Diaclasas y Fallas en Ingeniería Civil: Impacto y Mitigación

Diaclasas: Tipos y Características

Las diaclasas son fracturas planas presentes en las rocas, en las cuales no se ha producido movimiento a favor del plano de rotura.

Tipos de Diaclasas

1. Diaclasas tectónicas: Relacionadas con la deformación (tectónica) de mayor dimensión, como fallas o pliegues.
   • Relacionadas con fallas
   • Relacionadas con pliegues
2. Diaclasas no tectónicas: De diverso tipo.
   • Grietas de retracción:
     • Por enfriamiento
     • Por desecación
     • Por meteorización
   • Fracturas de compresión (o de tracción)
   • Fracturas en rocas competentes

Características de las Diaclasas

1. Orientación: Se expresa mediante la dirección (o rumbo) y el buzamiento. Se mide con brújula de geólogo.
2. Espaciamiento: Distancia perpendicular entre dos fracturas contiguas de la misma familia. Indica la densidad de fracturación y la calidad del macizo rocoso.
3. Continuidad: Persistencia de la fractura en superficie y profundidad.
4. Forma: Generalmente plana, aunque pueden ser curvas o alabeadas. Para estudios, se recomienda suponer planos representativos de la realidad (mejor si son rectos).
5. Apertura: Distancia entre las partes separadas de roca. Puede ser milimétrica o alcanzar metros. Causada por separación de bloques, disolución o alteración de la roca.
6. Relleno: Muchas fracturas tienen relleno de diversa naturaleza, influyendo en el comportamiento del macizo.
7. Rugosidad: Influye decisivamente en la resistencia (a esfuerzo cortante) de las juntas del macizo rocoso.

Fallas: Elementos Geométricos

Las fallas son deformaciones frágiles originadas por la respuesta frágil de las rocas a los esfuerzos.

Elementos geométricos a considerar:

• Plano de falla: Superficie de rotura, definida por su dirección y buzamiento.
• Labios: Elevado y hundido.
• Salto de falla: Separación entre labios (salto real o salto neto vs. salto aparente).

Más que un plano de falla, se debe considerar una zona de falla, con repercusión en las obras. Fallas con gran salto suelen ir acompañadas de otras menores, paralelas o próximas.

Reconocimiento y Clasificación de Fallas

En rocas homogéneas, el espejo de falla con estrías puede ser el único factor para reconocer la falla y el sentido del movimiento.

Relleno de fallas: Franja de material fragmentado, más o menos cementado o recristalizado (brecha de falla), que puede incluir milonitas o cataclastitas.

• Cataclastitas: Porciones gruesas de rocas fracturadas.
• Milonitas: Roca finamente triturada y cementada, con matriz veteada o laminación.

La formación de brechas o milonitas depende del tipo de roca, profundidad y campo de esfuerzos. En rocas cristalinas predominan las milonitas (grano más fino en zonas más profundas); en rocas sedimentarias, las brechas (grano más grueso en zonas superficiales).

Criterios geomorfológicos: Escarpes rectos, facetas triangulares, traza de la red de drenaje, etc. A veces se necesitan más criterios para interpretar la presencia de una falla.

Criterios estructurales y estratigráficos:

• Superficies pulidas y/o estrías de falla en escarpes.
• Desplazamientos relativos de formaciones geológicas.
• Modificación de la serie estratigráfica de una región.

Influencia de las Fracturas en las Obras de Ingeniería Civil

La influencia es doble: directa (presencia en el emplazamiento) e indirecta (terremotos generados por fallas activas).

Cimentaciones

Una falla implica un área de peor calidad del terreno. Se debe puentear o sanear (hormigón y malla). Si el relleno está bien cementado, no es necesaria la operación. En presas, asegurar que la falla no vehiculiza filtraciones.

Taludes y Presas

Mayor incidencia en excavaciones de taludes o estribos de presas. Puede generar cuñas inestables, que necesitan correcciones (anclajes, gunita, eliminación).

La brecha y los labios de falla suelen estar fracturados, siendo zonas de mayor debilidad. Requerirán tratamiento delicado y revestimientos especiales.

Obras Subterráneas

El cruce de una zona de falla obliga a una sección mayor. Procedimientos constructivos en zonas de roca alterada:

1. Excavación por bataches
2. Precorte armado (paraguas de protección en la bóveda)
3. Galería lateral de pequeña sección para tratar la zona de bóveda
4. Inyecciones
5. Drenaje previo mediante taladros
6. Congelación de la zona de falla (si hay agua).

Incluso sin afectar directamente, la proximidad de una falla puede influir en una obra subterránea (zona descomprimida, desprendimientos y sobreanchos).