lo rural y la interacción urbano-rural; y que a la vez deben ser abordados desde el esquema de planeación del municipio. Así mismo de acuerdo a la Ley 152, el programa de gobierno del Alcalde se convierte en componente de obligatorio cumplimiento en los contenidos y la estructura del plan.

28

2.4 MARCO CONTEXTUAL

2.4.1 GENERALIDADES DE BARRANCABERMEJA

Barrancabermeja es la segunda ciudad del departamento de Santander y el primer

centro petroquímico de Colombia. Su cabecera esta localizada en la margen

derecha del río Magdalena, a los 07°03’55’’ de latitud norte y 73°51’17’’ de latitud

oeste. La altura sobre el nivel del mar es de 81 m y la precipitación media anual

es de 2.675 mm. Se encuentra a 115 Km. de Bucaramanga, capital del

departamento. El área municipal es de 1.271 Km2, el territorio en su mayor parte

es plano y corresponde al valle del río Magdalena; riegan sus tierras los ríos

Oponcito, Sogamoso, La Colorada, numerosas quebradas y corrientes menores

así como la ciénagas Brava, Castillo, San Juan, San Silvestre, Miramar, Del

Castillo y Zarzal.

El territorio actual de Barrancabermeja estuvo habitado por los indígenas

Yaraguíes, que teñían un caserío llamado La Tora, el cual fue descubierto en 1536

por Gonzalo Jiménez de Quesada, quién lo llamó Barrancabermeja y donde

acampo por tres meses. Con la apertura de un nuevo camino entre la costa y el

interior por el puerto de Honda, se abandonó el camino del Opón y el puerto de

Barrancabermeja. Luís Enríquez fundo el 2 de febrero de 1601 un pueblo en el

sitio de Barrancabermeja y se construyo una fortaleza. El capitán Juan del

Campos lo traslado a la orilla opuesta, conociéndose como Presidio del Carare.

29

Figura 1. Foto satelital de Barrancabermeja

Fuente: http//www.googleearth.com/image

El acontecimiento más importante en la historia de Barrancabermeja fue el

descubrimiento del petróleo con fines comerciales en la primera década del siglo

XX. A partir de esto comenzó el verdadero desarrollo de la ciudad acompañado

del incremento acelerado de la población. Según datos preliminares del censo de

1993, la población de la cabecera municipal superaba los 136.000 habitantes.

30

Su economía se desarrolla en torno a la industria del petróleo, la refinería que

empezó operaciones en 1922, tiene una capacidad de procesamiento de crudo de

190.000 barriles día operación; además abastece el 75% de productos refinados y

el 90% de productos petroquímicos que demanda el país.

Las instalaciones ocupan 206 Ha, cuenta con mas de 50 plantas de

procesamiento y se autoabastece de servicios industriales como vapor,

electricidad, agua industrial, por lo cual este complejo es reconocido como uno de

los más grandes de Latinoamérica.

Figura 2. Localización del área de estudio

31

2.4.2 EL MEDIO NATURAL

2.4.2.1 Geología

El valle del río Magdalena forma lo que geológicamente se conoce con el nombre

de graben (o fosa tectónica), el cual es bastante joven. Su origen según Weiske

(1968), tuvo lugar durante el terciario y su formación se efectuó más o menos en la

época de la grande actividad neovolcánica de la cordillera central. El volcanismo y

los movimientos tectónicos son dos factores dinámicos que desde el terciario

hasta los tiempos actuales están en relación con la formación del graben. Weiske

(1968), dice que los glaciares tuvieron una influencia importante, porque el límite

de estos en las cordilleras Colombianas llegó hasta un nivel inferior al que ocupan

actualmente y debido a su retroceso, la región del foso recibió mayores cantidades

de agua que las actuales, lo cual influyó en la forma del relieve. Esto se ve

reflejado en los depósitos aluviales que se encuentran en toda la región del valle

del río Magdalena (formaciones más jóvenes9 y que descansan sobre las capas

terciarias. Estas formaciones pueden observarse también en la región de los

afluentes del río Magdalena. En el área del municipio, hacia el campo petrolero de

Lisama, existen lajas de yeso, intercaladas con arcillas grises, Wokittel (1956)

afirma que la formación de yeso es contemporánea a la de la arcilla y proviene de

aguas saladas o semi-saladas, cuyos principales ingredientes son sulfato de calcio

y cloruros de sodio y magnesio.

32

Según Flórez (1993) son tres las formaciones geológicas sobre la cual se

encuentra la cabecera municipal de Barrancabermeja.

a. Formación Real: Son conglomerados superpuestos por capas de areniscas,

con intercalaciones de arcillolítas grises. Constituye la base del municipio y es

la roca sobre la cual están fundados los sectores nor-oriental, sur y sur-oriental

de la ciudad (IGAC, 1980).

b. Formación Mesa: Formada por sedimentos fluviales. Hacen parte de esta

formación las colinas que enmarcan la planicie aluvial del río Magdalena.

Dentro de la ciudad, la formación mesa se localiza principalmente en sector

central, además las zonas altas del sector comercial están cimentadas allí

(IGAC, 1980).

c. Depósitos de Terraza: Está compuesta por arenas finas limosas grises u

oscuras, limos arcillosos y arenosos también grises y oscuros, además

presenta gravas finas a gruesas con matices de arcilla o limo arenoso y lentes

de materia orgánica con un espesor de hasta 76 m.

d. Depósitos aluviales: correspondientes con los depósitos recientes del río

Magdalena, constituidos por arenas, arcillas, gravas y turba.

33

2.4.2.2 Geomorfología

La delimitación de la geomorfología de la ciudad de Barrancabermeja se basa en

el sistema de clasificación fisiográfica del terreno, esto según el IGAC (1992), lo

que permite clasificar una zona de lo general a lo particular en diferentes

categorías.

Las principales unidades geomorfológicas dentro de la zona de estudio se pueden

agrupar de la siguiente manera:

Planicie Aluvial

Comprende formas de menor tamaño y de edades relativamente diferentes. Esta

zona está sometida a inundaciones periódicas, debido a esto se encuentra en

constante deposición de materiales finos; algunas partes se encuentran siempre

encharcadas (ciénagas y pantanos)

Diques

Se encuentran generalmente a lo largo de los ríos, pero su aspecto se ve afectado

por la actividad de estos. En ocasiones los desbordes pueden sobrepasar el dique

y formar avenidas que se asemejan orillares (material transportado por el rió). La

acumulación de los materiales es uniforme, los gruesos están en la base y los

finos en la parte superior. (IGAC, 1980)

34

Terrazas

Estas unidades agrupan posiciones más altas que la planicie aluvial y no son

inundables. Formada por grandes extensiones con pendientes bajas (3%),

cubiertas de pasto y poco afectadas por la erosión debido a ese relieve suave y a

su vegetación. En la zona, los niveles de terrazas presentan materiales finos y

medios, con afloramientos de arcillas en límites con el nivel superior.

Colinas

Contienen en sus crestas abundancia de gravas, cantos de lidita, areniscas,

cuarzo, etc. En las colinas, el suelo tiende a compactarse formando superficies

desnudas que dificultan la infiltración de agua y favorecen la escorrentía y

transporte de partículas de suelo, las cuales se acumulan donde hay vegetación.

Se encuentran colinas en arcillolitas negras, macizas, areniscas disgregables y

gravas. Además conglomerados superpuestos por capas de areniscas compactas

con intercalaciones de arcillolitas grises y arenas finas a gruesas.

2.4.2.3 Clima

La región se caracteriza por una temperatura media superior a los 25°C y una

precipitación media anual entre 2000 y 4000 mm. Las lluvias ocurren durante todo

el año, pero su intensidad es distinta en los meses. Teniendo en cuenta lo anterior,

Barrancabermeja se puede clasificar dentro de los climas cálido, húmedo y muy

húmedo del valle medio del río Magdalena. (IGAD, 1980)

35

Estas condiciones climáticas han actuado decisivamente sobre los materiales

litológicos y sobre los suelos que de desde allí se han formado. Concretamente la

disolución y lixiviación de las bases ha traído por consecuencia la acidificación de

los suelos.

2.4.3 ANTECEDENTES

Barrancabermeja, el primer centro petroquímico de Colombia, se encuentra

localizada en una zona que presenta una amenaza sísmica debido al ambiente

tectónico regional, a posibles amplificaciones de señal sísmica en suelos blandos

y a fenómenos inducidos como licuefacción, asentamientos y deslizamientos,

adicionalmente existen problemas con inundaciones generadas por crecientes del

río Magdalena.

Tectónicamente, el área donde se encuentra Barrancabermeja está afectada por

el desplazamiento de las placas Nazca, Suramérica y Caribe. El movimiento de

estas placas sobre la superficie terrestre y su interacción la una con la otra causa

liberación de energía mediante sismos a lo largo de sus bordes y dentro de ellas.

El nororiente de Colombia aunque geográficamente es parte de Suramérica, no

hace parte en forma clara de esta placa ni de la del Caribe. Los límites de estas

dentro del continente aún son desconocidos. Toda esta zona se encuentra en

estado de deformación y en ella ocurren una gran cantidad de sismos. Los

36

mecanismos tectónicos que más afectan a Barrancabermeja son el fallamiento

superficial activo y el nido de Bucaramanga.

Existen al norte de Colombia un buen número de fallas. Se consideran importantes

por su grado de actividad e influencia para la zona, estas fallas son:

• Falla Pamplona y chitagá ( Sistema de falla Pamplona - Mercedes)

• Falla Suárez

• Falla Salina (Sistema de falla Salina)

• Falla Bucaramanga – Carmen (Sistema de falla Bucaramanga – Santa

Marta)

• Falla Palestina ( Zona de falla Palestina)

• Falla Cimitarra ( Zona de falla Palestina)

• Falla Espíritu Santo ( Zona de falla Romeral)

• Falla Romeral ( Zona de falla Romeral)

• Falla Zulia

• Falla Boconó

Los terremotos de mayor magnitud de onda superficial registrados en la región

tienen el epicentro localizado en su límite al nororiente de la población. El más

fuerte de ellos ocurrió el 18 de Mayo de 1875 proveniente de la falla de Boconó y

registró una magnitud aproximada de 7.3. Otros dos con magnitudes de 7.0 se

originaron en las fallas de Zulia y Chitagá – Pamplona, el 9 de Julio de 1950 y el

37

16 de Enero de 1644, respectivamente. Todos estos sismos tuvieron una

profundidad focal superficial. Sin embargo históricamente los registros de prensa

dan cuenta de mayor intensidad en la ciudad a causa de temblores provenientes

de fallas situadas al oriente y a una distancia intermedia de esta como las fallas

Suárez, Santa Marta – Bucaramanga y el Nido de Bucaramanga, con sismos de

magnitudes entre 5.0 y 6.0. Por otra parte, las fuentes localizadas entre la

Cordillera Central y Occidental y en las tierras bajas del caribe, no ha producido

hasta ahora temblores que afecten a Barrancabermeja.

2.4.4 DIVISION MUNICIPAL

Para la realización de este trabajo se adoptó la división de la ciudad de

Barrancabermeja en siete comunas representadas así:

• Comuna 1. Conformada por los barios: Arenal, Buenos Aires, Cardales,

Dorado, Recreo, David Núñez, San Francisco, Las Playas, Inscredial ,Isla

del Zapato, La Campana, San Luis, Las Cruces, La Victoria, Las Margaritas,

Palmira, Sector Comercial, Tres Unidos, Urb. Cincuentenario, San José,

Colombia.

38

Figura 3. Comuna 1

Fuente: http://www.barrancabermeja.gov.co

• Comuna 2. Conformada por los barrios: Barrio Aguas Claras, Ciudad

Bolívar, Los Lagos, El Rosario, Galán Gómez, Las Colinas, Olaya Herrera,

Parnaso, Pueblo Nuevo, Torcoroma, Uribe Uribe, 25 de Agosto, Villa Luz I y

II, Yariguies, Villa Olímpica.

Figura 4. Comuna 2

Fuente: http://www.barrancabermeja.gov.co

39

• Comuna 3. Los barrios que la conforman son: Belén, Ciudadela Pipatón,

Cortrijillo, Coviba, Internacional, Jorge E. Gaitán, La Floresta, La Libertad,

La Paz, Los Ficus, Luis Eleazar, San Judas Tadeo, Santa Isabel, 20 de

Enero, Campo Hermoso, Jerusalem, Cristo Rey, Altos de los Ángeles, Altos

del Rosario, Altos de la Virgen, Colinas del Norte, Maria Lucia, Invasión

Novalito.

Figura 5. Comuna 3

Fuente: http://www.barrancabermeja.gov.co

• Comuna 4. Barrios Antonia Santos, Bella vista, Buena Vista, El Bosque, El

Castillo, Cincuentenario, Limonar, Palmar, Refugio, José Antonio Galán, La

Liga, Península, Las Brisas, Las Nieves, Los Pinos, Los Lagos, Villa de

Leyva, Los Naranjos, Yarima, Planada Cerro, Conjunto Cerrado el Refugio,

Invasión, cincuentenario.

40

Figura 6. Comuna 4

Fuente: http://www.barrancabermeja.gov.co

• Comuna 5. Se encuentra conformada por los barrios: Alcázar,

Barrancabermeja, Campo Alegre, Chicó, El Triunfo, Independencia, Candelaria,

Esperanza, Américas, Camelias, Malvinas, Rosales, Miraflores, Primero de Mayo,

Provivienda, Ramaral, San José Obrero, Santa Ana, Simón Bolívar, Tierradentro,

La Tora, Francisco Sarasti, Versalles, Villa Rosita, Chapinero, Invasión Ramaral.

Figura 7. Comuna 5

Fuente: http://www.barrancabermeja.gov.co

41

• Comuna 6. Los barrios que la conforman son: Antonio Nariño, El Boston,

Brisas San Martín, Brisas del Oriente, Corinto, Danubio, Progreso,

Kennedy, Granjas, Oro Negro, Rafael Rangel, San Pedro, 20 de Agosto.

Figura 8. Comuna 6

Fuente: http://www.barrancabermeja.gov.co

• Comuna 7. Conformada por los barrios: Divino Niño, El Campín,

Campestre, Paraíso, Prado, Maria Eugenia, Nueve de Abril, Santa Bárbara,

Vereda la Independencia, Pablo Acuña, Villarelys I, II y III, Invasión el

Poblado, Los Almendros, El Reten, Miradores del Sur, Minas del Paraíso,

Invasión Sapo Escondido.

42

Figura 9. Comuna 7

Fuente: http://www.barrancabermeja.gov.co

3. METODOLOGÍA

3.1 DISEÑO DE LA INVESTIGACIÓN

Para el desarrollo del proyecto “Zonificación preliminar del municipio de

Barrancabermeja” la metodología utilizada es de tipo cuantitativa porque según

Lerma (2001) se parte de un problema bien definido por el investigador, se

plantean hipótesis y se utilizan instrumentos muy estructurados para la recolección

de información, además Caicedo y Mardones mencionan en su libro “Metodología

de la investigación” que la investigación cuantitativa es aquella que utiliza

predominante información de tipo cuantitativo directo, además se puede observar

estudios cuantitativos con datos secundarios, los cuales abordan análisis con

utilización de datos ya existentes.

• FASES DE LA INVESTIGACIÓN

La investigación se realizó en tres fases:

FASE I

En esta fase se recopiló y se analizó la información existente, basándonos en la

información de bibliotecas, entidades gubernamentales, empresas consultoras e

44

investigaciones existentes acordes con el tema, dando como resultado una

importante economía de tiempo y mejor calidad en el trabajo.

FASE II

Se hizo el reconocimiento del área en estudio para hacernos una idea de las

condiciones existentes. Esto nos permitió conocer los factores más importantes

que se adoptan a la hora de hacer una zonificación. Entre los más representativos

están: la extensión del área que se quiere zonificar, la cantidad de población, las

características topográficas, y las facilidades logísticas como vías de acceso,

clima, orden público, etc.

FASE III

En esta última fase correspondió a la realización y análisis de los ensayos de

laboratorio (algunos de estos ensayos ya se habían realizado y otros estaban

pendientes), y a la elaboración de los mapas temáticos (planos). Se llegó a la

clasificación final del subsuelo atendiendo parámetros finales como lo fueron la

localización general de todos los estudios del inventario, la zonificación según la

profundidad del nivel freático, la zonificación del primer estrato y la zonificación del

estrato predominante.

45

3.2 OBJETO DE ESTUDIO

El objeto de estudio de nuestra investigación es determinar la Zonificación

Geotécnica preliminar del municipio de Barrancabermeja basándonos en

información secundaria.

3.3 INSTRUMENTOS

Se trabajó con ensayos de laboratorio existentes y los faltantes se realizaron. Para

la compilación de esta información se utilizaron fichas de registro.

3.4 VARIABLES

Tabla 2. Análisis de las variables

CATEGORÍA DE ANÁLISIS

VARIABLE

INDICADORES

Propiedades de los suelos El suelo

Limites de Atterberg

Humedad natural Granulometría

Clasificación de los suelos

El suelo

Gravas Arenas Limos Arcillas

Materia orgánica

46

4. TRABAJO INGERNIERIL

4.1. EXPLORACION Y MUESTREO

Las investigaciones de campo fueron precedidas por un estudio de oficina, el cual

sirvió de guía en la exploración preliminar de la zona.

En este caso, se contaron con 135 estudios de suelos y un total de 453 apiques,

tanto las perforaciones como las muestras y los ensayos de laboratorio mas los

resultados de estos, fueron suministrados por la empresa SUELOS, PAVIMENTOS

Y CONCRETOS S.A. con sede en la ciudad de Barrancabermeja, Santander.

Dentro de este total de estudios, fue necesario realizar y comprobar algunos datos

que en la lógica del trabajo no correspondían a lo esperado. Con el objeto de

conocer las características geomecánicas del subsuelo, se efectuaron entonces 15

nuevos sondeos realizados por los autores de este documento, utilizando el método

de percusión. Fueron ensayos en donde el avance en el terreno se logró empleando

un toma muestra (cuchara partida) de pared gruesa en el extremo del varillaje, el

cual además fue empleado usualmente para la toma de muestras. Cuando se

requirió tomar muestras “inalteradas” se empleó un tubo de pared delgada (shelby).

Estos ensayos se realizaron en las siete comunas en las que se encuentra dividida

Barrancabermeja. La profundidad promedio de exploración de cada apique fue de

47

4.5 m, esto se debe a que el tipo de edificaciones que normalmente se construyen

en el sector son viviendas de uno a dos pisos y edificios de tres a cinco pisos.

4.2. ENSAYOS DE LABORATORIO

En la ejecución de los ensayos de laboratorio se tuvieron en cuenta las siguientes

normas:

• Análisis Granulométrico de Suelos por Tamizado. I.N.V. E-123

• Determinación del Límite Líquido de los suelos. I.N.V. E-125

• Límite Plástico e Índice de Plasticidad. I.N.V. E-126

Los resultados de estos ensayos son presentados en el anexo A, con estos se han

clasificado los suelos en base al Sistema Unificado de Clasificación de Suelos

(SUCS) y conforme a la norma ASTM D2487-85.

4.3. INTERPRETACION DE LOS ENSAYOS DE LABORATORIO

Los ensayos de laboratorio arrojaron una serie de resultados, que nos llevaron a

la consecución de los objetivos propuestos. Según la metodología propuesta se

tomaron tres aspectos importantes con los cuales se ha llegado a una zonificación

final. Estos aspectos son el nivel freático, el estrato superficial y el estrato

predominante.

48

En los estudios realizados se encontraron diferentes sitios en los cuales había

rastros de nivel freático. Estos se clasificaron de acuerdo a la profundidad de

aparición así: de 0m - 1m, 1m - 3m y mayor a 3m. A continuación se hace una

relación de los estudios y su respectivo nivel freático.

Tabla 3. Nivel freático encontrado

NIVEL FREÁTICO

ESTUDIO N° PROFUNDIDAD (m) 6 1,00 9 1,00 48 1,00 83 1,00 90 0,30 96 0,50

100 0,40 118 4A - 5A - 6A 0,50

NIVEL 0 - 1 m

118 8A - 9A 0,0(superficial) 5 1,50 12 1,45 18 1,30 24 1,85 28 1,20 29 1,20 30 2,50 31 1,70 45 2,50 46 2,00 51 1,80 62 2,50 67 1,20 71 2,20 74 1,90 88 1,85 76 2,60

NIVEL 1 - 3 m

98 I 1,20 11 5,25 66 3,50

98 II 7,35 118 IA 3,70

NIVEL Mayor a 3 m

118 2A - 3A 3,70

49

119 10,00

121 5,10

El suelo superficial es aquel que subyace a la capa orgánica y supera 1m de

espesor y el predominante es aquel que se presenta con mayor espesor en cada

apique. Teniendo en cuenta la diferencia entre los dos, al momento de clasificar

los suelos según el estrato predomínate y el estrato superficial se dio la tendencia

que el suelo que predomina es el mismo que subyace, solo en algunos sitios se

encontraron suelos en donde el primer estrato difería del predominante, por este

motivo para la zonificación final solo se tiene en cuenta el suelo predominante.

Decimos entonces que entre los suelos mas representativos se observaron

arenas arcillosas con gravilla, arenas limosas producto de mezclas de arena y

limo, arcillas inorgánicas de baja a media plasticidad y también arcillas con grava y

arcillas arenosas.

Por otra parte la ubicación geográfica de la ciudad de Barrancabermeja en la

ribera del río Magdalena y con las ciénagas de Miramar, San Silvestre y Del

Castillo, dentro de la ciudad, se constituye en un factor de amenaza importante,

debido a esto se detectaron zonas de alta susceptibilidad teniendo en cuenta la

geología, hidrología y el comportamiento del suelo a través del tiempo. Algunos

rellenos tanto hidráulicos como convencionales hechos por el hombre que

constituyen suelos blandos con un nivel freático muy superficial encajan dentro de

las zonas más vulnerables siendo estos potencialmente licuables. También se

50

consideran dentro de este grupo algunos suelos blandos o semiblandos de origen

Fluvio-lacustre del cuaternario predominando en ellos materiales granulares. La

zona de susceptibilidad media son suelos finos de la Formación Mesa

medianamente duros a duros. Son suelos bastante abundantes en la ciudad de

Barrancabermeja. También se ven suelos finos que pertenecen a la Formación

Real y se encuentran dentro de una zona media-baja, y por último suelos

granulares que presentan una elevada dureza encontrándose tanto en la

Formación Real como en la Formación Mesa.

4.4. ZONIFICACIÓN PARCIAL

Para llegar a la zonificación final, que es el objetivo de este trabajo, se realizaron

planos que se construyeron gracias a los resultados de los ensayos de laboratorio

y a la bibliografía obtenida durante el proceso de investigación. Se tomaron como

referencia tres planos básicos:

• Plano de la ciudad de Barrancabermeja

• Plano geológico

• Plano de amenazas por inundación

Estos planos fueron suministrados por la firma INGECONSULTA LTDA.

51

En el plano de la ciudad (ver Anexo C), se ubicaron los 135 sondeos que se

realizaron y además de la ubicación exacta se hizo la diferenciación del tipo de

suelo que se encontró en cada uno de los sitios, dando como resultado el plano de

zonificación según el estrato predominante (ver Anexo E). Se hizo también lo

mismo con los sondeos en donde se encontró nivel freático y se llego al plano de

nivel freático (ver Anexo D). Ya habiendo realizado estos tres mapas más los que

fueron suministrados, plano geológico (ver Anexo B) y plano de amenazas por

inundación (ver Anexo A), se procedió a efectuar el plano final que es el que

resume toda la información de los anteriores. Se opto por sobreponer un plano

sobre otro y tomar como referencia y los sectores sobre los cuales se divide la

ciudad, esto con el fin de saber las características propias de los lugares de

estudio. Un ejemplo de esto se ve a continuación:

Figura 10. Sondeos. Sector occidental de la comuna 1

52

En la figura 10 se pueden apreciar algunos de los sondeos ubicados sobre el

sector occidental de la comuna 1, se observan tres diferentes tipos de suelos

identificados con los puntos de colores:

• Rojo = Gravas arcillosas y limosas,

• Naranja = Limos

• Café amarillento = Arenas limosas y arcillosas.

En la figura 11 vemos como con los sondeos y con el suelo encontrado según los

ensayos de laboratorio podemos llegar a un estimativo de lo que es una

zonificación parcial. Las convenciones de los colores son las mismas que se

mencionaron anteriormente.

Figura 11. Sector occidental de la comuna 1

53

Figura 12. Nivel Freático. Sector occidental comuna 1

Acá se aprecia el nivel freático (de color magenta) de este sector, un nivel casi

superficial (entre 0m -1m) debido a la cercanía de río Magdalena.

Al tener ya identificados los sectores en su totalidad sobre los planos, se

sobreponen uno sobre otro e identificamos las características más comunes en

ellos, para llegar a una zonificación final que se ve representada en la figura 13.

Se aprecia entonces en color rojo la clasificación final que se le dio, dando como

resultado un sector donde predominan las arenas y gravas de color rojizo.

54

Figura 13. Zonificación Final. Sector occidental comuna 1

4.5. ZONIFICACIÓN FINAL

Las características geotécnicas de Barrancabermeja muestran la existencia de

diversos tipos de suelos. En primera instancia tanto en la comuna 1 como en la

comuna 2 se encontraron suelos granulares, son arenas y gravas arcillosas de

color rojizo (en la mayor parte de los casos), esto indica un contenido alto de óxido

de hierro. Estos suelos se encontraron a profundidades entre 3.5m y 5.0m,

aproximadamente. Son duros en la superficie pero esa dureza va disminuyendo a

profundidades intermedias (entre 2m a 4m), pero después vuelven a aumentar. El

nivel freático se encuentra comprendido entre 1,0m y 2.5m. Tienen un índice de

55

plasticidad que no sobre pasa el 35% y una humedad natural promedio de 18.8 %.

Esta zona se ha denominado como la zona A.

Las comunas 3 y 5 corresponden a arcillas y limos medianamente duros y duros.

Con el incremento de la profundidad se pueden encontrar algunos rastros de

suelos granulares. Tienen baja plasticidad y compresibilidad. De acuerdo al

sistema unificado de clasificación (S.U.C.S) se clasifican como suelos ML y CL

con predominio de arcillas. Son suelos ligeramente consolidados y algunos de

ellos normalmente consolidados, que no han tenido depositaciones. Aparecen

niveles freáticos comprendidos entre 0.5m y 2.20m. Se ha denominado esta zona

como la zona B.

En orden ascendente, la zona C se denomina a la conformada por arenas finas

limosas, arcillosas y arenosas, y gravas finas y gruesas con alto contenido de

materia orgánica. Estos depósitos de Terrazas corresponden a la parte baja del rió

Magdalena. El nivel freático se encuentra comprendido entre 0.40m y 3.70 m de

profundidad. Esta zona hace parte de la comuna 4.

Las dos últimas zonas en las que se clasifica geotécnicamente Barrancabermeja

comprenden un área variada donde predominan los suelos granulares. En la

primera, los depósitos cercanos a las ciénagas o quebradas son finos. Estos

suelos presentan índices de plasticidad bajos y una compresibilidad media,

superficialmente son blandos y semi-blandos. Esta zona hace parte de la comuna

56

6 y se denomina, Zona D. La última zona, la Zona E esta conformada por suelos

finos, blandos y algunos suelos granulares sueltos, con alto contenido de material

orgánico. El nivel freático se encuentra comprendido entre 1.20m y 7.35 m de

profundidad

La ciudad de Barrancabermeja al ubicarse a una altura relativamente baja con

respecto al nivel del mar se considerada en su mayor parte plana, por eso los

suelos se clasificaron conforme con su capacidad como materiales de fundación.

Tabla 4. Zonificación Final de Barrancabermeja

ZONA

DESCRIPCION

A

ARENAS Y GRAVAS ARCILLOSAS DE COLOR ROJIZO. DEPOSITOS DE TERRAZA. ZONA DE VULNERABILIDAD ALTA DEBIDA A INUNDACIONES Y A DESLIZAMIENTOS.

B

ARENAS Y LIMOS MEDIANAMENTE DUROS. SUELOS FINOS DE LA FORMACIÓN MESA. ZONA DE VULNERABILIDAD MEDIA POR CARACTERIZACION GEOTÉCNICA.

C

ARENAS FINAS LIMOSAS Y ARCILLOSAS, GRAVAS FINAS Y GRUESAS. SUELOS DE ORIGEN FLUVIO – LACUSTRE. ZONA DE MODERADA VULNERABILIDAD DEBIDA LICUACION.

D

SUELOS GRANULARES PERTENECIENTES A LA FORMACION MESA. ZONA DE VULNERABILIDAD BAJA DEBIDA A INUNDACIONES

E

SUELOS FINOS Y BLANDOS, PERTENECIENTES A LA FORMACIÓN REAL. ZONA DE BAJA VULNERABILIDAD DEBIDA A DESLIZAMIENTOS.

5. COSTOS TOTALES DE LA INVESTIGACIÓN

5.1 RECURSOS MATERIALES

Tabla 5. Recursos Materiales

CONCEPTO UNIDAD CANTIDADVALOR

UNITARIO VALOR TOTAL

Fotocopias und 200 $ 50 $ 10.000Resma de papel und 3 $ 8.000 $ 24.000Cartucho de impresión negro und 2 $ 50.000 $ 100.000Cartucho de impresión a color und 2 $ 50.000 $ 100.000CD's und 10 $ 1.000 $ 10.000Copias Heliográficas und 4 $ 12.500 $ 50.000Plotter und 5 $ 3.000 $ 15.000

TOTAL $ 309.000

5.2 RECURSOS TECNOLOGICOS

Tabla 6. Recursos Tecnológicos

CONCEPTO UNIDAD CANTIDADVALOR

UNITARIO VALOR TOTAL

Computador Horas 900 $ 3.000 $ 2.700.000Impresora Horas 900 $ 2.000 $ 1.800.000Memoria USB 512MB Horas 10 $ 80.000 $ 800.000Portátil Dell Inspiron 6000 Horas 150 $ 3.500 $ 525.000

TOTAL $ 5.825.000

58

5.3 RECURSOS HUMANOS

Tabla 7. Recursos Humanos

CARGO NO.

HORAS SEMANA

TOTAL HORAS VALOR HORA VALOR TOTAL

Director temático *

$ 109.600

Asesora metodológica **

2 32 $ 18.000 $ 576.000

TOTAL $ 1.273.600

5.4 RECURSOS DE TRANSPORTE

Tabla 8. Recursos de Transporte

TRAYECTO VALOR DE PASAJE NÚMERO VALOR TOTAL

Bogota-Barrancabermeja $ 64.000 6 $ 384.000

Barrancabermeja-Bogotá $ 64.000 6 $ 384.000

TOTAL $ 768.000

* Valor asumido por la Universidad de la Salle según Resolución 360 de Noviembre 11 de 2004. ** Valor asumido por la Universidad de la Salle, según contrato laboral.

59

5.5 RECURSOS FINANCIEROS

Tabla 9. Recursos Financieros

FUENTES DE FINANCIACION

APORTES DE LA UNIVERSIDAD DE LA SALLE

RUBROS

FACULTAD DE INGENIERIA

CIVIL EQUIPO

INVESTIGADOR Recursos Materiales $ 309.000

Recursos Tecnológicos $ 5.825.000 Recursos Humanos ∗ $ 1.273.600 $ 1.273.600

Recursos de Transporte $ 640.000 Subtotal $ 8.047.600

Imprevistos (5%) $ 345.100 COSTO TOTAL DE LA

INVESTIGACION $ 8.392.700

∗ El recurso humano no incluye imprevistos

6. CONCLUSIONES

• La zonificación por caracterización geotécnica permite evaluar el

comportamiento de las diferentes zonas de la ciudad, según esto la ciudad de

Barrancabermeja presenta 5 zonas que se clasificaron teniendo como base las

propiedades mecánicas, la ubicación y posición del nivel freático, que arrojaron

los ensayos de laboratorio. Las zonas más vulnerables son la zona A y C, son

suelos de origen Fluvio – Lacustre, depósitos de terraza del Cuaternario y

algunos rellenos antrópicos, se desarrollan bajo suelos blandos o semiblandos

con niveles freáticos superficiales. Se encuentran ubicadas sobre la parte

noroccidental de la cuidad aledaño a la Refinería de Ecopetrol, sobre el oriente y

el sur de la ciudad en cercanías de la Cienaga Juan Esteban. Igualmente en la

zona occidental sobre la rivera del río Magdalena se encuentran depósitos de

terrazas constituidos por arenas finas limosas, limos arcillosos y arenosos,

gravas finas a gruesas y algunos rastros de materia orgánica.

• Una zona intermedia debido a la característica de sus materiales (mayor

rigidez), es la zona B. Se localiza sobre la parte centro y norte de la cuidad, se

diferencia por sus suelos medianamente duros a duros con niveles freáticos no

tan profundos (entre 2m y 5m). Por último se encuentran suelos que pertenecen

a la Formación Real del Terciario, son suelos granulares generalmente duros y

61

con niveles freáticos con profundidades mayores a 10m. Estos suelos tienen una

susceptibilidad muy baja debido a sus características mecánicas, pertenecen a la

zona D y E. Por eso muy seguramente son los más favorables de la ciudad.

Ubicados en el sector oriental de la ciudad.

• La confianza y utilidad que se le puede dar a un mapa geotécnico influye en

gran parte al número de reconocimientos puntuales que se pueden efectuar, por

tal razón los resultados obtenidos pueden servir como gran orientación y no

reemplazaran a los estudios ya definidos.

• La política de densificación de la población no puede ser aplicada sin

ningún control, por esto el uso de los suelos debe planearse, replantearse y

reglamentarse teniendo como base la Zonificación Geotécnica Urbana del

Municipio y el análisis de estabilidad del mismo, pensando en la protección de la

vida de los pobladores y de las inversiones.

62

• La Zonificación propuesta no es definitiva y necesariamente debe

complementarse, recomendando a la oficina de planeación municipal realizar

seguimientos y actualizaciones.

• “Una zonificación geotécnica no se hace para no hacer estudios de suelos,

sino para saber el tipo de análisis geotécnico que se debe realizar” ∗

∗ CORAL MONCAYO, Hugo. Zonificación Geotécnica de la Ciudad de Pasto. Universidad de Nariño.

7. RECOMENDACIONES

En las zonas de alta susceptibilidad se debe evitar la construcción de

nuevas viviendas y se deben realizar obras de tratamiento de laderas,

consistentes en: perfilado de taludes, zanjas colectoras y canales.

Se recomienda realizar una evaluación de impactos y riesgos geotécnicos

de las obras y actividades de construcción, así como también identificar las

características de los materiales sobre los cuales se localizan las obras civiles,

esto hará que no tengan ninguna dificultad en su vida utilitaria.

Para las áreas asociadas a susceptibilidad media (uso actual residencial),

se sugiere realizar mejoramiento estructural de las viviendas, instalación de

canales y bajantes para la conducción de las aguas de las cubiertas y conexión

de las aguas residuales al sistema de alcantarillado.

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“VER ANEXOS EN LA TESIS EDITADA EN PAPEL”