Anejo nº 02. Informe Geotécnico (PDF 19MB)

ANEJO Nº 2.
INFORME GEOTÉCNICO
PROYECTO DE URBANIZACIÓN
SECTOR TECNOLÓGICO SU AE-LC-01
ABANTO- ZIERBENA (BIZKAIA
)
ANEJO Nº2: INFORME GEOTÉCNICO
PROYECTO DE URBANIZACIÓN DEL SECTOR TECNOLÓGICO SU AE-LC-01 EN ABANTO - ZIERBENA (BIZKAIA)
ÍNDICE
1. ANTECEDENTES
2. TRABAJOS REALIZADOS
2.1. TRABAJOS DE CAMPO
2.1.1. Sondeos mecánicos
2.1.1.1. Toma de muestras
2.1.1.2. Medidas del nivel de agua
2.1.2. Calicatas mecánicas
2.1.2.1. Toma de muestras
2.1.3. Ensayos de penetración
2.2. ENSAYOS DE LABORATORIO
3. GEOLOGÍA
3.1. MARCO GEOLÓGICO
3.2. ESTRATIGRAFÍA
3.2.1. Lutitas (limolitas) calcáreas con pasadas areniscosas
3.2.2. Cuaternario
3.3. TECTÓNICA
3.4. EFECTOS SISMICOS
4. GEOTÉCNIA
4.1. CARACTERÍSTICAS GEOTÉCNICAS
4.2. EXCAVACIONES Y RELLENOS
4.2.1. Excavabilidad
4.2.2. Taludes y contenciones
4.2.3. RELLENOS
4.3. CIMENTACIONES DE LAS ESTRUCTURAS Y RECOMENDACIONES
5. CONCLUSIONES
5.1. PERFIL Y CARACTERÍSTICAS DEL TERRENO:
5.2. NIVEL DE AGUA:
5.3. AGRESIVIDAD:
5.4. EXCAVABILIDAD:
5.5. EXCAVACIONES:
5.6. RELLENOS
5.7. CIMENTACIÓN
6. APENDICE 1. PLANO DE SITUACIÓN DE TRABAJOS REALIZADOS. DATOS ESTRUCTURALES
1 1 1 1 2 2 2 3 3 3 5 5 5 6 6 6 6 7 7 9 9 9 12 13 14 14 14 14 14 14 15 15 17 i
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1. ANTECEDENTES
El presente documento tiene como objeto recopilar la información geológica y geotécnica previa de la
parcela de estudio, así como completarla con los trabajos de campo adicionales que han sido realizados.
Para ello, la ingeniería EPTISA ha llevado a cabo una campaña de trabajos de campo consistente en
sondeos mecánicos, calicatas mecánicas y ensayos de penetración dinámicos, además de una serie
ensayos de laboratorio. A continuación se recogen, extractadas de dicho informe geotécnico, las
consideraciones y recomendaciones realizadas a partir de la información obtenida.
2. TRABAJOS REALIZADOS
2.1. TRABAJOS DE CAMPO
Los trabajos han consistido en la realización de una inspección de la zona desde el punto de vista
Geológico-Geotécnico, así como en la realización de seis (6) sondeos mecánicos, treinta y tres (33)
calicatas mecánicas y cuatro (4) penetrómetros dinámicos.
2.1.1. Sondeos mecánicos
Se han llevado a cabo seis (6) sondeos mecánicos a rotación con extracción continua de testigo,
mediante una máquina de sondeos tipo Rolatec RL-46. Las profundidades alcanzadas se recogen a
continuación:
Se han llevado a cabo, además, ensayos de penetración dinámica standard (S.P.T.). El ensayo consiste
en la introducción en el terreno de un tomamuestras bipartido normalizado para este ensayo. Como
energía de impacto se utiliza una maza de 63,5 kg que cae desde una altura de 75 cm.
Para su realización se contabilizan los golpes necesarios para la hinca de 60 cm en cuatro intervalos de
15 cm. El número S.P.T. (NSPT) viene definido por la suma de los dos intervalos centrales, ya que se
considera que en los primeros 15 cm el sondeo puede estar alterado y los últimos sirven para ver la
evolución del golpeo.
Los resultados se recopilan a continuación:
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2.1.1.2. Medidas del nivel de agua
Tras la ejecución de los sondeos mecánicos se ha colocado tubería piezométrica en las perforaciones
para el control del nivel de agua en el terreno.
Los resultados se señalan a continuación:
2.1.1.1.
Toma de muestras
Asimismo, durante la realización de los sondeos se ha procedido a la toma de las siguientes muestras
Las profundidades recogidas en la tabla se refieren a la cota de embocadura del sondeo en cada caso.
Como se puede observar, solamente se ha detectado agua en los sondeos próximos a los arroyos
existentes.
En el caso del sondeo SM-5, aunque en la época en que se han realizado los trabajos no se ha
observado presencia de agua, la ladera en la que está emplazado muestra signos de una posible
circulación superficial.
La situación de los sondeos está reflejada en el Apendice nº 1: PLANO DE SITUACIÓN DE LOS
TRABAJOS REALIZADOS. DATOS ESTRUCTURALES DEL SUSTRATO ROCOSO, mientras que en el
Apendice nº 2 COLUMNAS LITOLÓGICAS DE LOS SONDEOS Y FOTOGRAFÍAS DE LA TESTIFICACIÓN
OBTENIDA se pueden observar las columnas litológicas de los mismos.
2.1.2. Calicatas mecánicas
Mediante una pala retroexcavadora se han llevado a cabo treinta y tres (33) calicatas mecánicas. Las
profundidades alcanzadas se recogen a continuación: Las profundidades alcanzadas han sido las
siguientes:
Siendo:
MI: Muestra inalterada
TP: Testigo parafinado
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Siendo:
MA: Muestra alterada
2.1.3. Ensayos de penetración
Mediante un penetrómetro tipo D.P.S.H. se han realizado cuatro (4) ensayos de penetración dinámica
continua.
El ensayo consiste en contabilizar el número de golpes necesarios para introducir en el terreno una
puntaza normalizada, en intervalos de 20 cm, golpeada por una maza de 63,5 kg que cae desde una
altura de 76 cm.
Las profundidades alcanzadas han sido las siguientes:
2.2. ENSAYOS DE LABORATORIO
2.1.2.1. Toma de muestras
Asimismo, durante la realización de las calicatas se ha procedido a la toma de las siguientes muestras:
Los ensayos de laboratorio se han realizado sobre muestras recogidas en los sondeos y calicatas con el
objeto de obtener datos sobre los materiales existentes en el terreno. En el caso de las muestras de los
sondeos, los ensayos que se han considerado necesarios son los siguientes:
Siendo:
H: Humedad
D: Densidad/es
AG: Análisis granulométrico
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LA: Límites de Atterberg
CS: Compresión simple
AS: Agresividad del suelo al hormigón
AA: Agresividad del agua al hormigón
Por otro lado, se han ensayado las muestras alteradas tomadas en las siguientes calicatas y muestras de
roca sana en cajas de sondeos (MR):
Donde:
LA: Límites de Atterberg
EG: Ensayo granulométrico
SS: Sales solubles
Y: Contenido en yesos
E: Hinchamiento libre en edómetro
CO: Colapso
MO: Contenido de materia orgánica
PN: Próctor normal
CBR: Determinación del índice CBR
DS: Desmoronamiento en agua
A continuación se adjuntan unas tablas resumen de los resultados obtenidos. Los partes de los ensayos
se adjuntan en el Anejo nº6 ENSAYOS DE LABORATORIO.
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3. GEOLOGÍA
3.1. MARCO GEOLÓGICO
Geológicamente y desde un punto de vista regional, la zona de estudio se sitúa en las estribaciones
occidentales de los Pirineos, dentro de la Cuenca Vasco-Cantábrica. Está constituido por materiales del
Cretácico inferior, estructurados según directrices generales ONO-ESE, concordantes con las estructuras
regionales más importantes de la Cuenca Vasco-Cantábrica, sobre los cuales se sitúan los materiales
cuaternarios.
3.2. ESTRATIGRAFÍA
A nivel local, el sustrato rocoso que aparece en la zona de estudio, pertenece a la Unidad de
Gorbea+Yurre+Oiz, dentro del Complejo Urgoniano. El sustrato rocoso esta formado por lutitas
(limolitas) calcáreas con pasadas areniscosas. Por encima y recubriendo a estos materiales aparecen
materiales cuaternarios (tierra vegetal y suelos eluviales).
A continuación se recoge un extracto de la hoja 61-I Santurtzi del Mapa Geológico del País Vasco editado
por el EVE, junto con su leyenda correspondiente, donde se indica el área de actuación.
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3.2.2. Cuaternario
En ocasiones, el sustrato rocoso está recubierto por materiales tipo suelo. Se trata mayoritariamente de
suelos eluviales o roca completamente meteorizada, que en alguna zona puntual y debido a las fuertes
pendientes han podido sufrir algún pequeño movimiento o reptación.
Por otra parte y recubriendo todo el área aparece una capa de tierra vegetal, a excepción de la zona
donde se va a ubicar el eje 5. El recubrimiento en esta zona, estará formado mayoritariamente por una
pequeña capa asfáltica (debido a la existencia de un vial de acceso a los caseríos).
3.3. TECTÓNICA
Desde el punto de vista estructural y de manera regional, la zona se ubica al Oeste del dominio tectónico
conocido como Arco Vasco, dentro de la zona externa del mismo, en su articulación con el arco de
Balmaseda, y cerca del paso a la franja cabalgante de Ramales.
En el caso concreto de la parcela objeto de estudio y según la información recogida en el EVE, la zona de
estudio está afectada por la existencia de una falla de carácter regional. Dicha estructura con una
dirección N120-130ºE, formaría parte de la Fase tectónica I, dentro de las denominadas Fases Tectónicas
reconocibles en la cadena Vasco-Cantábrica y que en esta zona sería la más importante.
Por otro lado, los datos estructurales aportados por los trabajos realizados, apuntan a una estructura de
la roca, que además de estar afectada por esta primera fase, estaría influenciada por la existencia de
fallas de entidad menor, ortogonales a la directriz principal, que formarían parte de una nueva fase
compresiva (Fase III) o estarían relacionadas con los desgarros tardíos de la Fase I.
Todos los datos estructurales tomados en los trabajos de campo, se han señalado en el Anejo 1. PLANO
DE SITUACIÓN DE TRABAJOS REALIZADOS. DATOS ESTRUCTURALES DEL SUSTRATO ROCOSO.
3.4. EFECTOS SISMICOS
La “Norma de Construcción Sismorresistente (NCSE-02)” actualmente en vigor, regula por medio del
Mapa de Peligrosidad Sísmica, aquellas zonas del territorio en el que es de aplicación obligatoria la citada
Norma. En dicho Mapa, figura la aceleración sísmica básica “ab”, que es un valor característico de la
aceleración horizontal de la superficie del terreno, y el coeficiente de contribución, que tiene en cuenta la
influencia de los distintos tipos de terremotos esperados de acuerdo con la peligrosidad sísmica en cada
punto.
3.2.1. Lutitas (limolitas) calcáreas con pasadas areniscosas
De acuerdo con el apartado 1.2.3 de la citada Norma, no es necesaria su aplicación en las
construcciones de importancia normal o especial cuando la aceleración sísmica básica ab sea inferior a
0,04 g, siendo g la aceleración de la gravedad.
El tramo consta de margas oscuras, más o menos arenosas, fuertemente esquistosas. Alternan con
estratos centi a decimétricos de turbiditas silíceas. Son relativamente frecuentes los niveles de
inestabilidad de tipo “Slump” y los horizontes de pequeños nódulos carbonatados.
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4. GEOTÉCNIA
4.1. CARACTERÍSTICAS GEOTÉCNICAS
De manera general la zona de estudio se ha dividido en cuatro niveles de terreno. Una capa superficial
constituida por tierra vegetal (puntualmente por una capa de rellenos), una segunda capa de arcillas y
roca desde altamente a completamente meteorizada, una tercera capa de un sustrato rocoso bastante
meteorizado y por último un sustrato rocoso ligeramente meteorizado a sano.
NIVEL I: TIERRA VEGETAL Y RELLENOS
La capa de tierra vegetal tiene un espesor medio comprendido entre 0.20 y 0.70 metros y esta constituido
por arcillas de color marrón con abundantes raíces. También en este nivel se ha englobado un nivel
superficial de rellenos, situado en la zona donde se va a ejecutar el eje 5, por coincidir éste con un vial ya
existente.
NIVEL II: SUELOS ELUVIALES Y SUSTRATO ROCOSO GV-IV
En el segundo nivel se ha englobado al sustrato rocoso altamente y completamente meteorizado y por
tanto un sustrato rocoso con características geotécnicas de suelo. Además, dentro de este nivel se ha
incluido las arcillas o material de granulometría fina, que aun no se detectándose ningún tipo de
estructura dentro de estos materiales, todo parece indicar que sean de origen eluvial (suelo de alteración)
y que solo en algún caso puntual han podido tener algún pequeño movimiento o reptación.
Ensayos in situ
Durante la ejecución de los sondeos se han realizado ensayos SPT en los suelos que integran este nivel,
cuyos resultados son los siguientes:
De acuerdo con el Mapa de Peligrosidad Sísmica, la zona estudiada se localiza en una zona cuyo valor de
la aceleración sísmica básica es menor de 0,04 g, donde no es necesario considerar las acciones
sísmicas sobre las estructuras proyectadas.
Como puede observarse, los ensayos SPT realizados muestran valores muy variables, desde un suelo
compacto a un suelo duro.
Por otra parte, mediante los ensayos de penetración dinámica DPSH se ha interpretado este nivel para
valores comprendidos entre N = 4-14.
Ensayos de laboratorio
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Para este nivel, se han realizado ensayos de laboratorio sobre muestras inalteradas tomadas en los
sondeos y muestras en sacos tomadas en las calicatas, obteniéndose los siguientes resultados:
Cohesión, c = 2,5 t/m2
Ángulo de rozamiento interno, φ = 28º
Por otro lado, la calidad de la roca se obtiene a partir del cálculo del R.Q.D. El índice de calidad R.Q.D. se
basa en la recuperación modificada del testigo que, a su vez, depende del número de fracturas y del
grado de debilitamiento o alteración del macizo rocoso, según se puede observar por los testigos
extraídos en un sondeo. En lugar de contar las fracturas, se obtiene una medida indirecta sumando la
longitud total del testigo, pero considerando únicamente aquellos trozos de longitud igual o superior a 10
cm en su estado sano o compacto.
Este índice se ha determinado para este nivel en cada sondeo, presentando los siguientes valores:
* En resumen, este cuadro reafirmaría lo ya comentado para gran parte de las calicatas ejecutadas y es
que, este nivel se encuentra bastante fracturado y por tanto tiene una calidad mala a muy mala.
Clasificación de Casagrande (SC y CL): Mezcla de arenas y arcillas/Arcillas inorgánicas poco plásticas o de plasticidad media. Permeabilidad
La permeabilidad de la roca matriz es muy baja y será el grado de fracturación de la roca y el relleno de
sus juntas los factores más importantes para la permeabilidad de este nivel (permeabilidad por
fracturación) y por tanto puede tener unos valores muy diversos.
NIVEL IV: SUSTRATO ROCOSO G II-I
Por último, se ha detectado la presencia de un sustrato rocoso ligeramente meteorizado a sano,
constituido por lutitas de color gris. Este material no se ha podido atravesar con una máquina
retroexcavadora, por su mala ripabilidad, pero si se ha atravesado mediante los sondeos mecánicos en
los que de manera general se puede decir que aparece como unas lutitas blandas de color gris oscuro
Ensayos de laboratorio
Para este nivel, se han realizado ensayos de laboratorio sobre muestras parafinadas tomadas en los
sondeos, obteniéndose los siguientes resultados:
Parámetros geotécnicos
Atendiendo a todos los datos disponibles y teniendo en cuenta también los valores y correlaciones
recogidos en la bibliografía de uso habitual, se proponen los siguientes parámetros:
Densidad aparente, γap = 2,3 t/m3
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diferentes trabajos realizados, se ha podido tener numerosos datos de la estructura del macizo rocoso.
De manera general, podemos decir que la roca tiene una dirección de buzamiento Oeste- Noroeste. Sin
embargo, en la parte más alta de la zona de estudio, la estructura de la roca parece que comienza a girar
hasta ponerse totalmente buzando hacia el Norte, incluso ligeramente al Noreste. Este hecho se ha
contrastado y coincide con la estructura que puede verse en los taludes de la A-8, anexos al área de
estudio y que se comentarán más adelante. Todas las medidas estructurales tomadas en la zona se han
reflejado en el Anejo nº1: PLANO DE SITUACIÓN DE LOS TRABAJOS REALIZADOS. DATOS
ESTRUCTURALES DEL SUSTRATO ROCOSO.
4.2. EXCAVACIONES Y RELLENOS
En los perfiles geológico-geotécnicos realizados se ha dibujado la cota de la rasante de los viales, según
la información proporcionada por el Cliente. Esto permite estimar de forma aproximada las excavaciones
o rellenos que será preciso llevar a cabo para conseguir las cotas proyectadas.
A continuación se recogen las consideraciones relativas a la excavabilidad de los distintos materiales,
taludes y posibles contenciones.
4.2.1. Excavabilidad
Al realizar una excavación los grados de dificultad que pueden presentarse son los siguientes:
La calidad de la roca, como en el caso anterior, se obtiene a partir del cálculo del R.Q.D. Presentando
para este nivel los siguientes valores:
-
FÁCILES:
En aquellos materiales que se pueden excavar con los métodos tradicionales existentes:
pala retroexcavadora o similar.
- MEDIOS: En aquellos materiales que para su excavación necesitan el empleo parcial de martillo
picador y/o voladuras.
- DIFÍCILES: En aquellos materiales en los que se necesita el empleo continuado de martillo y/o
voladuras.
En este caso, los grados de dificultad de excavación son los siguientes:
Nivel I: Tierra vegetal y rellenos heterogéneos (excepto el pavimento del vial existente, ubicado en el eje
5), Nivel II: Suelos y Nivel III: Sustrato rocoso bastante meteorizado. Grado de excavación FACIL.
Nivel IV: Sustrato rocoso G: IV. Grado de dificultad DIFICIL.
4.2.2. Taludes y contenciones
En resumen, el sustrato rocoso de este nivel puede presentar en general una calidad muy variable, desde
una calidad mala a excelente.
Permeabilidad
La permeabilidad igual que en el caso anterior, vendrá determinada por el grado de fracturación del
sustrato rocoso, pero se espera que sea mucho menor que para el sustrato rocoso G:III, ya que de
manera general se encuentra menos fracturado y además las juntas están mucho más sanas y cerradas
que en la roca bastante meteorizada. Por otro lado, mediante los afloramientos existentes en la zona y los
Para determinar la solución más adecuada para ejecutar los desmontes de los viales hay que tener en
cuenta los siguientes aspectos:
- Altura de los desmontes a ejecutar
- Disponibilidad de espacio en el entorno de la excavación
- Presencia de agua en el terreno
- Características de los materiales afectados por las excavaciones
En este caso, las alturas son muy variables dependiendo del vial y de la zona donde nos encontremos del
mismo. De manera simplificada se adjunta una tabla de alturas máximas de desmonte para cada eje,
indicando el P.K. aproximado donde se van a situar:
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La disponibilidad de espacio en prácticamente toda el área de trabajo, hace que se estudie la posibilidad
de tender taludesLa presencia de agua en la zona, parece estar limitada a las pequeñas vaguadas que encajonan los
arroyos anteriormente comentados y a la escorrentía superficial que en épocas de lluvia puede
producirse.
En cuanto a las características de los materiales afectados, se van a estudiar de manera general, en base
a los parámetros geotécnicos anteriormente comentados en el apartado 4.1 CARACTERÍSTICAS
GEOTÉCNICAS.
Pendiente de los taludes provisionales de excavación:
Donde:
c es la cohesión efectiva del material del desmonte
γ ap es la densidad aparente del material del desmonte
φ es el ángulo de rozamiento interno efectivo del material del desmonte
H es la altura de talud
FS es el factor de seguridad asociado a la pendiente considerada para el desmonte
Para obtener el factor de seguridad asociado a los taludes a realizar, se recurre al método de Hoek y Bray
(1977), de sencilla aplicación y cuyas hipótesis se ajustan razonablemente al caso a analizar.
Considerando los parámetros geotécnicos dados en el apartado 4.1 Características geotécnicas para
cada nivel, tenemos:
Existen cinco ábacos, cada uno de los cuales corresponde a una situación distinta de la línea de
saturación del terreno: en este caso, para quedar del lado de la seguridad y aunque no se ha observado
esta situación en los trabajos de campo, se utilizará el ábaco nº3 correspondiente a un nivel bastante
saturado y así poder tener en cuenta cualquier aportación de agua que en momentos puntuales los
taludes puedan presentar y que pueden afectar sobre todo a los niveles más superficiales:
-
Nivel II (suelos eluviales y roca desde altamente meteorizada a completamente meteorizada)
- c = 1,0 T/m2
- φ = 25º
- γap = 2,0 T/m3
- H = 3,5 m (altura máxima interpretada para este nivel en las zonas de excavación)
Obteniéndose los factores de seguridad para diferentes pendientes del talud en estos materiales:
Habitualmente se considera un valor mínimo de FS = 1,3 para taludes provisionales y 1,5 como garantía
para la estabilidad de los desmontes. Teniendo en cuenta los resultados obtenidos, se recomienda no
disponer taludes con pendientes definitivos superiores a 3H:2V, en este nivel.
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-
Nivel III (roca bastante meteorizada)
- c = 2,5 T/m2
- φ = 28º
- γap = 2,3 T/m3
- H = 3,00 m (altura máxima estimada de excavación en este nivel)
Se han obtenido los siguientes factores de seguridad para diferentes pendientes de los taludes:
Por otro lado, el tipo de roca existente en la parcela (roca evolutiva), hace que sus condiciones
geotécnicas expuestas a las condiciones atmosféricas vayan siendo peores conforme pasa el tiempo, por
lo que para este tipo de materiales se desaconseja taludes muy verticales. Por todo esto y teniendo en
cuenta todas las medidas estructurales se recomienda para este nivel un talud 2H/3V. En caso de
necesitar taludes más verticales en alguna zona, se deberá de estudiar más detenidamente para ver si es
necesario, realizar algún tipo de contención.
Sin embargo y aún tendiendo el talud a 2H/3V, en determinadas zonas se puede dar un tipo de
inestabilidad importante como es el deslizamiento planar. En la tabla siguiente, se indica de manera
esquemática y aproximada las zonas donde se puede dar este tipo de inestabilidad (según los datos
estructurales obtenidos en los trabajos de campo).
Como se puede observar los resultados para este nivel, son factores de seguridad, bastante elevados, sin
embargo debido al comportamiento que tiene esta litología (rocas evolutivas, que expuestas a
condiciones atmosféricas se alteran y fragmentan muy fácilmente), se recomienda taludes no superiores a
1H/1V. En caso, de necesitar una pendiente más vertical, se podría realizar un talud con algún tipo de
contención tipo gunita o malla de triple torsión gunitada y anclada al sustrato rocoso, para evitar
pequeños desprendimientos que se pueden producir al fracturarse el sustrato rocoso con el paso del
tiempo.
A continuación se da una serie de premisas generales para los taludes, que puede verse afectados por un
deslizamiento planar.
En el caso de la parte Norte del eje 1, la protección de este talud será obligatoria, independientemente de
la pendiente elegida (este hecho se comentará más detalladamente dentro del Nivel IV. Sustrato rocoso
ligeramente meteorizado a sano).
DESLIZAMIENTO PLANAR
Por otro lado y de manera puntual se ha observado en ciertas zonas posibles movimientos más o menos
importante de los materiales más superficiales (entorno de la CT-8 y en parte final del eje 2, SM-5 a CT22), que pueden ser una mezcla de material rocoso con abundante arcilla, donde se ha detectado
bastante humedad. Estos materiales pueden tener unos valores geotécnicos mucho menores que lo
observado en general y por tanto, en caso de detectar estas zonas, los materiales que las constituyen
deberían eliminarse o bien tender el talud a un 3H/2V e incluso una vez realizado estos taludes añadirles
algún tipo de contención tipo escollera de piel.
Si observamos la fotografía realizada en la zona de la A-8, anexa a la zona Norte del eje 1, podemos
deducir lo siguiente:
Para determinar un desmonte estable y las posibles contenciones que se necesitarán para una
inestabilidad de este tipo en nuestra zona de estudio, nos vamos a basar en los taludes colindantes
observados en la autovía.
- Nivel IV (Roca ligeramente meteorizada a sana)
La excavación máxima que se ha interpretado para este nivel en los perfiles dibujados ha sido de unos 9
metros (correspondiente a un desmonte en el eje 1). Los taludes en roca más o menos sana se
caracterizan, en que sus inestabilidades potenciales vienen dadas por la formación y desprendimientos
de grandes bloques. Para el estudio de la estabilidad de taludes en este material se ha tomado
numerosos datos estructurales existentes en afloramientos de roca existentes en los caminos y en
numerosas de las calicatas realizadas, dichos datos están reflejados en el anejo nº1. PLANO DE
SITUACION DE LOS TRABAJOS DE CAMPO. MEDIDAS ESTRUCTURALES DEL SUSTRATO ROCOSO.
Como ya se ha comentado anteriormente de manera general, podemos decir que la roca tiene una
dirección de buzamiento Oeste o Noroeste. Sin embargo, en la parte más alta de la zona de estudio, la
estructura de la roca parece que comienza a girar hasta ponerse totalmente buzando hacia el Norte. Este
hecho se ha contrastado y coincide con la estructura que puede verse en los taludes cercanos de la A-8.
Por tanto, el tipo de inestabilidad variará en base a la disposición de los estratos y también en base a la
orientación en cada momento de los ejes proyectados.
En esta zona se observa que la orientación de los estratos coincide con la detectada en el área Norte de
nuestro estudio, donde la estratificación tendría una dirección a favor de la inclinación del talud y aunque
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su buzamiento no es muy elevado (20-30º mayoritariamente), formaría una discontinuidad de tipo planar,
tal y como se observa en la fotografía.
Se tiene constancia, que justamente en esta zona de la A-8, se produjo hace unos años un deslizamiento
importante por un plano de estratificación que obligó a cortar un carril de la autopista durante varios días.
Por tanto, aunque en el talud se puede intuir que el buzamiento de los estratos también es bastante bajo,
el tipo de roca (rocas evolutivas que sometidas a las condiciones atmosféricas pueden hacer que el
ángulo de rozamiento y cohesión de sus juntas vaya disminuyendo con el tiempo), puede favorecer la
aparición de este tipo de inestabilidad.
La solución para el talud de la A-8, como puede verse en la fotografía, fue un gunitado generalizado, con
un bulonado sistemático. Aunque en alguna zona se ha observado la presencia de un muro, posiblemente
por zonas de peor calidad.
4.2.3. RELLENOS
Como puede observarse en los perfiles geológico-geotécnicos, la rasante de los viales proyectados en
muchos casos, esta por encima de la topografía actual del terreno. Por tanto, se ha estudiado los
diferentes tipos de materiales existentes en las excavaciones, valorando su idoneidad o sus limitaciones
para la realización de los terraplenes o recrecidos hasta alcanzar la cota necesaria.
A continuación se recogen las consideraciones relativas a estos aspectos: aptitud de los materiales de
desmontes para su estudio en terraplenes y pedraplenes, recomendaciones para su ejecución y
condiciones del apoyo de los mismos.
Aptitud de los materiales de desmonte para su empleo en terraplenes y pedraplenes
Como ya se ha expuesto anteriormente, los desmontes afectarán a todos los materiales que se han
encontrado en el área de estudio.
En las calicatas y sondeos realizados se han tomado muestras que se han ensayado en laboratorio y que
nos permiten clasificar estos materiales desde el punto de vista de su empleo como terraplén o pedraplén
(O.C. 326/00).
Se han analizado ocho muestras de calicatas con diferentes materiales, realizadas en zonas donde se van
a producir excavaciones. En las siguientes tablas se reflejan las prescripciones de la O.C. 326/00 frente a
los resultados obtenidos en las muestras ensayadas. Los partes de los ensayos pueden consultarse en el
Anejo nº6. ENSAYOS DE LABORATORIO del estudio heotécnico realizado por EPTISA que aquí se
extracta.
Por tanto, para evitar este tipo de inestabilidades tanto en la zona Norte del eje 1, como en zonas donde
el buzamiento de los estratos coincida con la pendiente del talud proyectado, dicho talud deberá de
protegerse mediante un gunitado con un espesor mínimo de 5 centímetros, con mallazo y acompañado
de un bulonado sistemático.
Los empujes que se generan y el sostenimiento necesario en estas zonas, se ha tanteado mediante el
programa ROCPLANE, que permite el estudio y análisis del plano resultante. Para un talud 2H/3V y para
una altura máxima del talud estimada en 6 metros para la zona más próxima a la A-8, se obtiene un valor
de empuje de unos 3,5Tn/m2 (para bulones de 12 metros y una inclinación de 15º). El bulonado
sistemático tendrá una malla nunca superior a 2,5x2,5m. La salida gráfica de este cálculo se adjunta en el
anejo nº7. CALCULO DE ESTABILIDAD. DESLIZAMENTO PLANAR.
Teniendo en cuenta, que la zona de estudio es muy extensa y que estructuralmente pueden observarse
importantes cambios, los datos estructurales deberán tomarse como datos aproximados, aconsejándose
que una vez comience la excavación se realicen medidas in situ, para comprobar su correspondencia y
en caso de observar cambios importantes tomar las medidas correctoras correspondientes.
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convenientemente. A continuación se recogen una serie de recomendaciones y medidas a tener en
cuenta:
*Material en la línea que separa los materiales tolerables a marginales. **Material en la línea que separa los materiales adecuados y tolerables. Según estos valores podemos observar como en una de las muestras analizadas en el nivel II (Suelo de
alteración-sustrato rocoso G-IV-V), los límites de Atterberg se situarían en la línea de separación entre
suelos marginales-tolerables. Por otro lado, en esta misma muestra se observa como los valores de
hinchamiento son elevados, por lo que clasifican a este material del nivel II, como suelo MARGINAL.
En el caso de la roca grado III, observamos que la cantidad de finos que tiene este material es muy
pequeño (menor de 10% en la mayoría de las muestras). Los límites muestran valores en estos materiales
entre adecuados y tolerables. Sin embargo, los valores de hinchamiento libre en edómetro indican en
muchas de las muestras valores de suelo marginal. Estos resultados, no se tendrán en cuenta ya que el
ensayo de hinchamiento libre en edómetro, se realiza para la fracción más fina (<2mm) y como ya hemos
indicado este material en el nivel III tiene un porcentaje muy bajo, por lo que se supone que estos finos no
influirán demasiado en el comportamiento global. Si observamos los resultados de hinchamiento en el
CBR (donde se ensaya una muestra mucho más representativa del conjunto), vemos como los valores de
hinchamiento bajan todos ellos por debajo del 1%. En cuanto a la materia orgánica, se ha observado que
varías de las muestras analizadas tienen valores de materiales tolerables. Por todo esto, el nivel III se
clasificará como TOLERABLE.
Por último hay que tener en cuenta que parte de la excavación va a realizarse en una roca más o menos
sana. Por tanto, se han tomado muestras de este material en los sondeos realizados y además de
estudiar las anteriores propiedades, se ha estudiado este nivel, como posible material para su utilización
como pedraplén. Según O.C: 326/00, para que un sustrato rocoso pueda ser utilizado para este fin, tiene
que tener una pérdida en peso menor de un 2%.
A continuación, se adjunta una tabla con los resultados del ensayo de desmoronamiento frente al agua,
indicativo de esta pérdida en peso, teniendo:
-
-
Preparación de la superficie de apoyo: Se efectuará en primer lugar el desbroce del terreno y la
eliminación de la capa de tierra vegetal. Una vez alcanzada la cota sobre la que finalmente se apoyará
el vial o la explanada, se escarificará el terreno en una profundidad no menor de 15 cm y no mayor de
30 cm. A continuación se procederá a la compactación de la superficie resultante, sobre la cual se
apoyarán los materiales del terraplén.
Extensión de las tongadas: espesor de 30 cm, siempre superior a los 3/2 del tamaño máximo del
material empleado. Tongadas de características uniformes y comprobación del cumplimiento del
grado de compactación previamente a la extensión de la siguiente.
Compactación: Los valores a alcanzar tras la compactación serán de una densidad no inferior a la
máxima obtenida en el ensayo Próctor de referencia en la coronación, y no inferior al 95% de la
máxima obtenida en el ensayo Próctor de referencia en cimiento, núcleo y espaldones, y una humedad
comprendida entre el -2% y el +1% de la óptima obtenida en el Próctor de referencia.
Condiciones de apoyo de los terraplenes
La traza de los viales se encontrará sobre los diferentes materiales aparecidos en toda la zona. Es
evidente que el comportamiento de unos y otros frente a las cargas que constituyen los terraplenes (con
altura también variable de unas zonas a otras) será diferente y se traducirá en asientos proporcionales a
las cargas y al espesor de los suelos que también, como puede comprobarse en los perfiles geológicosgeotécnicos, es variable.
Dado que el espesor en ocasiones del material tipo suelo, es bastante importante y debido a que puede
afectar a zonas amplias, podría no ser viable su retirada y posterior sustitución por nuevos materiales de
relleno controlado. En este caso, se deberá asumir que allá donde el terraplén se apoye sobre estos
materiales, se puedan producir asientos no deseados y por tanto se llevará un saneado de dichos
materiales de 1 metro de espesor y se compactará la superficie de apoyo, intentando minimizar dichos
asientos.
4.3. CIMENTACIONES DE LAS ESTRUCTURAS Y RECOMENDACIONES
Según estos resultados, la roca ligeramente meteorizada a sana NO cumpliría el requisito del PG-3, para
utilizarla como PEDRAPLÉN. Teniendo en cuenta que estás rocas se han clasificado como rocas de tipo
EVOLUTIVO, deberán cumplir las características descritas para su uso, expuestas en la norma de
referencia.
Como norma general se recomienda que la cimentación de una misma estructura se apoye sobre un
mismo tipo de material, para evitar posibles asientos diferenciales.
A continuación y aunque no se tiene información de las estructuras que se van a ejecutar para la
realización de este proyecto, se enumeran los diferentes niveles detectados, estudiando su posible uso
como nivel de apoyo y las cargas admisibles para cada nivel.
Nivel I Tierra vegetal o relleno. No apto para ningún tipo de cimentación.
En cualquier caso, antes del empleo como relleno, deberá comprobarse las características de cualquier
material que se vaya a utilizar en obra.
Nivel II
Recomendaciones para la ejecución de los terraplenes
Nivel III Sustrato rocoso bastante meteorizado La carga admisible para este material se estima de la
siguiente manera según lo recogido en el CTE:
Para la ejecución de los rellenos tipo terraplén de los viales de urbanización se recomienda seguir las
especificaciones recogidas en el PG-3 en cuanto a clasificación de materiales. También se deberá llevar a
cabo un procedimiento controlado de puesta en obra de los mismos y la preparación de los apoyos
Eluvial-Sustrato rocoso GIV-V. Debido a la diferencia de espesor de este nivel (que en muchas
zonas ni aparece) y los problemas de asientos que esto podría ocasionar, se desestima este
nivel como nivel de apoyo de cualquier estructura.
qd = Ksp·qu
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Siendo qu la resistencia a compresión simple de la roca sana,
5. CONCLUSIONES
A continuación se detallan aquellos aspectos más relevantes diferenciados en los apartados anteriores:
s es el espaciamiento de las discontinuidades; s > 300 mm
B es la anchura del cimiento en m; 0,05 < s/B <2
a es la apertura de las discontinuidades; a < 5 mm en junta limpia, a < 25 mm en junta rellena con suelo
o con fragmentos de roca alterada; siendo 0 < a/s < 0,02
En este caso, aunque no se ha podido coger ningún testigo parafinado (debido a su elevada
fracturación), se puede considerar (y así se ha testificado de manera general en las calicatas), que este
nivel es un nivel de roca muy blanda. Dicho material según la clasificación de la roca matriz ISRM (1981),
le corresponde un valor de compresión simple comprendido entre 10 y 50 Kp/cm2. Cogiendo del lado de
la seguridad un valor medio dentro del rango (25Kp/cm2), tenemos un qu = 25 Kp/cm2, s = 0,2 m y a =
20 mm y suponiendo un ancho de zapata B = 2 m, se obtiene una carga admisible: qd = 0,12· qu → qd
5.1. PERFIL Y CARACTERÍSTICAS DEL TERRENO:
A partir de la información proporcionada por todos los trabajos de campo realizados en la parcela objeto
del presente Estudio, se estima que el terreno está constituido por los siguientes niveles, cuyos
parámetros principales también se indican a continuación. Para una descripción más detallada, consultar
el apartado 4.1 de Características Geotécnicas.
= 2,9 Kp/cm2.
Por tanto y del lado de la seguridad, se propone considerar para los cálculos una carga admisible no
superior a 2,5 Kp/cm2.
Nivel IV Sustrato rocoso ligeramente meteorizado a sano
Para este material utilizando la misma formulación que para el nivel anterior, tenemos: Considerando del
lado de la seguridad qu = 73 Kp/cm2 (valor medio de los obtenidos en los ensayos de compresión
simple realizados), s = 0,35 m y a = 5 mm y suponiendo un ancho de zapata B = 2 m, se obtiene una
carga admisible elevada: qd =0,14x qu →qd =10 Kp/cm2.
Por tanto, con objeto de que las dimensiones de la cimentación sean razonables y en previsión de que
pudiera aparecer alguna zona de sustrato rocoso de peor calidad, se propone considerar para los
cálculos una carga admisible no superior a 5 Kp/cm2.
Debido a la gran extensión de la zona estudiada, dentro de un mismo nivel pueden darse ligeras
variaciones dentro de sus propiedades, por tanto estos valores deberán tomarse como datos orientativos.
Una vez diseñadas todas las estructuras, se deberá de realizar algún ensayo en el material donde se van
a cimentar cada una de estas estructuras, que pueda confirmar la capacidad portante del nivel
correspondiente.
5.2. NIVEL DE AGUA:
Solamente se ha detectado agua en los sondeos próximos a los arroyos existentes. En el zona del
sondeo SM-5, aunque en la época que se han realizado los trabajos no se ha observado presencia de
agua, la ladera en la que está emplazado, muestra signos de una posible circulación superficial.
5.3. AGRESIVIDAD:
Los ensayos de laboratorio realizados para determinar la agresividad tanto del suelo como del agua, han
dado un resultado de NO AGRESIVO.
5.4. EXCAVABILIDAD:
En la parcela, los grados de dificultad de excavación son los siguientes:
Nivel I: Tierra vegetal y rellenos heterogéneos (excepto el pavimento del vial existente, ubicado en el eje
5), Nivel II: Suelos y Nivel III: Sustrato rocoso bastante meteorizado. Grado de excavación FACIL.
Nivel IV: Sustrato rocoso G: IV. Grado de dificultad DIFICIL.
5.5. EXCAVACIONES:
Los taludes definitivos propuestos para los diferentes materiales son:
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Nivel II
Suelos (eluvial-sustrato rocoso IV-V): 3H/2V
Nivel III Sustrato rocoso GIII: 1H:1V
En caso, de necesitar en este nivel una pendiente más vertical, se podría realizar un talud con algún tipo
de contención tipo gunita o malla de triple torsión gunitada y anclada al sustrato rocoso, para evitar
pequeños desprendimientos que se pueden producir al fracturarse el sustrato rocoso con el paso del
tiempo.
En el caso de la parte Norte del eje 1, la protección de este talud será obligatoria, independientemente de
la pendiente elegida.
Nivel IV Sustrato rocoso GII-I: 2H/3V
El tipo de roca existente en la parcela (roca evolutiva), hace que sus condiciones geotécnicas expuestas a
las condiciones atmosféricas vayan siendo peores conforme pasa el tiempo, por lo que para este tipo de
materiales se desaconseja taludes muy verticales. Por todo esto y teniendo en cuenta todas las medidas
estructurales se recomienda para el nivel de roca más o menos sano un talud 2H/3V. En caso de
necesitar taludes más verticales en alguna zona, se deberá de estudiar más detenidamente para ver si es
necesario, realizar algún tipo de contención.
Sin embargo y aún tendiendo el talud a 2H/3V, en determinadas zonas (p.e. zona Norte del eje 1) se
puede dar un tipo de inestabilidad importante como es el deslizamiento planar.
Por tanto, para evitar este tipo de inestabilidades tanto en la zona Norte del eje 1, como en zonas donde
el buzamiento de los estratos coincida con la pendiente del talud proyectado, dicho talud deberá de
protegerse mediante un gunitado con un espesor mínimo de 5 centímetros, con mallazo y acompañado
de un bulonado sistemático.
En el apartado 4.2.2 se explica más detalladamente todas las recomendaciones para la ejecución de los
taludes en cada uno de los niveles. Además se ha tanteado mediante el programa ROCPLANE, el estudio
del posible deslizamiento planar. Para un talud 2H/3V y para una altura máxima del talud estimada en 6
metros para la zona más próxima a la A-8, se obtiene un valor de empuje de unos 3,5Tn/m2 (para bulones
de 12 metros y una inclinación de 15º). Recomendando que el bulonado sistemático tenga una malla no
superior a 2,5x2,5m.
Nivel IV Sustrato rocoso GII-I: La roca ligeramente meteorizada a sana NO cumpliría el requisito del PG3, para utilizarla como PEDRAPLÉN. Teniendo en cuenta que estás rocas sean clasificado como rocas de
tipo EVOLUTIVO, deberán cumplir las características descritas para su uso, expuestas en la norma de
referencia.
En cualquier caso, antes del empleo como relleno, deberá comprobarse las características de cualquier
material que se vaya a utilizar en obra. En el apartado 4.2.3 se explica más detalladamente todos los
resultados obtenidos.
5.7. CIMENTACIÓN
Como norma general se recomienda que la cimentación de una misma estructura se apoye sobre un
mismo tipo de material, para evitar posibles asientos diferenciales.
Nivel I Tierra vegetal o relleno. No apto para ningún tipo de cimentación.
Nivel II Eluvial-sustrato rocoso GIV-V. Debido a la diferencia de espesor de este nivel (que en muchas
zonas ni aparece) y los problemas de asientos que esto podría ocasionar, se desestima este nivel como
nivel de apoyo de cualquier estructura.
Nivel III Sustrato rocoso bastante meteorizado 2,5 Kp/cm2.
Nivel IV Sustrato rocoso GII-I: 5 Kp/cm2.
Debido a la gran extensión de la zona estudiada, dentro de un mismo nivel pueden darse ligeras
variaciones dentro de sus propiedades, por tanto estos valores deberán tomarse como datos orientativos.
Una vez diseñadas todas las estructuras, se deberá de realizar algún ensayo en el material donde se va
cimentar cada una de estas estructuras, que pueda confirmar la capacidad portante del nivel
correspondiente.
Todas las conclusiones y recomendaciones anteriores se basan en una interpretación razonable de los
resultados del reconocimiento geotécnico. Si durante la ejecución de las obras se observaran diferencias
importantes con respecto a la interpretación actual, se deberán reevaluar las conclusiones del informe
realizado por la empresa EPTISA teniendo en cuenta los nuevos datos obtenidos.
Teniendo en cuenta, que la zona de estudio es muy extensa y que estructuralmente pueden observarse
importantes cambios, los datos estructurales deberán tomarse como datos aproximados, aconsejándose
que una vez comience la excavación se realicen medidas in situ, para comprobar su correspondencia y
en caso de observar cambios importantes tomar las medidas correctoras correspondientes.
5.6. RELLENOS
Como puede observarse en los perfiles geológico-geotécnicos, la rasante de los viales proyectados en
muchos casos, esta por encima de la topografía actual del terreno. Por tanto, se ha estudiado los
diferentes tipos de materiales existentes en las diferentes excavaciones, valorando su idoneidad o sus
limitaciones para la realización de los terraplenes o recrecidos hasta alcanzar la cota necesaria.
Los resultados para los diferentes niveles son:
Nivel II
Suelos (eluvial-sustrato rocoso IV-V). Material MARGINAL
Nivel III Sustrato rocoso GIII: Material TOLERABLE
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6. APENDICE 1. PLANO DE SITUACIÓN DE TRABAJOS REALIZADOS.
DATOS ESTRUCTURALES
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