anejo 1. geología y geotecnia
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ANEJO 1. GEOLOGÍA Y GEOTECNIA ANEJO 1. GEOLOGÍA Y GEOTECNIA PROYECTO DE DUPLICACIÓN DE VÍA DE LA LÍNEA DE CERCANÍAS R-3 ENTRE PARETS Y LA GARRIGA (BARCELONA). ANEJO 1. GEOLOGÍA Y GEOTECNIA ÍNDICE 1. INTRODUCCIÓN.............................................................................................................................. 1 2. CAMPAÑA DE PROSPECCIÓN GEOTÉCNICA.............................................................................. 1 2.1 Metodología .......................................................................................................................................................... 1 2.2 Sondeos ................................................................................................................................................................ 2 2.3 2.4 2.2.1 Proyecto de Aumento de Capacidad ................................................................................................. 2 2.2.2 Estudio Informativo ............................................................................................................................. 2 2.2.3 Proyecto de la carretera C-352 ........................................................................................................... 2 2.2.4 Proyectos de supresión de pasos a nivel (2009) .............................................................................. 2 Calicatas en terreno ............................................................................................................................................. 2 2.3.1 Proyecto de Aumento de Capacidad ................................................................................................. 2 2.3.2 Proyectos de supresión de pasos a nivel (2009) .............................................................................. 3 Calicatas en vía/plataforma ................................................................................................................................. 3 2.6 Inundabilidad ..................................................................................................................................... 13 3.7.3 Expansividad...................................................................................................................................... 13 3.7.4 Colapso............................................................................................................................................... 13 3.7.5 Erosión ............................................................................................................................................... 13 3.7.6 Inestabilidad de Taludes ................................................................................................................... 13 4. CARACTERIZACIÓN GEOTÉCNICA DE LOS MATERIALES ...................................................... 13 4.1 Unidad I: Aluvial actual (QT3) ............................................................................................................................. 13 4.2 Unidad II: Terrazas (QT2 y QT1) ........................................................................................................................... 16 4.3 Unidad III: Cuaternario indiferenciado (Q) ........................................................................................................ 20 4.4 Unidad IV: Arcillas del Mioceno Medio y Superior (unidad M2) ...................................................................... 24 4.5 Unidad V: Arcillas del Mioceno Medio (unidad M1).......................................................................................... 29 4.6 Unidad VI: Rocas Plutónicas ............................................................................................................................. 33 5. OBRAS DE TIERRA ...................................................................................................................... 35 5.1 Terraplenes ......................................................................................................................................................... 35 Estudio Informativo ............................................................................................................................. 3 5.1.1 Introducción ....................................................................................................................................... 35 Penetraciones Dinámicas .................................................................................................................................... 3 5.1.2 Materiales ........................................................................................................................................... 35 2.5.1 Proyecto de Aumento de Capacidad ................................................................................................. 3 5.1.3 Criterios generales de diseño. Cálculos de estabilidad ................................................................. 35 2.5.2 Proyectos de supresión de pasos a nivel (2009) .............................................................................. 4 5.1.4 Cimiento de terraplenes .................................................................................................................... 35 2.4.1 2.5 3.7.2 Ensayos de Laboratorio ....................................................................................................................................... 4 3. GEOLOGÍA ...................................................................................................................................... 5 3.1 Encuadre geológico ............................................................................................................................................. 5 3.2 Litología................................................................................................................................................................. 6 3.2.1 3.2.2 3.2.3 5.2 Cuaternario........................................................................................................................................... 6 Desmontes .......................................................................................................................................................... 37 5.2.1 Introducción ....................................................................................................................................... 37 5.2.2 Criterios de diseño ............................................................................................................................ 37 5.2.3 Medidas complementarias de protección y drenaje ....................................................................... 37 6. ESTUDIO DE LA PLATAFORMA Y DE LA CAPA DE BALASTO ................................................ 39 3.2.1.1 Tercera terraza y aluvial actual (QT3) ........................................................................................... 6 3.2.1.2 Segunda Terraza (QT2) .................................................................................................................. 7 6.1 Validez como plataforma de los fondos de excavación .................................................................................. 39 3.2.1.3 Primera Terraza (QT1) .................................................................................................................... 7 6.2 Estado de la banqueta actual ............................................................................................................................ 39 3.2.1.4 Aluvial indiferenciado y pie de monte (QAC) ................................................................................ 8 3.2.1.5 Limos (Q)....................................................................................................................................... 8 Terciario ............................................................................................................................................... 8 3.2.2.1 Arcillas arenosas y limolitas (M1). Mioceno Medio ..................................................................... 8 3.2.2.2 Arcillas y areniscas arcósicas (M2). Mioceno Medio y Superior ................................................ 9 7. CIMENTACIÓN DE ESTRUCTURAS ............................................................................................. 41 7.1 Estructuras existentes ....................................................................................................................................... 41 7.2 Estudio individualizado de cada estructura ..................................................................................................... 41 Rocas ígneas........................................................................................................................................ 9 3.2.3.1 Granodiorita (γγG)............................................................................................................................ 9 3.2.3.2 Diques de Pórfidos (FP) ................................................................................................................ 9 3.2.3.3 Diques de Aplitas y pegmatitas (FA) .......................................................................................... 10 3.3 Tectónica ..............................................................................................................................................................10 3.4 Geomorfología .....................................................................................................................................................11 3.5 Descripción geológica del trazado.....................................................................................................................11 3.6 Hidrogeología ......................................................................................................................................................12 3.7 Riesgos Geológicos ............................................................................................................................................12 3.7.1 TERRAPLÉN ...................................................................................................................................................................... 36 Riesgos Sísmicos ...............................................................................................................................12 PROYECTO DE DUPLICACIÓN DE VÍA DE LA LÍNEA DE CERCANÍAS R-3 ENTRE PARETS Y LA GARRIGA (BARCELONA). 7.2.1 Viaducto sobre la Carretera C-17 ..................................................................................................... 41 7.2.2 Viaducto sobre Riera de Tenes ........................................................................................................ 42 7.2.3 Viaducto sobre conexión de unión AP-7 y C-17 ............................................................................. 42 7.2.4 Viaducto sobre el Río Congost......................................................................................................... 42 7.2.5 Viaducto sobre Torrent de Can Gorgs ............................................................................................. 43 7.2.6 Pasos superiores ............................................................................................................................... 44 8. TÚNELES....................................................................................................................................... 44 8.1 Túnel de Esteve .................................................................................................................................................. 44 9. ESTUDIO DE MATERIALES.......................................................................................................... 45 9.1 Características de los materiales disponibles ................................................................................................. 45 9.1.1 Resumen de propiedades de los materiales excavados en la traza ............................................. 45 ANEJO 1. GEOLOGÍA Y GEOTECNIA 9.1.2 9.2 Coeficientes de paso ......................................................................................................................... 45 Canteras y graveras ............................................................................................................................................ 45 PLANOS APÉNDICE 1. SONDEOS APÉNDICE 2. CALICATAS APÉNDICE 3. CALICATAS EN VÍA APÉNDICE 4. PENETRACIONES DINÁMICAS APÉNDICE 5. ENSAYOS DE LABORATORIO PROYECTO DE DUPLICACIÓN DE VÍA DE LA LÍNEA DE CERCANÍAS R-3 ENTRE PARETS Y LA GARRIGA (BARCELONA). ANEJO 1. GEOLOGÍA Y GEOTECNIA 1. INTRODUCCIÓN El objetivo del presente anejo es la definición del modelo geológico - geotécnico en el que se inscribe el Proyecto de Duplicación de Vía de la Línea de Cercanías R-3 entre Parets y La Garriga (Barcelona)”. La longitud del tramo objeto de estudio es de unos 18 km y tiene su origen en el Término Municipal de Mollet del Vallés. El trazado discurre aproximadamente en dirección Sur – Norte, partiendo de la estación de Parets del Vallés, atravesando además los términos municipales de Montmeló, Granollers, Canovelles, Les Franqueses del Vallés y La Garriga, donde finaliza el tramo estudiado tras la estación correspondiente. El conjunto de estas obras precisa conocer las características geotécnicas del terreno sobre el que se va a integrar, con el fin de prever el comportamiento que van a tener los diversos materiales ante la nueva situación en que la actuación humana los va a colocar. Más concretamente, geológicamente se ha tratado de determinar aspectos tales como: • • • • • Litología de los materiales atravesados. Disposición estructural. Aspectos geomorfológicos generales y aquellos con incidencia en la traza. Comportamiento hidrogeológico de los materiales. Riesgos geológicos. Geotécnicamente se ha tratado de definir los siguientes aspectos: • • • • • Propiedades geotécnicas de los materiales. Estudio de desmontes y terraplenes. Caracterización de explanadas. Recomendaciones sobre la cimentación de estructuras. Problemas específicos que afectan a la traza. Para ello se cuenta con los reconocimientos realizados en campañas anteriores, tales como: • Calicatas manuales y mediante retroexcavadora para reconocer las diferentes unidades geológicogeotécnicas, obtener muestras y caracterizar la explanada tipo. • Toma de muestras en la banqueta de la vía, para caracterizar el balasto y el subbalasto. • Sondeos mecánicos con extracción continua de testigo, testificación y muestreo. • Penetraciones dinámicas Borros. • Ensayos de laboratorio sobre las muestras obtenidas en calicatas y sondeos. • Visitas de campo y toma de datos estructurales (estaciones geomecánicas). 2. 2.1 CAMPAÑA DE PROSPECCIÓN GEOTÉCNICA Metodología Se recopiló, analizó y evaluó la información geológica y geotécnica disponible que afecta al propósito del estudio: • Mapa Geológico de España. Síntesis de la Cartografía Existente. Escala 1:200.000. Hoja nº: 35 (Barcelona). ITGE. • Mapa Geológico de España. Escala 1:50.000. 364 (La Garriga) y 393 (Mataró). ITGE. • “Geología de España” del Ministerio de Educación y Ciencia, Instituto Geológico y Minero de España y la Sociedad Geológica de España. • Mapas de Rocas Industriales del IGME. Escala 1:200.000. Hojas nº 34 (Hospitalet) y nº 35 (Barcelona). • Mapa Hidrogeológico de España. SIAS. Escala 1:200.000. Hoja nº: 34. IGME. • Atlas de Rocas Industriales de España. Escala 1:500.000. ITGE. Para la realización del estudio geológico-geotécnico se dispone de la información obtenida en los siguientes documentos antecedentes: • “Proyecto Constructivo: Cercanías de Barcelona. Línea 3. Tramo Montcada-Vic. Aumento de Capacidad. Primera Fase”, realizado por la Dirección General de Ferrocarriles con fecha septiembre de 2001. En adelante “Proyecto de aumento de capacidad”. • Proyecto Constructivo “Mejora General. Nueva Carretera C-352. Ronda Nord de Granollers. Tramo 2: P.K. 2+320 al P.K. 4+420, Les Franqueses del Valles – Canovelles”, facilitado por GISA (2002). En adelante “Proyecto de la Carretera C-352”. • “Proyecto constructivo de la supresión del paso a nivel P.K. 29/230 en Canovelles (Barcelona). Línea Montcada-Ripoll-Puigcerdá”, realizado por la Dirección General de Ferrocarriles con fecha febrero de 2006. • “Proyecto de construcción de supresión de los pasos a nivel en los PP.KK. 31+202 y 31+603 de la línea Barcelona-J.S. Abadesas en el término municipal de Les Franqueses del Vallés (Barcelona)”, realizado por la Dirección General de Ferrocarriles con fecha mayo de 2007. • “Estudio Informativo del Proyecto: Cercanías de Barcelona. Línea R-3 Tramo Montcada-Vic. Duplicación de Vía”, redactado por la Dirección General de Ferrocarriles con fecha julio de 2008. En adelante “Estudio Informativo”. • “Proyecto constructivo de paso inferior en el p.k. 25/766 que suprime a los pasos a nivel del p.k. 25/268 y p.k. 26/540 de la línea Barcelona-Ripoll, término municipal de Granollers”, redactado por INYPSA para el Administrador de Infraestructuras Ferroviarias ADIF, con fecha diciembre de 2009. • “Proyecto constructivo de paso inferior en el p.k. 36/221 que suprime al paso a nivel del p.k. 36/181 de la línea Barcelona-Ripoll, término municipal de La Garriga”, redactado por INYPSA para el Administrador de Infraestructuras Ferroviarias ADIF, con fecha diciembre de 2009. • “Proyecto constructivo de variante de la carretera BP-5107 y paso inferior en el p.k. 36/700, paso inferior peatonal en el p.k. 37/550 y ampliación del paso inferior existente en el p.k. 37/683, que suprimen los pasos a nivel del p.k. 36/434 y p.k. 37/492 de la línea Barcelona-Ripoll, término municipal de La Garriga”, redactado por INYPSA para el Administrador de Infraestructuras Ferroviarias ADIF con fecha diciembre de 2009. Este documento y los dos anteriores serán en adelante referenciados de forma genérica como “Proyectos de Supresión de Pasos a Nivel (2009)”. Se describen a continuación todos los trabajos, tanto de campo como de laboratorio, disponibles para este Proyecto. PROYECTO DE DUPLICACIÓN DE VÍA DE LA LÍNEA DE CERCANÍAS R-3 ENTRE PARETS Y LA GARRIGA (BARCELONA). 1 ANEJO 1. GEOLOGÍA Y GEOTECNIA 2.2 2.2.3 Sondeos En el Apéndice Nº 1 se incluyen las columnas de testificación de los sondeos, así como las fotografías de las cajas de testigo. En los planos se indica la situación de los mismos. A continuación se muestra un resumen en forma de listado, agrupados por campañas. Proyecto de la carretera C-352 Para la investigación del puente sobre el río Congost se realizaron 3 sondeos con un total de 65 metros perforados. Sus características se detallan en el siguiente cuadro: SONDEOS DEL PROYECTO DE LA CARRETERA C-352 2.2.1 Proyecto de Aumento de Capacidad SONDEO P.K. (C-352) P.K. (R-3) LONGITUD (m) S-10 2+800 30+350 15,0 Se dispone de 12 sondeos mecánicos, con aproximadamente 146 metros perforados. Sus características se detallan en el siguiente cuadro: S-11 2+830 30+280 25,0 S-12 2+850 30+250 25,0 SONDEOS DEL PROYECTO DE AUMENTO DE CAPACIDAD 3 sondeos TOTAL 2.2.2 SONDEO P.K. LONGITUD (m) SM-15 19+770 14,45 SM-16 27+910 14,41 SM-17 28+410 9,60 SM-18 29+260 10,05 SM-19 29+520 14,42 SM-20 29+780 5,00 SM-21 35+610 15,75 SM-22 35+610 14,45 SM-23 36+700 12,60 SM-24 36+700 12,45 SM-28 37+550 10,00 SM-25 37+680 12,45 12 sondeos TOTAL 145,63 2.2.4 Se cuenta con un total de 4 sondeos, con aproximadamente 97 metros perforados. En la siguiente tabla se resumen las características generales de estos sondeos: Proyectos de supresión de pasos a nivel (2009) Se dispone de 5 sondeos, uno por cada paso inferior proyectado. Sus características se detallan en el siguiente cuadro. Entre paréntesis se recoge el paso inferior al que hace referencia cada sondeo. SONDEOS DE PROYECTOS DE SUPRESIÓN DE PASOS A NIVEL 2.3 Estudio Informativo 65,0 SONDEO P.K. LONGITUD (m) S-1 (25/766) 25+785 10,0 S-1 (36/221) 36+200 12,6 S (36/700) 36+720 12,6 S (37/500) 37+570 10,0 S (37/683) 37+700 10,0 5 sondeos TOTAL 65,2 Calicatas en terreno En el Apéndice Nº 2 se incluyen las columnas de testificación de las calicatas. En los planos se indica la situación de las mismas. A continuación se muestra un resumen en forma de listado, agrupadas por campañas. SONDEOS DEL ESTUDIO INFORMATIVO SONDEO P.K. LONGITUD (m) S-20+655 20+730 25,30 S-20+880 20+920 25,10 S-22+440 22+490 20,40 S-34+730 34+770 25,95 4 sondeos TOTAL 96,75 2.3.1 Proyecto de Aumento de Capacidad Calicatas Mecánicas Para la realización de este proyecto constructivo se realizaron un total de 14 calicatas mecánicas dentro del tramo Parets – La Garriga, cuya localización y profundidad se detallan en el siguiente cuadro: CALICATAS DEL PROYECTO DE AUMENTO DE CAPACIDAD 2 CALICATA P.K. PROFUNDIDAD (m) C-12 27+400 2,00 PROYECTO DE DUPLICACIÓN DE VÍA DE LA LÍNEA DE CERCANÍAS R-3 ENTRE PARETS Y LA GARRIGA (BARCELONA). ANEJO 1. GEOLOGÍA Y GEOTECNIA CALICATAS DEL PROYECTO DE AUMENTO DE CAPACIDAD CALICATA P.K. PROFUNDIDAD (m) C-13 27+560 2,00 C-14 27+680 2,10 C-15 28+160 2,00 C-16 28+250 3,10 C-17 29+150 3,40 C-18 29+520 3,40 C-19 29+930 2,40 C-20 35+290 2,00 C-21 36+180 1,75 C-24 36+340 3,15 C-25 36+700 3,20 C-22 36+700 3,20 C-23 36+860 2,00 14 calicatas TOTAL 35,70 m Rozas de Talud CALICATAS DE PROYECTOS DE SUPRESIÓN DE PASOS A NIVEL CALICATA P.K. PROFUNDIDAD (m) C-2 (36/221) 36+160 2,80 C-1 (36/700) 36+710 4,10 C-2 (36/700) 36+710 4,00 C-1 (BP-5107) 0+580 (BP-5107) 4,80 C-2 (BP-5107) 0+840 (BP-5107) 3,90 C-3 (BP-5107) 1+000 (BP-5107) 4,00 C-4 (BP-5107) 1+260 (BP-5107) 4,90 12 calicatas TOTAL 43,7 2.4 Calicatas en vía/plataforma 2.4.1 Estudio Informativo Dentro del tramo Parets – La Garriga se ejecutaron 3 calicatas manuales en vía con el fin de reconocer el estado de las capas ferroviarias existentes y su aptitud para la nueva infraestructura. En el siguiente cuadro se detallan las calicatas propuestas y la profundidad alcanzada. Asimismo, se realizaron 3 rozas en talud cuyos datos se aportan en el siguiente cuadro: CALICATAS EN VÍA DEL ESTUDIO INFORMATIVO ROZAS DEL PROYECTO DE AUMENTO DE CAPACIDAD CALICATA P.K. PROFUNDIDAD (m) ROZA P.K. LONGITUD (m) CV-32+360 32+400 1,05 R-3 29+490 0,80 CV-38+040 38+080 0,90 R-4 29+960 0,60 CV-38+890 38+930 1,10 R-5 30+100 0,60 3 calicatas TOTAL 3,05 3 rozas TOTAL 2,00 En el Apéndice Nº 3 se incluyen las columnas de testificación de las calicatas. En los planos se indica la situación de las mismas. 2.3.2 Proyectos de supresión de pasos a nivel (2009) Se dispone de 12 calicatas, algunas de ellas alejadas de la vía, en los viales sobre los que se proyectan los nuevos pasos inferiores. Sus características se detallan en el siguiente cuadro. Entre paréntesis se recoge el paso inferior al que hace referencia cada sondeo. CALICATAS DE PROYECTOS DE SUPRESIÓN DE PASOS A NIVEL CALICATA P.K. PROFUNDIDAD (m) C-1 (25/766) 25+840 0,90 C-2 (25/766) 26+000 3,80 C-3 (25/766) 26+160 3,50 C-4 (25/766) 26+310 3,20 C-1 (36/221) 36+180 3,80 PROYECTO DE DUPLICACIÓN DE VÍA DE LA LÍNEA DE CERCANÍAS R-3 ENTRE PARETS Y LA GARRIGA (BARCELONA). 2.5 Penetraciones Dinámicas En el Apéndice Nº 4 se incluye los registros de los ensayos de penetración dinámica y en el apartado de planos se indica la situación de los mismos. A continuación se muestra un resumen en forma de listado, agrupados por campañas. 2.5.1 Proyecto de Aumento de Capacidad Se realizaron un total de 20 penetraciones dinámicas en el tramo objeto de proyecto, cuya localización y profundidad se detallan en el siguiente cuadro: 3 ANEJO 1. GEOLOGÍA Y GEOTECNIA 2.6 PENETRACIONES DINÁMICAS PROYECTO AUMENTO CAPACIDAD 2.5.2 PENETRACIÓN P.K. PROFUNIDIDAD (m) PD-14 19+770 10,8 PD-15 27+370 10,0 PD-16 27+525 8,2 PD-17 27+650 6,0 PD-18 28+120 11,0 PD-19 28+220 4,2 PD-20 29+120 2,6 PD-21 29+290 PD-22 Se muestra a continuación una relación de los ensayos de laboratorio efectuados dentro de las diversas campañas de reconocimiento, incluidos los ensayos sobre muestras obtenidas en calicatas en vía. ENSAYOS DE LABORATORIO ENSAYOS Nº DE ENSAYOS Granulometría de suelos por tamizado 83 Límites de Atterberg 82 4,8 Contenido en finos (muestras de balasto) 3 29+540 5,6 Humedad natural de un suelo mediante secado en estufa 58 PD-23 29+730 6,6 Densidad de un suelo 39 PD-24 29+910 5,4 Compresión simple en suelos 31 PD-25 30+080 4,8 PD-26 35+260 11,4 Compresión triaxial en suelos (CU), con medida de presiones intersticiales 3 PD-27 36+220 13,2 Corte directo en suelos, sin consolidación ni drenaje (UU) 1 PD-32 36+300 4,8 Compactación Proctor Normal 14 PD-28 36+700 22,6 Compactación Proctor Modificado 6 PD-33 36+700 14,2 Índice CBR 17 PD-29 36+820 15,4 PD-34 37+530 4,8 Contenido en carbonatos 39 PD-30 37+690 0,8 Contenido de materia orgánica (reducción con H2O2) 40 20 ensayos TOTAL 167,2 Contenido en sulfatos solubles 49 Contenido en Sales Solubles 3 Acidez Baumann-Gully 5 Agresividad del agua al hormigón 2 Densidades In situ (en vía) 3 Desgaste de Los Ángeles 6 Índice de Forma 3 Proyectos de supresión de pasos a nivel (2009) Se dispone de 3 ensayos, uno por cada paso inferior proyectado (salvo los situados en el centro de La Garriga). Sus características se detallan en el siguiente cuadro. Entre paréntesis se recoge el paso inferior al que hace referencia cada sondeo. ENSAYOS DE PENETRACIÓN DINÁMICA DE PROYECTOS DE SUPRESIÓN DE PASOS A NIVEL 4 Ensayos de Laboratorio ENSAYO P.K. LONGITUD (m) Ensayo de absorción 3 P-1 (25/766) 25+800 8,00 Microdeval húmedo 3 DPSH (36/221) 36+200 6,57 Microdeval seco 3 DPSH (36/700) 36+690 10,00 3 penetraciones TOTAL 24,57 En el Apéndice Nº 5 se incluyen los registros de los resultados de todos los ensayos. PROYECTO DE DUPLICACIÓN DE VÍA DE LA LÍNEA DE CERCANÍAS R-3 ENTRE PARETS Y LA GARRIGA (BARCELONA). ANEJO 1. GEOLOGÍA Y GEOTECNIA 3. 3.1 Los materiales cuaternarios están representados por un sistema de terrazas escalonadas y por abanicos aluviales adosados a los bordes de la depresión. En el caso concreto de la zona objeto de estudio se trata de sistemas de terrazas y depósitos aluviales asociados principalmente al río Congost. GEOLOGÍA Encuadre geológico A continuación se adjunta la leyenda y el mapa geológico de la zona del IGME a escala 1:50.000. El trazado estudiado se sitúa, desde el punto de vista geológico, dentro de la Depresión del Vallés Penedés, compuesta por materiales del Mioceno y del Oligoceno. Únicamente el final del trazado, en La Garriga, toca materiales pertenecientes a la Cordillera Prelitoral Catalana, fundamentalmente rocas ígneas del Paleozoico. En la siguiente figura se localizan las regiones descritas, con la Depresión del Vallés dominando el centro de la figura en tonos verdes y amarillos y la Cordillera Prelitoral al norte de esta franja, en colores rosas, azules y verdes. Mapa Geológico Escala 1:50.000 del IGME Esquema geológico regional La Cordillera Prelitoral Catalana es una alineación montañosa menor, muy heterogénea en su composición, orientada paralelamente a la costa mediterránea. Está formada tanto por materiales del zócalo paleozoico como por materiales de la cobertera mesozoico-terciaria. En la zona sur de la cadena las estructuras presentan direcciones ibéricas, mientras que hacia el norte se pasa gradualmente a una tectónica de bloques, y aflora ampliamente el zócalo paleozoico. La fosa tectónica de la Depresión del Vallés-Penedés, separa esta cadena de la cadena litoral Costero Catalana. La orientación de la fosa viene condicionada por el predominio de fallas de dirección NNESSO, que forman sus límites principales, aunque también las fallas de dirección NO-SE constituyen un elemento estructural importante en su evolución. La colmatación de la fosa tuvo lugar principalmente durante el Neógeno y Cuaternario. Comprende facies marinas en el extremo SO, que pasan lateralmente hacia el NE a depósitos continentales. Durante el Plioceno domina la sedimentación continental. El hundimiento de la fosa, así como el juego de la falla que limita por el NO, se prolonga hasta el Plioceno. PROYECTO DE DUPLICACIÓN DE VÍA DE LA LÍNEA DE CERCANÍAS R-3 ENTRE PARETS Y LA GARRIGA (BARCELONA). 5 ANEJO 1. GEOLOGÍA Y GEOTECNIA 3.2 Litología Tal y como se ha señalado en el apartado anterior, los materiales de la zona de proyecto corresponden a tres edades diferentes: • Cuaternario • Terciario • Rocas ígneas (pretriásicas) Los materiales Terciarios aparecen en la mayor parte del trazado. Se trata de materiales del Mioceno, formados principalmente por arcillas amarillas con lentejones de arenisca y conglomerados. Los materiales cuaternarios aflorantes son muy recientes; su origen se encuentra fundamentalmente asociado a la actividad fluvial de los ríos Besós, riera de Tenes, Congost y a los arroyos y rieras tributarias de estos ríos. Hay también materiales cuaternarios asociados a la actividad humana denominados rellenos antropogénicos. Los materiales ígneos se localizan en la parte final del trazado, en el entorno de La Garriga. Se trata de granodioritas, con ocasionales diques de pórfidos y de aplitas. En los siguientes apartados se realiza una descripción de cada litología afectada por el trazado, ordenadas de más moderna a más antigua. 3.2.1 3.2.1.1 Cuaternario Tercera terraza y aluvial actual (QT3) Se trata de los materiales más recientes e incluyen los fondos de rieras y la gran terraza aluvial, cuya altura sobre el lecho del río no excede de los 6 a 8 m (aproximadamente a 3 - 5 m sobre el cauce actual del río). Su espesor y extensión es elevado en la parte inicial del trazado y va reduciéndose a medida que discurre el trazado hacia La Garriga, hasta desaparecer en las proximidades de esta localidad, donde los materiales cuaternarios tienen un carácter mixto aluvial – coluvial (pie de monte). Leyenda Mapa Geológico Escala 1:50.000 del IGME 6 PROYECTO DE DUPLICACIÓN DE VÍA DE LA LÍNEA DE CERCANÍAS R-3 ENTRE PARETS Y LA GARRIGA (BARCELONA). ANEJO 1. GEOLOGÍA Y GEOTECNIA Se verán afectados, con mayor o menor extensión, en los cruces de la riera de Tenes (P.K. 20+900) y del río Congost (P.K. 30+200), así como en las proximidades de estos ríos, especialmente el Congost, que discurre paralelo a la mayor parte del trazado. 3.2.1.2 Segunda Terraza (QT2) Suelen ser llanuras en ambos márgenes del río. Litológicamente están formadas por arenas y limos con niveles de gravas sueltas de composición tipo granito, rocas filonianas y materiales paleozoicos. Se sitúan aproximadamente a los 5 – 10 m sobre el curso del río. Llanura aluvial de la Riera de Tenes, a su paso por Parets del Vallés Se trata normalmente de cantos rodados heterométricos de distinta naturaleza, entre ellos pizarra, rocas graníticas y areniscas con matriz arenosa y sin cementar. Desmonte realizado en materiales de la Unidad QT2 Estos materiales se afectarán en un largo tramo entre el P.K. 22+500, a la altura del circuito de Montmeló y el P.K. 33+000, en Granollers. 3.2.1.3 Primera Terraza (QT1) Se trata del nivel más antiguo de terraza. Litológicamente está constituida por arenas y conglomerados poco cementados heterométricos y heterogéneos, de procedencia pirenaica. Se afectará únicamente a la altura del circuito de Montmeló (P.K. 21+500 a 21+900). Detalle de los materiales de la Unidad QT3 PROYECTO DE DUPLICACIÓN DE VÍA DE LA LÍNEA DE CERCANÍAS R-3 ENTRE PARETS Y LA GARRIGA (BARCELONA). 7 ANEJO 1. GEOLOGÍA Y GEOTECNIA 3.2.1.4 Aluvial indiferenciado y pie de monte (QAC) Se han incluido en esta unidad los materiales cuaternarios de origen mixto aluvial – coluvial que se depositan en el fondo de los barrancos y río Congost en el entorno de La Garriga. Es una formación muy heterométrica de desarrollo muy local depositada bruscamente al ensanchar el río Congost su valle y los derrubios (pie de monte) adosados en las inmediaciones de los relieves de la Cordillera Prelitoral Catalana. Uno y otro tipo de materiales son muy diferentes en cuanto a su composición y disposición: mientras los primeros corresponden a cantos rodados muy heterogéneos de granito, pizarras, calizas y areniscas con cemento casi inexistente (a diferentes alturas sobre el cauce actual del río), evidenciando procesos fluviales en su formación, los segundos evidencian una sedimentación más local y están constituidos prácticamente por pizarras o granitos siendo más angulosos. Se verán afectados principalmente en el entorno de La Garriga. 3.2.1.5 Limos (Q) Localmente asociados a terrazas; de colores rojizos y anaranjados debido a la oxidación y potencia variable. Presentan algunos niveles de costras calcáreas (caliches). Existen afloramientos muy potentes en el entorno de Parets del Vallés. Contienen bastante arcilla que le confieren plasticidad. Se trata del depósito que dejan los ríos y torrentes en los episodios de inundación. Se atraviesan a la altura de Parets del Vallés, entre el P.K. 19+900 y el P.K. 20+500. 3.2.2 3.2.2.1 Terciario Arcillas arenosas y limolitas (M1). Mioceno Medio Son arcillas de color predominantemente amarillento, con una abundante fracción detrítica grosera que incluyen frecuentes “nidos” y lentejones de arenas y de conglomerados; localmente presenta nódulos calcáreos. Pertenecen a la Unidad de la Depresión del Vallés Penedés, y más concretamente en la parte sur de la misma, entre el inicio del trazado y el P.K. 28+000, a la altura de Granollers, con una pequeña incursión hacia el P.K. 22+200, en Montmeló. Frecuentemente se encuentran recubiertas por sedimentos cuaternarios. Van perdiendo importancia según seguimos el trazado hacia el Norte; los niveles superiores pasan a las arcillas y areniscas arcósicas procedentes de los granitos de la Cordillera Prelitoral Catalana que afloran en los alrededores de La Garriga. Yacimiento explotado de arcillas arenosas en Montcada, próximo al comienzo del tramo Excavación realizada en estos materiales junto a la estación de Montcada 8 PROYECTO DE DUPLICACIÓN DE VÍA DE LA LÍNEA DE CERCANÍAS R-3 ENTRE PARETS Y LA GARRIGA (BARCELONA). ANEJO 1. GEOLOGÍA Y GEOTECNIA 3.2.2.2 Arcillas y areniscas arcósicas (M2). Mioceno Medio y Superior Constituidos por areniscas y arcillas arcósicas que son el producto de la meteorización, transporte y sedimentación de los granitos de la Cordillera Prelitoral Catalana. Se componen de abundantes granos de cuarzo, feldespatos caolinizados y mica (biotita). La matriz es arcillosa caolínica y el cemento prácticamente inexistente. Localmente estas areniscas incluyen cantos aislados de rocas aplíticas y porfídicas y niveles de conglomerados. 3.2.3.1 Granodiorita (γγG) Son rocas claras, de consistencia muy dura y bastante homogéneas en cuanto a la composición. Su textura es granuda, más o menos heterogranular, hipidiomorfa y generalmente de grano medio, localmente de grano grueso. Está constituida por plagioclasas, cuarzo, feldespato potásico y biotita. Son rocas que constituyen un retazo del batolito de las Cordilleras Costeras Catalanas aislado tectónicamente. La edad de estas rocas debe ser posviseiense y pretriásica. Trinchera excavada en Arcillas y areniscas arcósicas (M2) hacia el P.K. 36+500 Detalle de granodiorita a la altura del P.K. 39+000 (La Garriga). Aflora con amplia extensión en La Garriga, a partir del Se atraviesan en la parte Norte de la Depresión del Vallés Penedés, entre las localidades de Granollers y La Garriga (PP.KK. 27+700 a 37+000), donde tras una falla transversal al trazado se entra en los granitoides de la Cordillera Prelitoral Catalana. P.K. 37+200 3.2.3.2 3.2.3 Rocas ígneas Todas la rocas ígneas son posteriores a la tectónica Herciniana, y pueden considerarse tardihercinianas. Las unidades triásicas del Buntsandstein descansan estratigráficamente sobre ellas. Están formadas por granitos y granodioritas atravesados por numerosos diques y filones, que intruyen también dentro de los materiales paleozoicos. PROYECTO DE DUPLICACIÓN DE VÍA DE LA LÍNEA DE CERCANÍAS R-3 ENTRE PARETS Y LA GARRIGA (BARCELONA). Diques de Pórfidos (FP) Son relativamente abundantes, especialmente al NE de La Garriga. Debido a la erosión diferencial con las rocas granodioríticas encajantes dan lugar a relieves. Tienen textura porfídica microcristalina y están compuestas por plagioclasa, cuarzo (con fenocristales bien desarrollados a veces idiomorfos y otras redondeados), feldespatos y biotita. 9 ANEJO 1. GEOLOGÍA Y GEOTECNIA Afloramiento al norte de La Garriga 3.2.3.3 Diques de Aplitas y pegmatitas (FA) Detalle de dique de la Unidad FA Son mucho menos abundantes que los diques de pórfidos descritos anteriormente. Bajo este grupo, además de las aplitas y pegmatitas, también se engloban leucogranitos, leucogranitos porfídicos, pórfidos leucograníticos, granófidos y granófidos porfídicos. Afloran con espesores de hasta 100 m. 3.3 Tectónica Los leucogranitos presentan textura granuda alotriomorfa de grano medio a fino, y están constituidos por feldespatos y cuarzo. Los leucogranitos porfídicos - pórfidos leucograníticos tienen textura porfídico holocristalina. Los fenocristales son ideomorfos (de feldespatos y cuarzo). La aplita presenta textura alotriomorfa de grano fino y está formada por feldespatos y cuarzo. Se observan también en menor cantidad moscovitas y granates. La pegmatita presenta textura alotriomorfa de grano grueso. Está compuesta por cuarzo, feldespatos y mica. La parte más inferior de la serie detectada en la zona es de edad Precámbrica, produciéndose posteriormente una sedimentación arcósica. Tras esta se produjo una transgresión, instalándose un régimen marino. Al principio se dieron distintos niveles calcáreos y durante el régimen marino constante se depositaron fangos que tras la tectonización y metamorfismo dieron lugar a las pizarras cambroordovícicas. La zona objeto de estudio se vio afectada principalmente por dos tectónicas, la Hercínica y la Alpina. A finales del Ordovícico se produjo una inestabilidad en la cuenca, y en el Silúrico empezaron a intercalarse episodios calcáreos hasta que la sedimentación pasó progresivamente a ser totalmente calcárea. Durante el Devónico la sedimentación volvió a ser arcillosa. Al inicio del Carbonífero se produjeron los primeros movimientos tectónicos produciendo la discordancia entre el Carbonífero y el Devónico. En el Viseiense se produjo una regresión marina, apareciendo bruscamente facies continentales. Durante el Carbonífero se produjo la “tectónica Hercínica”, produciendo pliegues isoclinales y recumbentes, junto con una esquistosidad de flujo, en las zonas más profundas. La deformación continua condujo a un plegamiento de estas estructuras, formándose pliegues y produciendo estos ciertos despegues de los niveles competentes calcáreos sobre las pizarras dando escamaciones. 10 PROYECTO DE DUPLICACIÓN DE VÍA DE LA LÍNEA DE CERCANÍAS R-3 ENTRE PARETS Y LA GARRIGA (BARCELONA). ANEJO 1. GEOLOGÍA Y GEOTECNIA En la zona del Macizo del Montseny la tectónica es polifásica y el estilo de las estructuras varía con la profundidad y con la naturaleza de los materiales afectados. Desde el punto de vista tectónico, las estructuras se formaron en su mayor parte en el nivel estructural inferior, adquiriendo gran importancia las esquistosidades, normalmente las únicas superficies de referencia observables. Al terminar estos procesos de deformación, se produjo una intrusión de granodioritas, dando lugar a la formación de aureolas de contacto y a un diaclasado de las rocas sedimentarias, por las que se inyectaron los pórfidos cuarcíticos y las aplitas. Durante el Buntsandstein se dio una sedimentación de régimen fluvio-torrencial, con depósitos asociados a un pie de monte, de llanura de inundación y depósitos de canal. En el Muschelkalk Inferior (Triásico) se produjo una nueva transgresión, iniciándose de nuevo una sedimentación marina, y al inicio del Paleógeno se volvió a producir una regresión marina, depositándose una importante serie roja compuesta por arcillas y limos con canales de conglomerados y areniscas, correspondiendo a un régimen fluvio-torrencial. Estos materiales continentales se apoyan discordantes sobre los materiales triásicos, decapitándolos. Se produjo otra nueva transgresión dando una sedimentación marina hasta el Priaboniense Inferior (Eoceno), seguida de otra regresión en el Priaboniense Superior, dando lugar a depósitos fluviolacustres que cierran el ciclo sedimentario. A finales del Eoceno se produjo la Orogenia Alpina, que provocó el cabalgamiento de la Cordillera Prelitoral sobre la Depresión del Ebro y, posteriormente, en la fase distensiva, dio lugar a la formación de la Depresión del Vallés, que se rellenó de materiales fluvio-torrenciales del Mioceno Superior. La Cordillera Prelitoral puede considerarse como una cuña de materiales paleozoicos y triásicos intercalada entre el Eoceno de la Depresión del Ebro y el Mioceno de la Depresión del Vallés. El tipo de contacto con ambas depresiones es, en líneas generales, una falla inversa en su límite N (Cordillera Prelitoral-Depresión del Ebro) y una falla directa en su límite S (Cordillera litoral-Depresión del Vallés). A/. Contacto Cordillera Prelitoral - Depresión del Ebro Esta falla que limita la Cordillera Prelitoral y la Depresión del Ebro afecta claramente al Eoceno, y a los materiales triásicos que forman el zócalo del Eoceno en este sector de la Depresión. Esta falla en superficie es muy tendida, la cobertera triásica del bloque hundido presenta violentos pliegues. Sobre la Cordillera Prelitoral sólo quedan retazos muy discontinuos de la cobertera triásica. B/. Contacto Cordillera Prelitoral – Depresión del Vallés En el contacto por falla entre el Paleozoico y el Mioceno existen afloramientos graníticos que representan el zócalo de la Depresión del Vallés que ha sido elevada tectónicamente. La Fosa del Vallés se originaría en una fase de distensión seguida de una fase compresiva. 3.4 Geomorfología De Sur a Norte, el trazado atraviesa en primer lugar una depresión denominada Depresión del VallésPenedés. Esta fosa tectónica de edad Miocena – Oligocena separa las dos cordilleras existentes en la zona, por un lado la Cordillera Litoral Costero Catalana, no afectada por el trazado, y por otro lado, la Cordillera Prelitoral Catalana ubicada en el final del tramo. La Depresión del Vallés-Penedés es atravesada por el río Besos como río principal (fuera del ámbito de proyecto), además de por otras rieras de menor entidad hasta la localidad de Montmeló. A partir de este municipio el río Congost discurre PROYECTO DE DUPLICACIÓN DE VÍA DE LA LÍNEA DE CERCANÍAS R-3 ENTRE PARETS Y LA GARRIGA (BARCELONA). prácticamente paralelo al trazado hasta el final del tramo en La Garriga. Esta depresión es prácticamente llana con algún resalte suave del terreno. La Cordillera Prelitoral Catalana citada anteriormente se considera una cordillera menor sin picos de alturas considerables, alcanzándose las mayores cotas entre los municipios de La Garriga y El FigaróMontmany. 3.5 Descripción geológica del trazado La mayor parte del trazado, salvo el entorno de La Garriga, se sitúa sobre materiales de la Depresión del Vallés, en una monótona sucesión de suelos miocénicos (arcillas arenosas y arcillas y areniscas) con recubrimientos cuaternarios de carácter aluvial, asociados al sistema fluvial del río Congost y otras rieras secundarias. El comienzo del tramo, en el P.K. 19+877, se localiza sobre aluviales recientes (tercera terraza), si bien en el entorno de Parets del Vallés podría afectarse al cuaternario limoso, y otro entre los PP.KK. 19+900 y 20+550 sobre los limos del Cuaternario. Tras el paso por la estación de Parets del Vallés se prevé el proyecto de tres viaductos: sobre la carretera C-17, sobre la riera de Tenes y sobre la conexión AP-7/C-17. Todos ellos se sitúan en el ámbito de la llanura aluvial sobre aluviales y terrazas (se prevé que el tercero de los viaductos se sitúe sobre la segunda terraza). Tras afectar, previsiblemente (todavía no se cuenta con reconocimientos en esta zona) a terrenos de la primera terraza, el trazado se sitúa sobre suelos miocénicos a partir del P.K. 21+900. En concreto, se trata de arcillas arenosas y limolitas (Mioceno Medio) y arcillas y areniscas arcósicas (Mioceno MedioSuperior). En este tramo se ha proyectado la duplicación del túnel de Esteve existente. Tras esta pequeña elevación terciaria el trazado vuelve a discurrir sobre los depósitos cuaternarios de la segunda terraza, situados con espesores variables sobre las arcillas arenosas y limolitas del Mioceno. Esta disposición geológica se mantiene a lo largo de todo el tramo que discurre paralelo al circuito de velocidad y al río Congost. A partir del P.K. 25+100 el esquema se mantiene, si bien el trazado se sitúa en ocasiones en el límite entre la terraza y las arcillas miocénicas, que estarán presentes en algunas ampliaciones de desmontes. A partir del P.K. 28+600 el trazado se aleja temporalmente de la llanura aluvial a su paso por el entorno de la estación de Granollers – Canovelles. En esta zona la traza se apoya directamente sobre las arcillas y areniscas del Mioceno Superior. Entre los PP.KK. 29+200 y 30+500 se atraviesa la llanura aluvial del río Congost, afectándose tanto a los aluviales recientes como a la segunda terraza. En este tramo se produce el cruce sobre el río Congost. A partir de aquí, dentro del municipio de Les Franqueses del Vallés, el trazado discurre por la margen izquierda del río Congost, principalmente sobre terrenos del Mioceno Superior, con recubrimientos variables de cuaternarios de origen diverso. En este tramo se ha proyectado un viaducto sobre el Torrent de Can Gorgs en torno al P.K. 34+750 y se debe ampliar la pérgola sobre la carretera N-152. Tras el paso sobre la carretera el trazado, manteniéndose sobre los terrenos miocénicos, atraviesa una sucesión de terrenos de topografía ondulada, interrumpidos de forma ocasional por rieras muy encajadas (P.K. 35+700, Samalús – P.K. 36+300). A partir del P.K. 37+200, coincidiendo con la entrada en La Garriga, el trazado abandonaría la Depresión del Vallés, adentrándose en el entorno de la Cordillera Prelitoral Catalana. Desde este punto, 11 ANEJO 1. GEOLOGÍA Y GEOTECNIA hasta el final del tramo (P.K. 38+150) el trazado discurre por depósitos aluviales y de pie de monte de edad cuaternaria situados sobre rocas plutónicas (granodioritas) en las que se intercalan filones de pórfidos. 0,04 MAPA DE RIESGOS SÍSMICOS 0, 08 0,04 3.6 0,08 Hidrogeología 4 0,0 Únicamente los materiales Neógenos tienen posibilidades para la existencia de permeabilidad por porosidad intersticial. Las formaciones correspondientes a terrenos antiguos no son aptas para el almacenamiento de aguas, existiendo alguna circulación asociada a fracturas. 1,1 Los materiales terciarios dan lugar a acuíferos pequeños y generalmente colgados, por lo que la explotación de estas aguas subterráneas es bastante irregular, debido a que estos acuíferos están condicionados por los frecuentes cambios laterales de facies. Las zonas óptimas para la explotación de aguas subterráneas son los materiales cuaternarios. Las aguas subálveas están intensamente explotadas en esta zona. 4 0,0 0, 04 1,1 1,3 1,2 8 0,0 2 0,1 0,16 1,0 8 0,0 0,06 0,12 0,08 0,16 2 1,3 0,08 0,05 LEYENDA En consecuencia, los únicos materiales atravesados por el trazado con cierto comportamiento acuífero son los depósitos cuaternarios, si bien con las limitaciones anteriormente indicadas de escaso espesor y limitada continuidad lateral. Por otra parte, la afección generada por el trazado será muy reducida, por tratarse de una duplicación de vía sin tramos en variante. 1,3 0 ,1 El trazado se localiza exclusivamente dentro de la Unidad Hidrogeológica del Vallés. Esta unidad tiene una superficie poligonal de 525,87 km2 de los cuales 8,7 km2 se encuentran dentro de espacios protegidos del Parque de Serra de Collserola y en menor medida del Parque de Serres de MontnegreCorredor. El principal acuífero es del Vallés, con una litología de gravas, conglomerados, areniscas y arenas (Mioceno) con un espesor medio de 1000 m y es de tipo mixto. La tendencia del balance hidrogeológico es al mantenimiento y tiene unos gradientes hidráulicos del orden del 2%. No obstante, se trata de litologías no afectadas por el trazado. 1,2 ab > 0,16g 0,12 < ab > 0,16g 0,08 < ab > 0,12g 0,04 < ab > 0,08g ab < 0,04g COEFICIENTE DE CONTRIBUCIÓN K Mapa de peligrosidad sísmica incluido en la Norma de Construcción Sismorresistente (Parte General y Edificación) NCSE – 2002 3.7 Riesgos Geológicos A continuación se analizan y evalúan una serie de riesgos geológicos que podrían afectar al proyecto. 3.7.1 Riesgos Sísmicos La Norma de Construcción Sismorresistente (NCSP – 2007) establece para todo el estado español tres zonas distintas, en cuanto a la peligrosidad sísmica o intensidad de los posibles sismos que en cada una de ellas puedan ocurrir. La Zona primera o de sismicidad baja limita la zona del territorio español en el que no son previsibles terremotos de intensidad superior o igual a grado VI, según la escala macrosísmica internacional (M.S.K.). A continuación se presenta el mapa de peligrosidad sísmica, en el que se representan, para cada punto del territorio nacional, el valor de la aceleración sísmica básica (ab), en relación al valor de la gravedad (ab/g), considerando un periodo de retorno de 500 años. Se puede observar como la zona del estudio se encuentra en la zona baja de peligrosidad, correspondiente a un valor de 0.04 < ab/g < 0.08 y K=1,00. En la siguiente tabla se aportan los valores de aceleración básica de los Términos Municipales atravesados por el trazado: VALORES DE ACELERACIÓN BÁSICA EN EL TRAZADO TÉRMINO MUNICIPAL ACELERACIÓN BÁSICA AB Mollet del Vallés 0,04g Parets del Vallés 0,04g Montmeló 0,04g Granollers 0,04g Canovelles 0,04g Les Franqueses del Vallés 0,04g La Garriga 0,04g La norma indica que es obligatoria su aplicación en obras en esta zona como es el caso que nos ocupa. Estos valores se han obtenido de la Norma de Construcción Sismorresistente: Puentes (NCSP-07), del Real Decreto 637/2007 del 18 de mayo, BOE 2 de junio de 2.007, num. 132/2007. 12 PROYECTO DE DUPLICACIÓN DE VÍA DE LA LÍNEA DE CERCANÍAS R-3 ENTRE PARETS Y LA GARRIGA (BARCELONA). ANEJO 1. GEOLOGÍA Y GEOTECNIA 3.7.2 Inundabilidad Uno de los riesgos de mayor relevancia dentro de la zona donde transcurre el trazado es la relación con la inundabilidad de los cauces y depresiones. Los principales cursos de agua a considerar son el río Congost, y la Riera del Tenes. Se pueden producir inundaciones en épocas de lluvias torrenciales. 3.7.3 Expansividad No se prevén riesgos de expansividad en ninguno de los materiales afectados por la traza, no obstante en fases posteriores se prevé realizar ensayos específicos, especialmente en los materiales del Mioceno. 3.7.4 Colapso Inicialmente no se considera que exista riesgo de colapso de los materiales pero no obstante en fases posteriores se prevé realizar algún ensayo específico de colapso en los materiales del Cuaternario. 3.7.5 Erosión No se han observado fenómenos de erosión acusados en la zona de estudio, sin embargo, son especialmente sensibles a esta problemática las estructuras cimentadas sobre suelos aluviales situadas en áreas inundables, por lo que habrá que tenerlo en cuenta para las cimentaciones, en especial para los viaductos sobre ríos. Asimismo, en fases posteriores se intensificará el estudio e inventario de los taludes existentes actualmente en la línea. 3.7.6 Inestabilidad de Taludes 4. CARACTERIZACIÓN GEOTÉCNICA DE LOS MATERIALES A partir de los datos obtenidos tanto en campo como en el laboratorio, se pueden caracterizar los materiales presentes a lo largo del trazado en unidades geotécnicas de características similares. Estas Unidades Geotécnicas se definen mediante la agrupación de Grupos Litológicos en función de sus similitudes respecto a la problemática geotécnica de cada tipo de litología. Se han adoptado los siguientes grupos geotécnicos: • Cuaternario. Aluvial actual (engloba a la unidad geológica QT3) • Cuaternario. Terrazas (engloba a las unidades geológicas QT2 y QT1) • Cuaternario indiferenciado (incluye depósitos cuaternarios de origen diverso: aluviocoluviales, recubrimientos cuaternarios en la zona de La Garriga, depósitos de pie de monte, suelos de alteración). • Mioceno Medio y Superior (correspondiente a la unidad geológica M2) • Mioceno Medio (correspondiente a la unidad geológica M1) • Granodioritas (correspondiente a la unidad geológica γG) Por el momento se cuenta sólo con los reconocimientos de campañas previas, lo que supone un número todavía reducido de ensayos, en particular en lo referente a ensayos resistentes. Por lo tanto, las caracterizaciones aquí recogidas deben considerarse como orientativas. En posteriores fases se habrá subsanado esta carencia, por lo que podrá contarse con todos los datos necesarios para el correcto dimensionamiento de todas las obras que cuenten con condicionantes geotécnicos. 4.1 Unidad I: Aluvial actual (QT3) Se trata de los materiales más recientes e incluyen los fondos de rieras y la gran terraza aluvial. Su espesor y extensión es elevado en la parte inicial del trazado (hasta un máximo de 8 m) y va reduciéndose a medida que discurre el trazado hacia La Garriga, hasta desaparecer en las proximidades de esta localidad. En la mayoría de los taludes inventariados no se aprecian inestabilidades de importancia. En algunos casos se han detectado pequeñas inestabilidades acompañadas de desprendimientos de material de tamaño centimétrico-decimétrico, habiéndose solventando mediante la disposición de pequeñas bermas, como en el caso del túnel de Esteve en Montmeló. Se trata normalmente de cantos rodados heterométricos de distinta naturaleza, entre ellos pizarra, rocas graníticas y areniscas con matriz arenosa y sin cementar. En la siguiente tabla se adjuntan los resultados obtenidos en los ensayos de laboratorio: También se deben considerar los pequeños flujos correspondientes a pequeñas torrenteras o incluso canales de arroyada que podrían tener interés desde el punto de vista de la inestabilidad, bien por la carga de fondo que pudieran arrastrar o bien desde el punto de vista de la erosionabilidad de materiales circundantes. PROYECTO DE DUPLICACIÓN DE VÍA DE LA LÍNEA DE CERCANÍAS R-3 ENTRE PARETS Y LA GARRIGA (BARCELONA). 13 ANEJO 1. GEOLOGÍA Y GEOTECNIA 14 PROYECTO DE DUPLICACIÓN DE VÍA DE LA LÍNEA DE CERCANÍAS R-3 ENTRE PARETS Y LA GARRIGA (BARCELONA). ANEJO 1. GEOLOGÍA Y GEOTECNIA Según la clasificación U.S.C.S., esta unidad está compuesta principalmente por arenas con algo de finos, aunque también hay una proporción relativamente elevada de gravas y existen capas de carácter cohesivo. Típicamente se cataloga como SC (arena arcillosa), con algunas muestras caracterizadas como CL, SW o GW. En el cuadro siguiente se representan las curvas granulométricas de la unidad, destacándose en rojo las curvas máxima, media y mínima. La humedad natural de las muestras ensayadas varía entre 7,7 y 17,7 %, con un valor medio de 11,7 % (más elevada en las capas de finos), y la densidad aparente varía entre 2,12 y 2,23 t/m3, con un valor medio de 2,19 t/m3. Contenido en Medio Máximo Mínimo Gravas 29,4 58,0 0,0 Arenas 46,7 60,0 23,3 Finos 23,9 76,7 4,0 En general se trata de suelos de baja plasticidad. El 33 % de las muestras han resultado no plásticas, con un máximo para el límite líquido del 34 %. En la gráfica siguiente se muestran los resultados en el gráfico de plasticidad de Casagrande. PROYECTO DE DUPLICACIÓN DE VÍA DE LA LÍNEA DE CERCANÍAS R-3 ENTRE PARETS Y LA GARRIGA (BARCELONA). Apenas se cuenta con ensayos de laboratorio resistentes sobre estos materiales. Se cuenta con un ensayo de compresión simple en una muestra arcillosa, con un resultado de 0,32 MPa, que sólo puede ser representativo de estas capas. En las capas granulares se cuenta con un resultado de un ensayo triaxial CU, con fricción de 28º, aunque se trata de un ensayo de campañas previas del que se tiene resultado pero no registro. Por lo tanto, para determinar los parámetros resistentes de estos materiales se toman como base los resultados SPT (Standard Penetration Test). En total en esta unidad se realizaron 8 ensayos SPT que dan una idea de la compacidad: 15 ANEJO 1. GEOLOGÍA Y GEOTECNIA Profundidad Sondeo S-15 S-20+655 S-20+880 P.K. 19+770 20+730 20+920 SPT Golpeo NSPT Litología Inicio Final SPT-1 1,50 1,95 4-4-5 9 Arena gruesa - grava fina SPT-2 3,00 3,45 5-6-6 12 Limo con bastante arena SPT-3 6,00 6,45 0-2-2 4 Limo con algo de arena SPT-4 7,50 7,95 10-18-15 33 Grava fina limosa SPT-1 2,80 3,25 7-9-11 20 Arcilla arenosa SPT-2 6,10 6,55 2-3-8 11 Arena arcillosa SPT-3 7,50 7,95 9-10-14 24 Arena arcillosa SPT-3 6,00 6,45 6-8-11 19 Arenas y gravas con algo de arcilla afectarán en un largo tramo entre el P.K. 22+500 y el P.K. 33+000. En general presentan espesores de pocos metros, aunque llegan a alcanzar los 10 m en las proximidades de Granollers. En la siguiente tabla se adjuntan los resultados obtenidos en los ensayos de laboratorio: Como puede verse, los golpeos se encuentran típicamente entre 15 y 20 golpes, lo que indica una compacidad media – densa, no obstante presentan también una gran variabilidad. Descartando los resultados extremos se alcanza una media de 16 golpes, que puede considerarse como representativa. Con estas características se considera que para estructuras como viaductos se deberá recurrir a cimentaciones profundas mediante pilotajes, mientras que para otras estructuras de menor importancia, como pasos superiores o inferiores, es posible que pueda recurrirse a cimentaciones superficiales. En relación con los ensayos químicos no se aprecian resultados llamativos, con contenidos bajos tanto en sulfatos (< 1.000 mg/kg) como en materia orgánica (< 1,0 %). Atendiendo a sus características intrínsecas se califican como suelos adecuados según el PG-3, existiendo capas válidas como suelos seleccionados (a falta de ensayos adicionales el contenido en materia orgánica, superior al 0,2 %, no permite calificar la unidad como suelo seleccionado). Desde el punto de vista de la orden FOM 1631/2015, que califica la viabilidad de su reutilización en obras ferroviarias, los suelos de la unidad QT3 se clasificarían como tipo 1.3 (suelos conteniendo entre el 15 y el 40 % de finos). De este modo, se clasifican como suelos de calidad QS1, pudiendo considerarse QS2 en el caso de buenas condiciones hidrológicas e hidrogeológicas. Por lo tanto, en conjunto se considera que esta unidad será aprovechable para núcleo de terraplén, si bien se prevé en ella un volumen reducido de excavación. 4.2 Unidad II: Terrazas (QT2 y QT1) Se localizan en llanuras en ambos márgenes del río. Generalmente están formadas por arenas y limos con niveles de gravas sueltas de composición tipo granito, rocas filonianas y materiales paleozoicos. Se 16 PROYECTO DE DUPLICACIÓN DE VÍA DE LA LÍNEA DE CERCANÍAS R-3 ENTRE PARETS Y LA GARRIGA (BARCELONA). ANEJO 1. GEOLOGÍA Y GEOTECNIA PROYECTO DE DUPLICACIÓN DE VÍA DE LA LÍNEA DE CERCANÍAS R-3 ENTRE PARETS Y LA GARRIGA (BARCELONA). 17 ANEJO 1. GEOLOGÍA Y GEOTECNIA Los ensayos granulométricos muestran granulometrías variadas, conteniendo un 41 % de las muestras menos de un 50 % de finos. El contenido medio de finos ronda asimismo el 50 % (51,3 %). La fracción tamaño grava es minoritaria, claramente inferior a la proporción del aluvial reciente. No se aprecia una segregación por zonas, por lo que no es posible cartografiar de forma separada áreas con predominio de la fracción gruesa y áreas donde mayoritariamente aparecen suelos finos. En el cuadro siguiente se representan las curvas granulométricas de la unidad, destacándose en rojo las curvas máxima, media y mínima. Según la clasificación U.S.C.S., esta unidad está compuesta principalmente por arenas y arcillas, con menor contenido en gravas que la unidad anterior. Como puede verse en el gráfico siguiente, típicamente se cataloga como CL (arcilla de baja plasticidad), con frecuentes muestras de tipo SC (arena arcillosa) y otras de carácter granular (arenas limosas o gravas mal graduadas). Contenido en Medio Máximo Mínimo Gravas 12,7 77,3 0,0 Arenas 36,0 57,4 15,8 Finos 51,3 80,6 3,4 En general se trata de suelos de plasticidad media. En la gráfica siguiente se muestran los resultados en el gráfico de plasticidad de Casagrande, observándose una gran agrupación de muestras con límite líquido entre 35 y 40. 18 PROYECTO DE DUPLICACIÓN DE VÍA DE LA LÍNEA DE CERCANÍAS R-3 ENTRE PARETS Y LA GARRIGA (BARCELONA). ANEJO 1. GEOLOGÍA Y GEOTECNIA La humedad natural de las muestras ensayadas varía entre 2,6 y 18,9 %, con un valor medio de 12,9 %, siendo en general algo mayor en las capas arcillosas. La densidad aparente varía entre 1,98 y 2,19 t/m3, con un valor medio de 2,04 t/m3. En consecuencia, la globalidad de ensayos resistentes indica una consistencia firme, lo que se traducirá en la posibilidad de recurrir a cimentaciones superficiales; salvo casos especiales de cargas muy elevadas o gran sensibilidad a asientos. Se cuenta con 4 ensayos de resistencia a compresión, con resultados comprendidos entre 0,10 y 0,50 MPa, por lo que existe una gran variabilidad, que no permite determinar un valor característico. En relación con los ensayos químicos no se aprecian resultados llamativos, con contenidos bajos tanto en sulfatos (media 360 mg/kg, sólo un valor de 15 ensayos por encima de 1.000 mg/kg) como en materia orgánica (media 0,55 %, sólo un valor de 15 ensayos por encima de 1,0 %). Por lo tanto, para determinar los parámetros resistentes de estos materiales se toman como base los resultados SPT (Standard Penetration Test). En total en esta unidad se realizaron 8 ensayos SPT que dan una idea de la compacidad: Profundidad Sondeo S-1 S-16 S-17 P.K. Golpeo NSPT Litología 2,60 9-10-10-13 20 Arcilla limosa con arenas 4,00 4,60 16-14-10-11 24 Gravas en matriz arenosa SPT-1 1,55 2,00 8-18-21 39 Arena con algo de limo y grava SPT-1 1,50 1,95 4-5-6 11 Limo arcilloso con bastante grava SPT-2 4,50 4,95 28-40-35 75 Grava arenosa SPT-3 6,10 6,35 38-50R R Grava limosa SPT-4 7,70 8,12 33-42-50R R Grava limosa SPT-5 9,20 9,60 41-48-50R R Grava limosa SPT-1 4,70 5,30 14-20-17-21 37 Grava con bastante limo SPT-1 1,50 1,95 8-6-6 12 Grava arenosa Inicio Final SPT-1 2,00 SPT-2 25+785 27+910 28+410 S-18 29+260 S-19 29+520 S-20 SPT 29+780 Atendiendo a sus características intrínsecas se califican mayoritariamente como suelos tolerables según el PG-3, sólo en algunas muestras se alcanza la calificación de suelo adecuado o seleccionado. Desde el punto de vista de la orden FOM 1631/2015, que califica la viabilidad de su reutilización en obras ferroviarias, los suelos de la unidad QT2 se clasificarían como tipo 1.1 (suelos conteniendo más del 40 % de finos). De este modo, se clasifican como suelos de calidad QS1. En el gráfico siguiente se recoge la distribución de muestras según su clase de calidad de suelo, correspondiendo la clasificación QS1+ a aquellos calificados como QS1 pero QS2 en buenas condiciones hidrológicas e hidrogeológicas. Por lo tanto, en conjunto se considera que esta unidad será aprovechable para núcleo de terraplén. SPT-2 3,00 3,45 8-11-14 25 Grava arenosa SPT-2 4,55 5,00 11-10-16 26 Grava arcillosa La mayor parte de los ensayos SPT indican una consistencia firme. Hay varios rechazos (todos ellos en niveles de grava) y el resto de ensayos se sitúan típicamente entre 20 y 30 golpes. Puede adoptarse como valor característico la media de los valores exceptuando los rechazos y valores anormalmente elevados, que es de 24 golpes. PROYECTO DE DUPLICACIÓN DE VÍA DE LA LÍNEA DE CERCANÍAS R-3 ENTRE PARETS Y LA GARRIGA (BARCELONA). Se cuenta con 7 ensayos de compactación, todos ellos de tipo Proctor Normal. Uno de ellos está ejecutado sobre una muestra de grava con pocos finos, por lo que no se considera representativo. El resto arrojan densidades secas máximas de entre 1,63 y 1,92 t/m3 (media 1,79 t/m3) para humedades óptimas entre 10,3 y 20,7 % (media 14,6 %), similares a la humedad natural. Los valores del índice CBR, descartando la muestra gravosa, se sitúan en torno al valor 5 (para el 100 % de la compactación Proctor Normal), con una media de 5,3. El hinchamiento en CBR es reducido, siempre inferior al 1,0% (media 0,62 %). 19 ANEJO 1. GEOLOGÍA Y GEOTECNIA 4.3 Unidad III: Cuaternario indiferenciado (Q) Se han agrupado en esta unidad depósitos cuaternarios de origen diverso: aluviocoluviales, recubrimientos cuaternarios en la zona de La Garriga, depósitos de pie de monte, suelos de alteración del substrato miocénico. Tienen en común una continuidad limitada y una reducida distancia de transporte, no obstante deberá tenerse en cuenta en su caracterización esta heterogeneidad intrínseca, por lo que será preferible en muchos casos acudir a los resultados particulares y no tanto a la caracterización global. En la siguiente tabla se adjuntan los resultados obtenidos en los ensayos de laboratorio: 20 PROYECTO DE DUPLICACIÓN DE VÍA DE LA LÍNEA DE CERCANÍAS R-3 ENTRE PARETS Y LA GARRIGA (BARCELONA). ANEJO 1. GEOLOGÍA Y GEOTECNIA PROYECTO DE DUPLICACIÓN DE VÍA DE LA LÍNEA DE CERCANÍAS R-3 ENTRE PARETS Y LA GARRIGA (BARCELONA). 21 ANEJO 1. GEOLOGÍA Y GEOTECNIA Tal y como cabría esperarse, se trata de una unidad muy heterométrica, conteniendo un 52 % de las muestras menos de un 50 % de finos. El contenido medio de finos es asimismo ligeramente inferior al 50 % (45,0 %). La fracción tamaño grava en general es minoritaria. En el cuadro siguiente se representan las curvas granulométricas de la unidad, destacándose en rojo las curvas máxima, media y mínima. Contenido en Medio Máximo Mínimo Gravas 10,7 62,0 0,0 Arenas 44,2 84,4 19,0 Finos 45,0 81,0 6,8 Según la clasificación U.S.C.S., esta unidad está compuesta principalmente por arenas y arcillas, presentando así similitudes con la unidad de terrazas. Como puede verse en el gráfico siguiente, típicamente se cataloga como SC (arena arcillosa), con frecuentes muestras de tipo CL (arcilla de baja plasticidad), SM (arena limosa) y otras de carácter granular (gravas arcillosas y gravas mal graduadas). En general se trata de suelos de plasticidad media-baja. En la gráfica siguiente se muestran los resultados en el gráfico de plasticidad de Casagrande, observándose una gran agrupación de muestras con límite líquido entre 25 y 30 (LL medio 26,4, IP medio 10,1). 22 PROYECTO DE DUPLICACIÓN DE VÍA DE LA LÍNEA DE CERCANÍAS R-3 ENTRE PARETS Y LA GARRIGA (BARCELONA). ANEJO 1. GEOLOGÍA Y GEOTECNIA La humedad natural de las muestras ensayadas varía entre 5,0 y 17,1 %, con un valor medio de 12,4 %, siendo en general algo mayor en las capas arcillosas. La densidad aparente varía entre 1,77 y 2,19 t/m3, con un valor medio de 2,07 t/m3. Apenas se cuenta con ensayos de laboratorio resistentes sobre estos materiales. Se cuenta con un ensayo de compresión simple en una muestra arcilloarenosa, con un resultado de 0,135 MPa. Sobre esta misma muestra se dispone de un ensayo de corte directo sin consolidar y sin drenar (UU) con un resultado de cu= 28 kPa y ϕu=28,1º, poco representativo. Por lo tanto, para determinar los parámetros resistentes de estos materiales se toman como base los resultados SPT (Standard Penetration Test). En total en esta unidad se realizaron 15 ensayos SPT que dan una idea de la compacidad: Profundidad Sondeo S-34+730 P.K. SPT Golpeo NSPT Litología Inicio Final SPT-1 3,00 3,45 5-5-6 11 Arcilla arenosa y grava SPT-2 6,10 6,55 6-6-9 15 Arcilla arenosa y grava 34+770 S-21 35+610 SPT-1 1,50 1,95 5-2-2 4 Limo S-22 35+610 SPT-1 1,60 2,05 8-7-5 12 Limo S (PI 36/221) 36+000 SPT-1 2,00 2,60 5-5-8-9 13 Arcilla limosa con grava SPT-1 3,00 3,45 10-14-14 28 Grava arenosa S-23 36+700 SPT-2 5,20 5,65 8-11-13 24 Grava arenosa SPT-1 3,00 3,45 3-5-7 12 Limo arcilloso SPT-2 4,50 4,95 6-8-11 19 Grava limosa SPT-3 6,10 6,55 8-8-13 21 Grava limoarcillosa SPT-1 4,00 4,60 4-8-8-8 16 Arcilla con grava SPT-2 6,00 6,60 14-14-14-14 28 Grava con arcilla S-24 36+700 S-1 (PI 36-700) 36+720 S (PI-37/550) 37+570 SPT-1 2,00 2,60 9-14-16-21 30 Arcilla arenosa S-25 37+680 SPT-1 1,50 2,10 4-4-7-11 11 Arcilla limosa con bastante grava S (PI-37/683) 37+700 SPT-1 2,00 2,60 4-5-10-16 15 Arena arcillosa PROYECTO DE DUPLICACIÓN DE VÍA DE LA LÍNEA DE CERCANÍAS R-3 ENTRE PARETS Y LA GARRIGA (BARCELONA). Dentro de una lógica heterogeneidad existe un predominio de ensayos en torno a 15 golpes, lo que indicaría una compacidad/consistencia media. El promedio es de 17 golpes, aunque se considera que caracteriza mejor a la unidad el valor de la mediana, que en este caso es de 15 golpes. Con estas características se considera que para estructuras como viaductos se deberá recurrir a cimentaciones profundas mediante pilotajes, mientras que para otras estructuras de menor importancia, como pasos superiores o inferiores, es posible que pueda recurrirse a cimentaciones superficiales, si bien será necesario analizar cada caso particular. En relación con los ensayos químicos no se aprecian resultados llamativos, con contenidos bajos tanto en sulfatos (media 185 mg/kg, sin ensayos por encima de 1.000 mg/kg) como en materia orgánica (media 0,44 %, ningún resultado por encima de 1,0 %). Son asimismo reducidos el contenido en sales solubles (media 0,15 %) y la acidez Baumann-Gully (11 ml/kg). El ensayo de contenido en carbonatos es otro síntoma de origen heterogéneos, con numerosos ensayos con contenido próximo a cero y un número no despreciable en torno al 20 % (máximo 25 %). Atendiendo a sus características intrínsecas se califican mayoritariamente como suelos tolerables según el PG-3, sólo en algunas muestras se alcanza la calificación de suelo adecuado o seleccionado. Desde el punto de vista de la orden FOM 1631/2015, que califica la viabilidad de su reutilización en obras ferroviarias, los suelos de la unidad Q se clasificarían como tipo 1.1 (suelos conteniendo más del 40 % de finos). De este modo, se clasifican como suelos de calidad QS1. En el gráfico siguiente se recoge la distribución de muestras según su clase de calidad de suelo, correspondiendo la clasificación QS1+ a aquellos calificados como QS1 pero QS2 en buenas condiciones hidrológicas e hidrogeológicas. Aunque la categoría QS1 es mayoritaria casi la mitad de las muestras (un 45 %) se encuadran en los grupos de mejor calidad. 23 ANEJO 1. GEOLOGÍA Y GEOTECNIA Por lo tanto, en conjunto se considera que esta unidad será aprovechable para núcleo de terraplén. Se cuenta con 10 ensayos de compactación, 7 de ellos de tipo Proctor Normal y 3 de tipo Proctor Modificado. Uno de los ensayos Proctor Normal se realiza en una grava con pocos finos, con resultados mucho más favorables a los del resto, por lo que no se tendrá en cuenta. El resto arrojan densidades secas máximas de entre 1,75 y 1,87 t/m3 (media 1,81 t/m3) para humedades óptimas entre 12,9 y 15,5 % (media 14,2 %), similares a la humedad natural. En los ensayos Proctor Modificado la mayor energía de compactación redunda en una mayor densidad seca (media 2,00 t/m3) y una menor humedad óptima (media 10,0 %). Los valores del índice CBR, descartando la muestra gravosa, se sitúan ligeramente por debajo 5 (para el 100 % de la compactación Proctor Normal), con una media de 4,4 y 4 de 6 ensayos por debajo de 5,0. El hinchamiento en CBR es reducido, siempre inferior al 1,0% (valor máximo 0,30 %). 4.4 Unidad IV: Arcillas del Mioceno Medio y Superior (unidad M2) En esta unidad se incluyen los materiales terciarios de las capas superiores del Mioceno: las arcillas y areniscas arcósicas (M2). Se localizan predominantemente en la segunda mitad del trazado, a partir del P.K. 27+800, frecuentemente bajo una capa de suelos cuaternarios de origen diverso. La unidad está constituida por areniscas y arcillas arcósicas compuestas de abundantes granos de cuarzo, feldespatos caolinizados y mica (biotita). La matriz es arcillosa caolínica y el cemento prácticamente inexistente. En la siguiente tabla se adjuntan los resultados obtenidos en los ensayos de laboratorio: 24 PROYECTO DE DUPLICACIÓN DE VÍA DE LA LÍNEA DE CERCANÍAS R-3 ENTRE PARETS Y LA GARRIGA (BARCELONA). ANEJO 1. GEOLOGÍA Y GEOTECNIA PROYECTO DE DUPLICACIÓN DE VÍA DE LA LÍNEA DE CERCANÍAS R-3 ENTRE PARETS Y LA GARRIGA (BARCELONA). 25 ANEJO 1. GEOLOGÍA Y GEOTECNIA En contraste con la unidad infrayacente, de predominio cohesivo, la unidad M2 presenta una importante proporción de contenido en arenas, registrándose un contenido medio en finos del 49,6 %. En el cuadro siguiente se representan las curvas granulométricas de la unidad, destacándose en rojo las curvas máxima, media y mínima. Contenido en Medio Máximo Mínimo Gravas 5,9 33,0 0,0 Arenas 44,6 69,0 23,2 Finos 49,6 74,7 10,0 Según la clasificación U.S.C.S., esta unidad está compuesta principalmente por arenas y arcillas. Como puede verse en el gráfico siguiente, típicamente se cataloga como CL (arcilla de baja plasticidad), aunque de acuerdo a los parámetros medios se calificaría como arena arcillosa (SM), dado que el porcentaje de finos medio es inferior al 50 %. En general se trata de suelos de plasticidad media-baja. En la gráfica siguiente se muestran los resultados en el gráfico de plasticidad de Casagrande, observándose una gran agrupación de muestras con límite líquido en torno a 30 (LL medio 31,9, IP medio 15,1). 26 PROYECTO DE DUPLICACIÓN DE VÍA DE LA LÍNEA DE CERCANÍAS R-3 ENTRE PARETS Y LA GARRIGA (BARCELONA). ANEJO 1. GEOLOGÍA Y GEOTECNIA La humedad natural de las muestras ensayadas varía entre 9,8 y 17,4 %, con un valor medio de 13,0 %, siendo algo mayor en las capas arcillosas. La densidad aparente varía entre 2,09 y 2,29 t/m3, con un valor medio de 2,21 t/m3. Profundidad Sondeo P.K. Se cuenta con 13 ensayos de resistencia a compresión, con resultados comprendidos entre 0,22 (excluyendo un valor anormalmente reducido en una muestra de arena limpia) y 0,68 MPa, indicativo de una consistencia entre firme y dura. En la gráfica siguiente se muestra la distribución de ensayos en varios tramos resistentes. Como puede verse la mayor parte de ensayos se encuentran entre 0,2 y 0,4 MPa, pudiendo adoptarse el valor intermedio (0,3 MPa) como característico de la unidad. Se trata de un valor próximo al promedio descartando los dos valores extremos (0,31 MPa). S-16 S-18 En las capas arenosas se cuenta con un resultado de un ensayo triaxial CU, con fricción de 39,7, aunque se trata de un ensayo de campañas previas del que se tiene resultado pero no registro. En cualquier caso da una idea de una compacidad densa. S-19 27+910 29+260 29+520 Adicionalmente, se dispone de 49 ensayos SPT, recopilados en la siguiente tabla: Profundidad Sondeo P.K. SPT SPT-2 S-16 Golpeo Inicio Final 3,00 3,45 14-26-45 NSPT 71 Limo con algo de arena y grava 75 Arena con algo de limo y grava S-34+730 4,60 5,05 19-28-47 Golpeo NSPT Litología Inicio Final SPT-4 6,00 6,45 13-31-50R R Arena con algo de limo y grava SPT-5 7,50 7,95 16-31-50R R Limo arenoso - arena limosa SPT-6 9,00 9,42 17-42-50R R Limo arenoso - arena limosa SPT-7 10,50 10,77 16-50R R Arena limosa SPT-8 12,00 12,43 18-36-50R R Arena limosa SPT-9 14,00 14,41 17-37-50R R Limo arenoso SPT-2 6,50 6,90 15-29-50R R Limo con indicios de grava SPT-3 8,10 8,53 19-34-50R R Grava arcillosa SPT-4 9,70 10,05 35-50R R Arena arcillosa con bastante grava SPT-3 4,65 5,10 7-13-24 37 Limo con bastante grava SPT-4 6,10 6,55 12-17-31 48 Limo con bastante grava SPT-5 7,50 7,90 13-45-50R R Limo con bastante grava SPT-6 9,00 9,25 22-50R R Limo con bastante grava SPT-7 10,50 10,95 19-35-50R R Limo con bastante grava SPT-8 12,30 12,73 18-37-50R R Limo arcilloso con algo de grava SPT-9 14,00 14,42 19-37-50R R Limo con bastante arena SPT-3 9,50 9,95 13-25-32 57 Arcilla arenosa SPT-4 11,80 12,25 9-34-48 82 Arcilla arenosa SPT-5 15,00 15,45 23-48-50R R Arcilla arenosa Litología 27+910 SPT-3 SPT PROYECTO DE DUPLICACIÓN DE VÍA DE LA LÍNEA DE CERCANÍAS R-3 ENTRE PARETS Y LA GARRIGA (BARCELONA). 34+770 27 ANEJO 1. GEOLOGÍA Y GEOTECNIA Profundidad Sondeo S-34+730 P.K. SPT Profundidad Golpeo NSPT Litología Inicio Final SPT-6 18,20 18,65 27-41-50R R Arcilla arenosa SPT-7 20,70 21,15 28-50R R Arcilla arenosa Sondeo S (PI 36/221) SPT-9 SPT-2 23,30 25,50 4,50 23,75 25,95 4,95 24-39-50R 17-31-44 11-13-12 R 75 25 28 10,60 5-6-7-9 13 Arcilla arenosa con grava 12,00 12,60 11-12-13-11 25 Arcilla con grava SPT-3 8,00 8,45 4-15-18 33 Limo arenoarcilloso SPT-4 9,70 10,15 5-9-12 21 Limo arenoso con bastante grava SPT-3 10,00 SPT-4 Arcilla arenosa Grava limosa 36+700 8,10 7-11-17 28 Limo arcilloso con algo de grava SPT-5 10,85 11,30 6-6-9 15 Limo arenoso con bastante grava SPT-4 10,50 10,95 5-6-7 13 Grava limoarenosa SPT-6 12,15 12,60 4-4-6 10 Limo con algo de grava SPT-5 12,00 12,45 12-8-5 13 Limo con bastante grava fina SPT-4 7,60 8,05 5-8-12 20 Limo con bastante grava SPT-5 10,50 10,95 9-10-10 20 Limo arcilloso con algo de arena SPT-6 12,00 12,45 6-8-17 25 Grava arenosa SPT-3 10,00 10,60 7-8-10-13 18 Arcilla arenosa con algo de grava SPT-4 12,00 12,60 8-9-8-8 17 Arcilla arenosa con algo de grava SPT-2 13,50 15,30 4,70 13,95 15,75 5,15 7-8-10 12-19-35 7-11-16 18 Limo con bastante grava fina 54 Grava con bastante limo y arena 27 Limo arcilloso con bastante grava SPT-3 8,00 8,45 4-5-4 9 Limo arcilloso con bastante grava SPT-4 9,60 10,05 2-3-3 6 Grava limosa SPT-5 11,30 11,75 2-3-3 6 Limo arenoso con bastante grava SPT-6 12,70 13,15 4-4-6 10 Limo arenoso con algo de grava SPT-7 14,00 14,45 8-10-12 22 Grava con bastante limo y arena SPT-2 6,00 6,60 5-9-14-18 23 Arena arcillosa con algo de grava 35+610 36+200 Litología 7,65 SPT-7 S (PI 36/221) NSPT Final SPT-3 SPT-6 S-22 Golpeo Inicio Arcilla arenosa S-23 35+610 SPT 36+200 34+770 SPT-8 S-21 P.K. S-24 S-1 36+700 36+720 PROYECTO DE DUPLICACIÓN DE VÍA DE LA LÍNEA DE CERCANÍAS R-3 ENTRE PARETS Y LA GARRIGA (BARCELONA). ANEJO 1. GEOLOGÍA Y GEOTECNIA A continuación se presenta su distribución por rangos: Por lo tanto, en conjunto se considera que esta unidad será aprovechable para núcleo de terraplén. Como puede verse un número numeroso de ensayos alcanza rechazo, mientras que en el resto típicamente se agrupan alrededor de 20 golpes. Por lo tanto, en líneas generales confirma la caracterización procedente de los ensayos de resistencia a compresión simple como arcillas de consistencia firme a dura, lo que se traducirá en la posibilidad de recurrir a cimentaciones superficiales; salvo casos especiales de cargas muy elevadas o gran sensibilidad a asientos. En relación con los ensayos químicos no se aprecian resultados llamativos, con contenidos bajos tanto en sulfatos (todos los valores inferiores a 1.000 mg/kg) como en materia orgánica (media 0,43 %, todos los valores por debajo de 1,0 %). El ensayo de contenido en carbonatos muestra también valores bajos, siempre inferiores al 10 %, lo que confirma la escasa o nula cementación en la unidad. 4.5 Unidad V: Arcillas del Mioceno Medio (unidad M1) Son arcillas de color predominantemente amarillento, con una abundante fracción detrítica grosera que incluyen frecuentes “nidos” y lentejones de arenas y de conglomerados; localmente presenta nódulos calcáreos. Se localizan predominantemente en la primera mitad del trazado, hasta el P.K. 27+800, frecuentemente bajo una capa de suelos cuaternarios (terrazas y aluviales). En la siguiente tabla se adjuntan los resultados obtenidos en los ensayos de laboratorio: Se califican mayoritariamente como suelos tolerables según el PG-3, sólo en algunas muestras se alcanza la calificación de suelo adecuado o seleccionado. Desde el punto de vista de la orden FOM 1631/2015, que califica la viabilidad de su reutilización en obras ferroviarias, los suelos de la unidad M2 se clasificarían como tipo 1.1 (suelos conteniendo más del 40 % de finos). De este modo, se clasifican como suelos de calidad QS1. En el gráfico siguiente se recoge la distribución de muestras según su clase de calidad de suelo, correspondiendo la clasificación QS1+ a aquellos calificados como QS1 pero QS2 en buenas condiciones hidrológicas e hidrogeológicas. PROYECTO DE DUPLICACIÓN DE VÍA DE LA LÍNEA DE CERCANÍAS R-3 ENTRE PARETS Y LA GARRIGA (BARCELONA). 29 ANEJO 1. GEOLOGÍA Y GEOTECNIA 30 PROYECTO DE DUPLICACIÓN DE VÍA DE LA LÍNEA DE CERCANÍAS R-3 ENTRE PARETS Y LA GARRIGA (BARCELONA). ANEJO 1. GEOLOGÍA Y GEOTECNIA Presenta un predominio de la fracción fina, con 10 muestras de 13 con contenido en finos superior al 50 % y un valor medio de 61,7 %. En el cuadro siguiente se representan las curvas granulométricas de la unidad, destacándose en rojo las curvas máxima, media y mínima. Contenido en Medio Máximo Mínimo Gravas 2,6 16,9 0,0 Arenas 35,6 53,1 3,0 Finos 61,7 97,0 30,9 Según la clasificación U.S.C.S., esta unidad está compuesta principalmente por arcillas de baja plasticidad (CL), tal y como puede verse en el gráfico siguiente: En general se trata de suelos de plasticidad media, mayor que en cualquiera de las unidades anteriores. En la gráfica siguiente se muestran los resultados en el gráfico de plasticidad de Casagrande, observándose una gran agrupación de muestras con límite líquido en torno a 40 (LL medio 42,1, IP medio 21,2). PROYECTO DE DUPLICACIÓN DE VÍA DE LA LÍNEA DE CERCANÍAS R-3 ENTRE PARETS Y LA GARRIGA (BARCELONA). 31 ANEJO 1. GEOLOGÍA Y GEOTECNIA La humedad natural de las muestras ensayadas varía entre 10,2 y 19,9 %, con un valor medio de 14,1 %. La densidad aparente varía entre 2,07 y 2,30 t/m3, con un valor medio de 2,19 t/m3. Se cuenta con 12 ensayos de resistencia a compresión, con resultados comprendidos entre 0,24 (excluyendo un valor reducido en una muestra arenosa) y 0,88 MPa, indicativo de una consistencia entre dura – muy dura. En la gráfica siguiente se muestra la distribución de ensayos en varios tramos resistentes. Como puede verse más de un 40 % de ensayos supera los 0,6 MPa, porcentaje que pasa del 50 % para el valor de 0,5 MPa. El promedio descartando el valor más bajo (en muestra arenosa) es de 0,59 MPa. Con estos condicionantes puede adoptarse un valor característico de 0,6 MPa, si bien debe tenerse en cuenta la posible presencia de capas más blandas. RCS=0,48+0,01·z Se dispone de un ensayo triaxial CU con resultado de c’= 3 kPa y ϕ’= 28,2º, representativo del comportamiento de la unidad en condiciones drenadas. Adicionalmente, se dispone de 30 ensayos SPT, recopilados en la siguiente tabla: Profundidad Sondeo Asimismo, parece apreciarse una tendencia creciente con la profundidad, como puede verse en la gráfica siguiente. Se obtiene una correlación, despreciando el valor anormalmente reducido, de RCS=0,48 + 0,01·z, con la resistencia en MPa para la profundidad en metros. S-15 S-20+655 32 P.K. 19+770 SPT Golpeo NSPT Litología 11,55 7-18-24 42 Arcilla limosa 12,45 12,90 13-25-35 60 Arcilla limosa SPT-7 14,00 14,45 13-21-36 57 Arcilla limosa SPT-4 9,00 9,45 17-38-50R R Arcilla margosa SPT-5 12,20 12,60 23-43-50R R Arcilla margosa SPT-6 15,20 15,65 34-45-50R R Arcilla margosa SPT-7 18,00 18,15 50R R Arcilla margosa SPT-8 20,50 20,80 24-50R R Arcilla margosa SPT-9 22,20 22,45 58-62R R Arcilla margosa Inicio Final SPT-5 11,10 SPT-6 20+730 PROYECTO DE DUPLICACIÓN DE VÍA DE LA LÍNEA DE CERCANÍAS R-3 ENTRE PARETS Y LA GARRIGA (BARCELONA). ANEJO 1. GEOLOGÍA Y GEOTECNIA Profundidad Sondeo S-20+665 S-20+880 S-22+440 P.K. 20+730 20+920 22+490 SPT Golpeo NSPT Litología Como puede verse prácticamente todos los ensayos alcanzan rechazo (80 %) o valores muy elevados, siempre superiores a 40 y siempre próximos a la superficie. De este modo, se confirma tanto la caracterización de la unidad como arcillas de consistencia dura a muy dura y con resistencias crecientes en profundidad. Por lo tanto, se considera viable el empleo de cimentaciones superficiales sobre esta unidad, aunque será necesario analizar cada caso de forma individual. Inicio Final SPT-10 25,00 25,30 32-50R R Arcilla margosa SPT-4 9,10 9,55 21-39-50 89 Arcilla margosa SPT-5 11,10 11,30 32-50R R Arcilla margosa SPT-6 12,80 12,90 50R R Arcilla margosa SPT-7 15,90 16,15 24-50R R Arcilla margosa SPT-8 19,00 19,30 37-50R R Arcilla margosa SPT-9 22,10 22,55 24-44-50R R Arcilla margosa SPT-10 24,80 25,10 40-50R R Arcilla margosa SPT-1 2,00 2,45 11-17-25 42 Arcilla arenosa SPT-2 3,40 3,85 11-17-24 41 Arcilla arenosa SPT-3 4,75 5,20 24-45-50R R Arcilla arenosa SPT-4 6,20 6,65 22-35-50R R Arcilla arenosa SPT-5 7,50 7,95 15-31-50R R Arcilla arenosa SPT-6 9,00 9,45 18-32-50R R Arcilla arenosa SPT-7 10,40 10,75 24-50R R Arcilla arenosa SPT-8 12,00 12,45 17-34-50R R Arcilla arenosa SPT-9 13,50 13,95 19-37-50R R Arcilla arenosa SPT-10 15,00 15,25 45-50R R Arcilla arenosa SPT-11 17,10 17,30 46-50R R Arcilla arenosa SPT-12 18,50 18,85 34-50R R Arcilla arenosa 4.6 SPT-13 20,00 20,40 21-43-50R R Arcilla arenosa En esta unidad se incluyen las rocas plutónicas presentes al final del trazado principalmente la zona de La Garriga. Los materiales incluidos en esta unidad son los siguientes: En relación con los ensayos químicos no se aprecian resultados llamativos, con contenidos bajos tanto en sulfatos (todos los valores inferiores a 1.000 mg/kg) como en materia orgánica (un único ensayo, con un valor de 0,70 %). Tampoco hay presencia apreciable de carbonatos (valor máximo 6,3 %). Se califican mayoritariamente como suelos tolerables según el PG-3. Desde el punto de vista de la orden FOM 1631/2015, que califica la viabilidad de su reutilización en obras ferroviarias, los suelos de la unidad M2 se clasificarían como tipo 1.1 (suelos conteniendo más del 40 % de finos). De este modo, se clasifican como suelos de calidad QS1. En el gráfico siguiente se recoge la distribución de muestras según su clase de calidad de suelo, correspondiendo la clasificación QS1+ a aquellos calificados como QS1 pero QS2 en buenas condiciones hidrológicas e hidrogeológicas. Por lo tanto, en conjunto se considera que esta unidad será aprovechable para núcleo de terraplén. Unidad VI: Rocas Plutónicas • γG: Granodiorita PROYECTO DE DUPLICACIÓN DE VÍA DE LA LÍNEA DE CERCANÍAS R-3 ENTRE PARETS Y LA GARRIGA (BARCELONA). 33 ANEJO 1. GEOLOGÍA Y GEOTECNIA • Diques: - Pórfidos - Aplitas - Pegmatitas Profundidad Sondeo P.K. Su desarrollo dentro del tramo es escaso, por lo que apenas se localizaron en los reconocimientos para los nuevos pasos inferiores en el entorno de la estación de La Garriga. En todos los casos se recuperó como roca muy fracturada, por lo que no pudieron tomarse muestras para su posterior ensayo. En consecuencia, únicamente se dispone de la observación directa de los materiales en afloramiento y en testigo y de los ensayos SPT. SPT Golpeo NSPT Litología Inicio Final SPT-2 3,00 3,60 10-12-12-12 24 Granodiorita muy alterada SPT-3 4,50 5,10 9-12-16-25 28 Granodiorita muy alterada SPT-4 6,10 6,40 13-29-50R R Granodiorita muy alterada En la tabla siguiente se resumen los ensayos SPT realizados en esta unidad: S-25 37+680 Profundidad Sondeo S-28 P.K. SPT Golpeo NSPT Litología SPT-5 7,80 8,20 37-50R R Granodiorita muy alterada Inicio Final SPT-4 7,60 8,05 11-19-34 53 Granodiorita muy alterada SPT-6 9,00 9,20 29-50R R Granodiorita muy alterada SPT-5 9,10 9,35 9-50R R Granodiorita muy alterada SPT-2 4,00 4,33 28-44-50R R Granodiorita muy alterada SPT-6 10,60 11,05 8-14-16 30 Granodiorita muy alterada SPT-3 6,00 6,06 50R R Granodiorita muy alterada 37+540 S (PI 37/683) S (PI 37/550) 37+700 SPT-7 12,00 12,45 12-26-25 51 Granodiorita muy alterada SPT-4 8,00 8,39 15-33-50R R Granodiorita muy alterada SPT-2 4,00 4,35 14-35-50R R Granodiorita muy alterada SPT-5 10,00 10,07 50R R Granodiorita muy alterada SPT-3 6,00 6,60 11-24-34-49 58 Granodiorita muy alterada SPT-4 8,00 8,25 30-50R R Granodiorita muy alterada SPT-5 10,00 10,20 32-50R R Granodiorita muy alterada 37+570 Como puede verse prácticamente todos los ensayos alcanzan rechazo (65 %), o valores muy elevados en zonas próximas a la superficie. En general se tratará de materiales competentes, de elevada capacidad portante. La ausencia de muestras conlleva que, por el momento, no puedan ser catalogadas desde el punto de vista de la orden FOM 1631/2015, que califica la viabilidad de su reutilización en obras ferroviarias. En principio se prevé que se cataloguen en la categoría 1.4 (rocas moderadamente susceptibles a la meteorización) o 2.3 (rocas moderadamente duras). En el primer caso se clasificaría como QS1 – QS2 en buenas condiciones hidrológicas, mientras que en el segundo se englobaría como QS2 – QS3 en buenas condiciones hidrológicas. Dado que esta condición se debería cumplir pueden catalogarse, de forma conservadora, como QS2. En esta unidad además debe preverse que, en lo referente a la excavabilidad, estos materiales requieran el uso sistemático de voladuras o prevoladuras para su extracción. Se prevé asimismo una abrasividad alta, requiriendo para su corte metal duro y máquinas de gran potencia, aunque la elevada fracturación facilitaría parcialmente su excavabilidad. 34 PROYECTO DE DUPLICACIÓN DE VÍA DE LA LÍNEA DE CERCANÍAS R-3 ENTRE PARETS Y LA GARRIGA (BARCELONA). ANEJO 1. GEOLOGÍA Y GEOTECNIA 5. OBRAS DE TIERRA 5.1 Terraplenes 5.1.1 Introducción La mayoría de los terraplenes previstos resultarán de escasa altura, generalmente inferiores a 5 metros o próximos. Principalmente los terraplenes se sitúan sobre los depósitos cuaternarios y terciarios del Mioceno. 5.1.2 Materiales Tal y como se ha indicado en la caracterización, todos los materiales excavados en la traza están clasificados al menos como QS1 y son aptos para su empleo en terraplenes, por lo que todos los rellenos se construirán con material excavado de la propia traza. 5.1.3 Criterios generales de diseño. Cálculos de estabilidad Se han diseñado todos los terraplenes de la traza con ángulos de inclinación 2H:1V, obteniéndose taludes perfectamente estables. Los taludes de las reposiciones de viales se han diseñado con una inclinación 3H:2V. Se han considerado como adecuados los siguientes factores de seguridad: Talud + sobrecarga: FS>1,5 Talud + sismo + sobrecarga: FS>1,1 5.1.4 Cimiento de terraplenes Se deberán contemplar los siguientes criterios en la preparación y tratamiento del terreno: • En todas las zonas de apoyo se eliminará la capa de tierra vegetal y se acopiará para su reutilización en la revegetación de los taludes. • Antes de comenzar con el terraplenado se realizará una compactación de la superficie del cimiento. • En el caso de que el terraplén se apoye sobre una ladera, o sobre el terraplén existente, con inclinación superior al 20% se realizará un escalonado del cimiento, con banquetas de anchura suficiente para permitir la correcta compactación de las tongadas. • Se sanearán y se sustituirán por material apto para núcleo de terraplén todos aquellos suelos situados en cimientos de terraplén que, debido a su carácter blando o flojo, puedan producir problemas de inestabilidad o de asientos excesivos. En la siguiente tabla se exponen todos los terraplenes proyectados así como sus características y medidas necesarias para cada uno de los casos. PROYECTO DE DUPLICACIÓN DE VÍA DE LA LÍNEA DE CERCANÍAS R-3 ENTRE PARETS Y LA GARRIGA (BARCELONA). 35 ANEJO 1. GEOLOGÍA Y GEOTECNIA TABLA RESUMEN DE TERRAPLENES 36 TERRAPLÉN LADO P.K. INICIAL P.K. FINAL LONGITUD ALTURA (M) TERRENO DE APOYO PREPARACIÓN DE CIMIENTO Terraplén 1 izquierda 20+630 20+660 30 m Menor de 5 metros Cuaternario (Q-QT3) Retirada de tierra vegetal Terraplén 2 izquierda 20+720 20+890 170 m Menor de 5 metros Cuaternario (QT3) Retirada de tierra vegetal Terraplén 3 izquierda 21+400 21+430 30 m 6,0 metros Cuaternario (QT2) Retirada de tierra vegetal Terraplén 4 izquierda 22+790 22+940 150 m Menor de 5 metros Cuaternario (QT2) Retirada de tierra vegetal Terraplén 5 derecha 22+800 23+120 320 m Menor de 5 metros Cuaternario (QT2) Retirada de tierra vegetal Terraplén 6 derecha 22+800 22+940 140 m Menor de 5 metros Cuaternario (QT2) Retirada de tierra vegetal Terraplén 7 derecha 23+210 23+410 200 m Menor de 5 metros Cuaternario (QT2) Retirada de tierra vegetal Terraplén 8 derecha 23+610 23+715 105 m Menor de 5 metros Cuaternario (QT2) Retirada de tierra vegetal Terraplén 9 derecha 23+715 23+730 15 m Menor de 5 metros Cuaternario (QT2) Retirada de tierra vegetal Terraplén 10 derecha 24+085 24+340 255 m Menor de 5 metros Cuaternario (QT2) Retirada de tierra vegetal Terraplén 11 derecha 24+340 24+455 115 m Menor de 5 metros Cuaternario (QT2) Retirada de tierra vegetal Terraplén 12 derecha 24+455 24+540 85 m Menor de 5 metros Cuaternario (QT2) Retirada de tierra vegetal Terraplén 13 ambos 25+070 25+140 70 m Menor de 5 metros Cuaternario (QT2) Retirada de tierra vegetal Terraplén 14 izquierda 25+720 25+785 65 m Menor de 5 metros Cuaternario (QT2)– M1 Retirada de tierra vegetal Terraplén 15 izquierda 25+790 25+950 160 m Menor de 5 metros Cuaternario (QT2) – M1 Retirada de tierra vegetal Terraplén 16 izquierda 26+670 26+935 265 m Menor de 5 metros Cuaternario (QT2)– M1 Retirada de tierra vegetal Terraplén 17 derecha 27+985 28+225 40 m Menor de 5 metros Cuaternario (QT2) Retirada de tierra vegetal Terraplén 18 derecha 28+230 28+300 70 m Menor de 5 metros Cuaternario (QT2) Retirada de tierra vegetal Terraplén 19 derecha 28+490 28+555 65 m Menor de 5 metros Cuaternario (QT2) Retirada de tierra vegetal Terraplén 20 derecha 29+280 29+650 370 m Menor de 5 metros Cuaternario (QT2) Retirada de tierra vegetal Terraplén 21 izquierda 29+360 29+690 330 m Menor de 5 metros Cuaternario (QT2)/ M2 Retirada de tierra vegetal Terraplén 22 izquierda 29+850 30+140 290 m Menor de 5 metros Mioceno M2 Retirada de tierra vegetal Terraplén 23 izquierda 30+355 30+700 345 m 5,5 metros Mioceno M2 Retirada de tierra vegetal Terraplén 24 ambos 30+730 30+825 95 m Menor de 5 metros Mioceno M2 Retirada de tierra vegetal Terraplén 25 izquierda 32+215 32+330 115 m Menor de 5 metros Mioceno M2 Retirada de tierra vegetal Terraplén 26 derecha 33+770 33+830 60 m Menor de 5 metros Mioceno M2 Retirada de tierra vegetal Terraplén 27 izquierda 33+860 33+960 100 m Menor de 5 metros Mioceno M2 Retirada de tierra vegetal Terraplén 28 derecha 34+625 34+710 85 m Menor de 5 metros Mioceno M2 Retirada de tierra vegetal Terraplén 29 izquierda 34+880 35+070 190 m Menor de 5 metros Mioceno M2 Retirada de tierra vegetal Terraplén 30 derecha 35+155 35+265 110 m Menor de 5 metros Mioceno M2 Retirada de tierra vegetal Terraplén 31 derecha 35+695 35+725 30 m Menor de 5 metros Mioceno M2 Retirada de tierra vegetal Terraplén 32 derecha 36+250 36+375 125 m 10,0 metros Mioceno M2 Retirada de tierra vegetal Terraplén 33 izquierda 36+280 36+330 50 m Menor de 5 metros Mioceno M2 Retirada de tierra vegetal Terraplén 34 izquierda 36+350 36+370 20 m Menor de 5 metros Mioceno M2 Retirada de tierra vegetal Terraplén 34 derecha 38+015 38+040 25 m Menor de 5 metros Cuaternario (QAC) / γG Retirada de tierra vegetal PROYECTO DE DUPLICACIÓN DE VÍA DE LA LÍNEA DE CERCANÍAS R-3 ENTRE PARETS Y LA GARRIGA (BARCELONA). ANEJO 1. GEOLOGÍA Y GEOTECNIA 5.2 5.2.1 5.2.3 Desmontes Se han propuesto una serie de medidas complementarias generales destinadas a una buena conservación de los taludes y a facilitar su mantenimiento: Introducción En general los desmontes son también de altura reducida, inferior a 5 metros, si bien sí existen algunos pequeños cerros con excavaciones de mayor entidad, especialmente en el entorno del Túnel de Esteve y en el final del tramo en La Garriga. 5.2.2 Medidas complementarias de protección y drenaje Criterios de diseño Los criterios de diseño de los desmontes son los siguientes: • Geometría: - Taludes de hasta 10 m de altura: 3H:2V. - Taludes en suelos con alturas superiores a 10 m: 2H:1V. - Taludes en roca con alturas superiores a 10 m: Según observación de los taludes de la zona, buscando taludes estables sin necesidad de sostenimiento. - Falsos túneles, zonas singulares: Son objeto de un estudio individualizado. • Construcción de cunetas de guarda para evitar el arrastre de finos debido a la escorrentía superficial. • Construcción de cunetas de pie. • Revegetación de los taludes para protegerlos de la erosión. En la medida de lo posible se buscará también revegetar los taludes en roca. • Drenaje subterráneo en zonas con nivel freático próximo a la plataforma. En la siguiente tabla se exponen los desmontes proyectados a lo largo de la traza con los taludes recomendados para cada uno de ellos, las alturas máximas, la excavabilidad de los materiales, las medidas a adoptar en los casos necesarios, etc... En la siguiente tabla se exponen de forma orientativa los taludes propuestos en función de la unidad excavada: TALUDES PROPUESTOS MATERIALES TALUDES Altura < 10 m 3H:2V Altura > 10 m 2H:1V CUATERNARIOS / M1 / M2 γG / FP / FA 2H:3V • En la medida de lo posible se evitará confiar la estabilidad de los taludes a anclajes o estructuras de contención. • En el cálculo de la estabilidad de los taludes se emplean los siguientes factores de seguridad. Dentro de las situaciones extraordinarias pueden encontrarse casos diversos, taludes como excavaciones provisionales, o cálculos con parámetros claramente inferiores a los característicos de cada unidad (a modo de análisis de sensibilidad): - Talud normal: FS > 1,5 - Situación extraordinaria: FS > 1,3 - Situación accidental (sismo) FS > 1,1 • De acuerdo con el Eurocódigo 8, las fuerzas de inercia sísmica para los análisis pseudoestáticos son las siguientes: - Fuerza horizontal: FH = ± 0,5·ac W - Fuerza vertical: FV = ± 0,25·ac W Donde ac será la aceleración sísmica de cálculo definida en el talud de estudio. PROYECTO DE DUPLICACIÓN DE VÍA DE LA LÍNEA DE CERCANÍAS R-3 ENTRE PARETS Y LA GARRIGA (BARCELONA). 37 ANEJO 1. GEOLOGÍA Y GEOTECNIA TABLA RESUMEN DE DESMONTES 38 DESMONTE LADO P.K. INICIAL P.K. FINAL TALUD (H:V) ALTURA MÁXIMA UNIDAD GEOLÓGICA Desmonte 1 derecha 19+800 20+000 Menor de 5 metros Cuaternarios (Q) Desmonte 2 Falso túnel 22+000 22+790 18,0 metros Mioceno M1 - M2 Desmonte 3 Desmonte 4 Desmonte 5 Desmonte 6 Desmonte 7 Desmonte 8 Desmonte 9 Desmonte 10 Desmonte 11 Desmonte 12 Desmonte 13 Desmonte 14 Desmonte 15 Desmonte 16 Desmonte 17 Desmonte 18 Desmonte 19 Desmonte 20 Desmonte 21 Desmonte 22 Desmonte 23 Desmonte 24 Desmonte 25 Desmonte 26 Desmonte 27 Desmonte 28 Desmonte 29 Desmonte 30 Desmonte 31 Desmonte 32 Desmonte 33 Desmonte 34 Desmonte 35 Desmonte 36 Desmonte 37 Desmonte 38 derecha derecha derecha derecha derecha derecha izquierda izquierda izquierda izquierda izquierda izquierda izquierda izquierda izquierda izquierda izquierda izquierda izquierda derecha derecha izquierda izquierda izquierda derecha derecha izquierda izquierda derecha derecha izquierda derecha derecha derecha derecha derecha 23+440 23+520 23+750 24+030 24+610 24+770 25+010 25+160 25+950 26+955 27+115 27+220 27+360 27+720 28+070 29+315 31+660 32+010 32+110 32+130 32+260 32+420 33+080 33+500 33+580 33+830 33+960 34+080 34+530 34+880 35+080 35+265 35+725 35+830 36+375 37+910 23+480 23+600 23+990 24+070 24+670 25+050 25+060 25+620 26+530 27+030 27+200 27+290 27+670 27+825 28+170 29+350 31+990 32+050 32+160 32+210 32+580 32+830 33+380 33+700 33+750 33+970 34+090 34+700 34+625 35+155 35+180 35+695 35+830 36+220 36+840 38+015 3:2 2:1 Zona singular en falso túnel 3:2 3:2 3:2 3:2 3:2 3:2 3:2 2:1 3:2 3:2 3:2 2:1 2:1 3:2 3:2 3:2 3:2 3:2 3:2 3:2 3:2 3:2 3:2 3:2 3:2 3:2 3:2 3:2 3:2 2:1 3:2 3:2 3:2 3:2 3:2 2:3 Menor de 5 metros Menor de 5 metros Menor de 5 metros Menor de 5 metros Menor de 5 metros Menor de 5 metros Menor de 5 metros 16,0 metros Menor de 5 metros Menor de 5 metros Menor de 5 metros Menor de 5 metros 6,0 metros Menor de 5 metros Menor de 5 metros Menor de 5 metros Menor de 5 metros Menor de 5 metros Menor de 5 metros Menor de 5 metros Menor de 5 metros Menor de 5 metros Menor de 5 metros Menor de 5 metros Menor de 5 metros Menor de 5 metros Menor de 5 metros Menor de 5 metros Menor de 5 metros 7,0 metros Menor de 5 metros Menor de 5 metros Menor de 5 metros Menor de 5 metros Menor de 5 metros 20,0 metros Cuaternarios (QT2) Cuaternarios (QT2) Cuaternarios (QT2) Cuaternarios (QT2) Cuaternarios (QT2) Cuaternarios (QT2) Cuaternarios (QT2) Mioceno M1 Cuaternarios (QT2) – M1 Cuaternarios (QT2) – M1 Cuaternarios (QT2) – M1 Cuaternarios (QT2) – M1 Mioceno M1 Cuaternarios (QT2) Cuaternarios (QT2) Cuaternarios (QT2) Mioceno M2 Mioceno M2 Mioceno M2 Mioceno M2 Mioceno M2 Mioceno M2 Mioceno M2 Mioceno M2 Mioceno M2 Mioceno M2 Mioceno M2 Mioceno M2 Mioceno M2 Mioceno M2 Mioceno M2 Mioceno M2 Mioceno M2 Mioceno M2 Mioceno M2 Granodioritas γG OBSERVACIONES Túnel de Esteve. Falso túnel entre pantallas entre PP.KK. 22+440 y 22+494 EXCAVABILIDAD (%) 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 50 PROYECTO DE DUPLICACIÓN DE VÍA DE LA LÍNEA DE CERCANÍAS R-3 ENTRE PARETS Y LA GARRIGA (BARCELONA). ANEJO 1. GEOLOGÍA Y GEOTECNIA 6. ESTUDIO DE LA PLATAFORMA Y DE LA CAPA DE BALASTO 6.1 EXPLANADA Validez como plataforma de los fondos de excavación REQUISITOS DE LA CAPA DE FORMA CLASE DE CALIDAD DE SUELOS CBR (min) CLASE DE PLATAFORMA POR SU CAPACIDAD PORTANTE QS1 2 QS2 5 Se han clasificado las distintas unidades geotécnicas según la Norma N.R.V. 2-1-0.0. (Calidad de la Plataforma) para determinar la calidad de las mismas. Esta clasificación se expone en la siguiente tabla: CALIDAD DE UNIDADES GEOTÉCNICAS UNIDAD GEOTÉCNICA CLASE DE CALIDAD DEL MATERIAL UNIDAD I: Terraza actual. Aluvial QS1+* UNIDAD II: Terrazas QS1 UNIDAD III: Cuaternario indiferenciado QS1 UNIDAD IV: Arcillas del Mioceno Medio y Superior QS1 UNIDAD V: Arcillas del Mioceno Medio QS1 UNIDAD VI: Rocas Plutónicas QS2 QS3 17 CLASE DE CALIDAD DE SUELOS CBR (min) MÍNIMO ESPESOR (m) P3 QS3 17 0,50 P2 QS2 5 (2) P3 QS3 17 0,35 P3 QS3 17 (3) (1) Aunque no sea necesario poner capa de forma, el terreno de la plataforma existente deberá tener una densidad seca ρd ≥ 95% PN en una profundidad mínima de 50 cm y un Ev2 ≥ 45 MN/m2 en su superficie, con Ev2 / Ev1 ≤ 2,2. (2) Idem, con Ev2 ≥ 60 MN/m2. (3) Idem, con densidad seca ρd ≥ 100% PN y Ev2 ≥ 80 MN/m2. Por lo tanto, de acuerdo a la caracterización, deberá emplearse un espesor de capa de forma de 50 cm, salvo los tramos en los que la plataforma se ubique sobre los materiales con clase de calidad QS2, en los que podrá reducirse a 35 cm. La presencia de estos materiales es limitada y por el momento no se cuenta con datos geotécnicos suficientes para establecer una tramificación, por lo que debe considerarse, de forma preliminar, el empleo de 50 cm de capa de forma a lo largo de todo el tramo. *- Será QS2 en caso de condiciones hidrogeológicas buenas 6.2 Según esta clasificación todas las unidades son aprovechables y podrían ser utilizadas como núcleo de terraplén, no contándose con materiales de calidad mejor para las capas de asiento. En el caso de las rocas plutónicas es posible que puedan tener propiedades más favorables que la clase de calidad QS2, no obstante la ausencia de datos, unida a un estado in situ muy fracturado (lo que hace probable que se excaven en forma de arenas y no en forma de roca sana) conlleva que se considere prudente evaluarla de forma conservadora. Estado de la banqueta actual En este punto se analizan tanto las características de la plataforma como del balasto existente para así determinar si sigue resultando adecuado para su empleo en el trazado estudiado. En la siguiente tabla se exponen las características que deben cumplir tanto el balasto como el subbalasto según la normativa P.R.V. 3-4-0.0.: Dicha clasificación puede emplearse asimismo para el dimensionamiento de la plataforma. A partir de la clase de calidad del material soporte, anteriormente indicada, y de la categoría de plataforma necesaria, en este caso P3, se determina el espesor necesario de capa forma, de acuerdo con la tabla siguiente, tomada de la Orden FOM 1631/2015. DETERMINACIÓN DE LA CAPACIDAD PORTANTE DE LA PLATAFORMA EXPLANADA CLASE DE CALIDAD DE SUELOS QS1 CBR (min) 2 REQUISITOS DE LA CAPA DE FORMA CLASE DE PLATAFORMA POR SU CAPACIDAD PORTANTE CLASE DE CALIDAD DE SUELOS CBR (min) MÍNIMO ESPESOR (m) P1 QS1 2 (1) P2 QS2 5 0,50 P2 QS3 17 0,35 PROYECTO DE DUPLICACIÓN DE VÍA DE LA LÍNEA DE CERCANÍAS R-3 ENTRE PARETS Y LA GARRIGA (BARCELONA). 39 ANEJO 1. GEOLOGÍA Y GEOTECNIA TABLA DE CARACTERÍSTICAS DE BALASTO Y SUB-BALASTO SEGÚN P.R.V. 3-4-0.0. GRANULOMETRÍA (% pasa tamiz) PROCEDENCIA MUESTRA CANTERA OBRA - VÍA % UNE 63 mm 100 % - % UNE 50 mm 70 – 100 % - % UNE 40 mm 30 – 65 % - % UNE 31,5 mm 0 – 25 % - % UNE 22,4 mm 0–3% 0–5% PARTÍCULAS FINAS (% pasa tamiz 0,5 mm) ≤ 0,6 % FINOS – POLVO (% pasa tamiz 0,063 mm) ≤ 0,5 % BALASTO ENSAYO DESGASTE DE LOS ÁNGELES RESISTENCIA A COMPRESIÓN SIMPLE RESISTENCIA A LA METEORIZACIÓN ABSORCIÓN DE AGUA SUBBALASTO ≤ 15 % Tipo-2** ≤ 18 % Tipo-1* > 120 MPa Tipo-2** > 100 MPa Si Absorción < 0,5% Piedra resistente a meteorización Si 0,5 < Absorción < 1,5% Necesario realizar ensayo de resistencia al sulfato magnésico Si Absorción > 1,5 % No admisible como balasto ≤ 22 % ENSAYO DESGASTE DE LOS ÁNGELES ≤ 28 % GRANULOMETRÍA (% pasa) SUBBALASTO UNE 40 UNE 31,5 UNE 16 UNE 8 UNE 4 UNE 2 UNE 0,5 UNE 0,2 COEF. DESGASTE L.A. UNE (%) 0,63 COEF. MICRO DEVAL HÚMEDO COEF. MICRO DEVAL SECO 32+360 76,9 38,9 15,3 13,3 12,5 11,6 8,2 5,7 3,5 17,0 14 6 38+040 71,5 44,5 18,5 15,4 14,0 12,7 9,0 6,3 4,0 25,0 14 4 38+890 75,7 54,6 29,3 24,1 21,7 19,9 14,3 10,0 6,1 26,0 13 5 Para la valoración del balasto existente en el trazado actual se han considerado las características requeridas en el Pliego P.R.V. 3-4-0.0. (Balasto: Características Determinativas de la Calidad). Tipo-1* COEFICIENTE MICRO DEVAL HÚMEDO TABLA DE ENSAYOS DE LABORATORIO SOBRE EL SUB-BALASTO En lo que a la granulometría se refiere, el material extraído de la traza cumple casi todas las características establecidas, con alguna excepción aislada. Las partículas finas permitidas, que son aquellas que pasan por el tamiz de 0,5 mm, se mantienen por debajo del valor permitido, 1 %, para balasto recogido en obra o vía. Tanto en el ensayo para determinar el Coeficiente de Desgaste de Los Ángeles (valor máximo admisible 18 %) como en la determinación del Índice de Forma, los ensayos aportaron resultados dentro de los límites establecidos por el Pliego. Los ensayos para determinar la absorción de agua indican que se trata de material resistente a la meteorización. Con todos estos datos puede establecerse que el balasto existente en el trazado actual es adecuado para su empleo en vías de nueva planta a pesar del incumplimiento de algunas de las características establecidas en el Pliego, ya que no se consideran rechazables. * Características para capa de balasto en líneas de alta velocidad. ** Características para vías con menor tráfico. Para determinar la calidad del balasto y subbalasto existente en el trazado se realizaron diversos ensayos de laboratorio sobre las muestras tomadas durante la realización de las calicatas en vía. Los resultados de los ensayos de laboratorio se exponen en las siguientes tablas: En el caso del sub-balasto, se tienen en cuenta los resultados para determinar el Coeficiente de desgaste de Los Ángeles y los Coeficientes Micro Deval, tanto seco como húmedo. Todos los ensayos realizados cumplen con las prescripciones. Con estos datos puede considerarse que la capa de sub-balasto existente es aprovechable. TABLA DE ENSAYOS DE LABORATORIO SOBRE EL BALASTO COEF. DESGASUNE TE L.A. (%) 22,4 % FINOS (0,5 mm) INDICE DE FORMA γ REAL 3 g/cm ABSORCIÓN DE AGUA (%) GRANULOMETRÍA (% PASA) BALASTO 40 UNE 63 UNE 50 UNE 40 UNE 31,5 32+360 100 93,9 63,0 25,2 4,4 13,9 0,1 6,4 2,67 0,4 38+040 100 95,5 56,8 25,7 6,6 16,0 0,1 6,2 2,70 0,3 38+890 100 94,6 61,0 25,0 6,4 14,3 0,2 4,1 2,67 0,3 PROYECTO DE DUPLICACIÓN DE VÍA DE LA LÍNEA DE CERCANÍAS R-3 ENTRE PARETS Y LA GARRIGA (BARCELONA). ANEJO 1. GEOLOGÍA Y GEOTECNIA 7. 7.1 Características del terreno CIMENTACIÓN DE ESTRUCTURAS Para reconocer el terreno de apoyo para las cimentaciones se cuenta con el sondeo S-20+655, situado a la altura del estribo E-2. De acuerdo con los resultados obtenidos se puede asumir el siguiente perfil tipo del terreno: Estructuras existentes En el siguiente cuadro se resumen las principales estructuras proyectadas diseñadas y sus características más relevantes: CUADRO RESUMEN DE CIMENTACIONES DE ESTRUCTURAS OBRAS ELEMENTALES CARACTERÍSTICAS PRINCIPALES Viaducto sobre Torrent de Can Gorgs 20+658 – 20+707 20+894 – 21+030 21+431 – 21+457 30+142 – 30+349 34+715 – 34+755 PS-20+315 20+315 1 vano PS-22+040 22+040 3 vanos PS-33+200 33+200 1 vano PS-34+470 34+590 1 vano PS-35+605 35+605 3 vanos Viaducto sobre carretera C-17 VIADUCTOS PP.KK Viaducto sobre Riera de Tenes Viaducto sobre conexión AP-7/C-17 Viaducto sobre río Congost PASOS SUPERIORES 2 vanos, estribos existentes 5 vanos • De 0,0 a 1,2 m – Rellenos antrópicos y terreno vegetal, con arcilla arenosa y gravilla. • De 1,2 a 8,1 m – Aluvial (QT3). Alternancia de arcilla arenosa y arena arcillosa. • De 8,1 a 25,3 m (fin del sondeo) – Arcilla margosa (M1). En los materiales aluviales se tomaron dos muestras inalteradas. Los ensayos SPT realizados indican que se trata de materiales de compacidad media, con un valor característico del orden de N30 = 18 golpes. En las arcillas margosas del mioceno (M1) los ensayos SPT arrojaron valores superiores a 50, en su mayoría rechazo. 2 vanos 7 vanos 1 vano A continuación se muestran los aspectos más relevantes de cada una de estas estructuras. 7.2 Estudio individualizado de cada estructura 7.2.1 Viaducto sobre la Carretera C-17 Figura 1. Perfil longitudinal geológico Viaducto sobre la carretera C-17 Descripción de la estructura Cimentación proyectada Se trata de un viaducto de vía única, situado junto al existente en la vía actual, que cruza sobre la carretera C-17 a la altura del P.K. 20+682 del trazado. Se trata de una estructura isostática que tiene una longitud total de 49,3 m repartidos en 2 vanos iguales de 24,65 m cada uno, con un tablero recto formado por una viga artesa, de 2,0 m de canto y 9,0 m de anchura, con la plataforma discurriendo por el interior de la misma. Las terrazas aluviales, debido a su carácter granular y a su compacidad media, constituyen un adecuado substrato de cimentación para cargas moderadas. La tensión admisible podría situarse en el rango 0,25 – 0,30 MPa. Cabe destacar que los estribos de la estructura existente cuenta con espacio suficiente para la duplicación, no así la pila, que requeriría de una nueva pila junto a la existente. PROYECTO DE DUPLICACIÓN DE VÍA DE LA LÍNEA DE CERCANÍAS R-3 ENTRE PARETS Y LA GARRIGA (BARCELONA). La tensión admisible estimada podría no ser suficiente para las cargas transmitidas por un viaducto de esta entidad, o bien podrían generarse asientos excesivos. De este modo se considera a priori que la tipología de cimentación más adecuada es la cimentación profunda, si bien en posteriores estudios deberá determinarse este hecho mediante la completa caracterización del substrato de cimentación, el cálculo detallado de las cargas transmitidas por el viaducto y el cálculo de asientos. 41 ANEJO 1. GEOLOGÍA Y GEOTECNIA 7.2.2 Viaducto sobre Riera de Tenes 7.2.3 Viaducto sobre conexión de unión AP-7 y C-17 Descripción de la estructura Descripción de la estructura Se trata de un viaducto de vía única, situado junto al existente en la vía actual, que salva la Riera de Tenes a la altura del P.K. 20+962 del trazado. Tiene una longitud total de 136,0 m repartidos en 5 vanos de 27,0 + 28,0 + 28,0 + 28,0 + 25,0 m, con un tablero recto formado por una viga artesa, de 2,4 m de canto y 9,0 m de anchura, con la plataforma discurriendo por el interior de la misma. Se proyecta un viaducto de vía única, yuxtapuesto al existente en la línea actual, que salva la conexión de la autopista AP-7 y la C-17 en Parets del Vallés a la altura del P.K. 21+444 del trazado. Tiene una longitud de 26,0 m repartidos en 2 vanos iguales de 13,0 m de longitud cada uno. La tipología elegida consiste en un puente isostático de monoviga prefabricada de 1,40 m de canto constante más una losa de compresión de hormigón armado, de 0,3 m de canto. Características del terreno Características del terreno Para reconocer el terreno de apoyo para las cimentaciones se dispone del sondeo S-20+880, situado a la altura de la pila P-1, en la carretera que discurre paralela a la margen derecha del río. De acuerdo con los resultados obtenidos se puede asumir el siguiente perfil tipo del terreno: • De 0.0 a 4.40 m – Rellenos antrópicos. • De 4.4 a 6.45 m – Aluvial (QT3). Gravas y Arenas con algo de matriz arcillosa. • De 6.45 a 25.10 m (fin del sondeo) – Substrato (M1). Arcilla margosa. La estructura se apoya sobre los materiales de primer nivel de terrazas aluviales por encima de los aluviales actuales (Unidad QT2), que está formado por arenas y limos con niveles de gravas sueltas. A partir de otros reconocimientos se extrapola un espesor de 4 metros. Por debajo se encuentra el sustrato miocénico (M1) constituido por arcillas arcósicas. En los materiales aluviales los ensayos SPT realizados en el sondeo indican que se trata de materiales de compacidad media - densa, con un valor característico N30 superior a 30. En las arcillas margosas del Mioceno (M1) los ensayos SPT arrojaron valores elevados, superiores a 50 y en su mayoría rechazo. Figura 3. Perfil longitudinal geológico Viaducto sobre la conexión AP-7/C-17 Cimentación proyectada Figura 2. Perfil longitudinal geológico Viaducto sobre la Riera de Tenes Cimentación proyectada Las dos pilas centrales se cimentarán en el cauce de avenidas del río, y las otras dos junto a los taludes del encauzamiento, por lo que se han diseñado cimentaciones profundas mediante pilotes para evitar problemas frente a las previsibles socavaciones que se pueden producir en caso de avenida. Los dos estribos se sitúan fuera del cauce, si bien previsiblemente también en zona inundable, por lo que se emplearán también cimentaciones profundas. En todos los casos las cimentaciones se materializarán con pilotes perforados hasta alcanzar suficiente longitud de empotramiento en las arcillas miocénicas. 42 En este caso no se cuenta con reconocimientos, por lo que la estimación de la tipología de cimentación debe considerarse meramente preliminar. No obstante, los condicionantes pueden ser similares a los del Viaducto sobre la carretera C-17: las cargas transmitidas por el viaducto podrían ser excesivas para el nivel de terrazas (donde se estiman tensiones admisibles en torno a 0,25 MPa), por lo que, con los datos disponibles, se propone el uso de cimentaciones pilotadas empotradas en el substrato miocénico. 7.2.4 Viaducto sobre el Río Congost Descripción de la estructura Se trata de un viaducto de vía única, situado junto al existente en la vía actual, que salva el Río Congost a la altura del P.K. 30+248 del trazado. Tiene una longitud total de 207 m repartidos en 7 vanos de 30,25 PROYECTO DE DUPLICACIÓN DE VÍA DE LA LÍNEA DE CERCANÍAS R-3 ENTRE PARETS Y LA GARRIGA (BARCELONA). ANEJO 1. GEOLOGÍA Y GEOTECNIA + 30,25 + 30,25 + 30,25 + 30,25 + 30,25 + 25,0 m, con un tablero recto formado por una viga artesa, de 2,4 m de canto y 9,0 m de anchura, con la plataforma discurriendo por el interior de la misma. Características del terreno Se cuenta con la información del Viaducto sobre el río Congost realizado para la carretera C-352. Ronda Nord de Granollers (3 sondeos), además de calicatas y penetraciones dinámicas procedentes del Proyecto de Aumento de Capacidad. Según esta documentación, el terreno está formado por los siguientes materiales: • Gravas en matriz areno - arcillosa. Aluvial (QT3 y QT2). En el cauce actual del río esta capa tiene un espesor de unos 3 m, y en ambos laterales del orden de 6 m. • Arcilla marrón con importantes intercalaciones arenosas. Mioceno (M2). Características del terreno El terreno de apoyo se ha investigado con el sondeo S-34+730. De acuerdo con los resultados obtenidos se puede asumir el siguiente perfil tipo del terreno: • De 0,0 a 6,55 m – Recubrimiento cuaternario, coluvio-aluvial. Arcilla arenosa y Gravas. • De 6,55 a 25.95 m (fin de sondeo) – Arcilla arenosa (M2). La parte más superficial (hasta 6,55 m), es decir los depósitos cuaternarios, está más suelta, y no presenta cohesión, por lo que en los ensayos de resistencia a compresión se obtuvieron resultados muy bajos. En los ensayos SPT se obtuvieron valores del orden de NSPT = 15 golpes. A partir de 6,55 m, los materiales miocenos son muy densos (densidad natural de 2,2 t/m3) y con valores de resistencia a compresión elevada (valores en torno a 0,5 MPa). Los ensayos SPT realizados en este tramo fueron superiores a 60. Figura 4. Perfil longitudinal geológico Viaducto sobre el río Congost Cimentación proyectada En el Proyecto del viaducto de la carretera C-352 se diseñaron, de acuerdo con los datos obtenidos, las siguientes tipologías de cimentación: • Estribos: cimentación directa con tensión admisible de 0,35 MPa. • Pilas: pilotes de 10,5 m de longitud, con los encepados a unos 5 m de profundidad. Los condicionantes para el nuevo viaducto proyectado son similares, no obstante, a falta de confirmación de las cargas transmitidas por el viaducto y de un cálculo detallado de asientos se propone el uso de cimentaciones pilotadas en todos los apoyos. 7.2.5 Viaducto sobre Torrent de Can Gorgs Descripción de la estructura Se trata de un viaducto de vía única de un solo vano de 40 m de longitud que salva el Torrent de Can Gorgs en el P.K. 34+735 del trazado. El tablero tiene 9,0 m de anchura y está formado por vigas prefabricada tipo artesa, de 2,3 m de canto, con una losa de hormigón armado, de 0,35 m de canto. Junto al viaducto se sitúa un paso inferior de acceso a Santa Brígida. Entre ambas estructuras hay un tramo de 11,5 m (medidos en el eje) de relleno, que quedará confinado por las aletas laterales de ambos estribos. PROYECTO DE DUPLICACIÓN DE VÍA DE LA LÍNEA DE CERCANÍAS R-3 ENTRE PARETS Y LA GARRIGA (BARCELONA). Figura 5. Perfil longitudinal geológico Viaducto sobre el Torrent de Can Gorgs Cimentación proyectada En este caso los depósitos cuaternarios muestran una menor compacidad que en otras zonas del trazado, probablemente por contar con un origen diferente al de las llanuras aluviales del Congost y la riera de Tenes. A esto hay que añadir diversos factores que dificultarían la construcción y la futura estabilidad de una cimentación superficial: • La luz de la estructura es considerable (40,0 m), lo que produce que las tensiones a transmitir puedan ser elevadas. • Los estribos se sitúan en sendas laderas de pendiente considerable, lo que redunda en una disminución de la tensión admisible. • Podría existir un cierto riesgo de socavación en el entorno del Torrent de Can Gorgs. 43 ANEJO 1. GEOLOGÍA Y GEOTECNIA En consecuencia se opta por proponer una cimentación profunda para el viaducto, con pilotes empotrados en el substrato miocénico (unos 15 m de longitud). 7.2.6 8. 8.1 Pasos superiores TÚNELES Túnel de Esteve Situación y características geométricas Con respecto a los pasos superiores, las propiedades del terreno de cimentación y el predimensionamiento de las mismas se resumen en la tabla siguiente: Paso superior P.K. Reconocimientos Terreno de cimentación Tipología de cimentación PS-20+315 20+315 - Q limoso, sobre arcillas del Mioceno M1 Zapatas sobre Q PS-22+040 22+040 - Arcillas del Mioceno M1 Zapatas sobre M1 PS-33+200 33+200 - PS-34+470 34+590 - PS-35+605 35+605 Sondeos: S-21, S-22 Arcillas del Mioceno M2. Probable presencia de cuaternarios Arcillas del Mioceno M2. Probable presencia de cuaternarios Q limoso sobre arcillas del Mioceno M2 El túnel de Esteve constituye duplicación de un túnel existente, por lo que tendrá sección de vía única. Se encuentra en las proximidades de Montmeló, entre los PP.KK. 22+440 y 22+494. Se trata de un túnel de muy poca montera (14 m desde cota de carril) que, como se describirá más adelante, se enmarca en materiales miocénicos de transición entre suelos duros y rocas blandas. En consecuencia se ha determinado que la tipología más adecuada, y que menor afección va a producir sobre el túnel existente, es la de falso túnel entre pantallas. Investigación geotécnica Zapatas sobre M2 • Sondeos: S-22+440 Zapatas sobre M2 Descripción geológico-geotécnica Zapatas sobre M2 Los materiales afectados pertenecen casi íntegramente a la unidad M1 – arcillas arenosas y limolitas, de edad miocena. Se trata principalmente de arcillas arenosas muy duras (transición suelo duro – roca blanda), localmente presenta nódulos carbonatados y lentejones de conglomerados. De acuerdo con los datos obtenidos en el sondeo los materiales aparecen con una consistencia muy dura, con golpeos superiores a 40 o rechazo en los ensayos SPT. Los ensayos de laboratorio confirman este dato, con resistencias a compresión simple superiores a 0,5 MPa y densidades secas en torno a 2,0 t/m3. Aspectos singulares Como se ha mencionado anteriormente la reducida montera unida a la litología afectada, así como la cercanía (por motivos de trazado) al túnel existente llevan a que el procedimiento constructivo más favorable sea el de falso túnel entre pantallas. La litología, no cementada, permitirá la construcción mediante pantallas de hormigón convencionales, sin necesidad de uso de hidrofresa ni de trépano. El terreno será excavable por medios mecánicos. 44 PROYECTO DE DUPLICACIÓN DE VÍA DE LA LÍNEA DE CERCANÍAS R-3 ENTRE PARETS Y LA GARRIGA (BARCELONA). ANEJO 1. GEOLOGÍA Y GEOTECNIA 9. ESTUDIO DE MATERIALES Como puede verse, todas se clasifican como QS1 o QS2, por lo que todas ellas podrán reutilizarse en los terraplenes del trazado. En el caso de las rocas plutónicas es posible que puedan tener propiedades más favorables que la clase de calidad QS2, no obstante la ausencia de datos, unida a un estado in situ muy fracturado (lo que hace probable que se excaven en forma de arenas y no en forma de roca sana) conlleva que se considere prudente evaluarla de forma conservadora. 9.1 Características de los materiales disponibles 9.1.1 Resumen de propiedades de los materiales excavados en la traza 9.1.2 Coeficientes de paso En la siguiente tabla se recogen las propiedades principales de las unidades afectadas por el trazado: TABLA RESUMEN DE PARÁMETROS GEOTÉCNICOS CARACTERÍSTICOS (1) Por el momento los datos geotécnicos de que se dispone son reducidos para poder establecer una tramificación de los materiales excavados. Asimismo, existen varias unidades geotécnicas sin ensayos de compactación. Esto es particularmente relevante en el caso de las unidades del mioceno, donde muy probablemente se localizarán la mayor parte de los desmontes. UNIDAD GEOTÉCNICA Aluvial (QT3) Terrazas (QT2 y QT1) Q Indif. (Q) Mioceno Med-Sup (M2) Mioceno Medio (M1) Granodioritas (γγG) Clasificación USCS SC CL CL / SC CL CL - 70,6 87,3 89,3 94,1 97,4 - 23,9 48,7 45,0 50,4 61,7 - • A terraplén 1,05 • A vertedero 1,20 Límite líquido 19,1 32,2 26,4 31,9 42,1 - En fases posteriores se precisará y tramificará el valor de este parámetro. Índice de plasticidad 8,2 13,9 10,1 15,1 21,2 - Humedad (%) 11,7 12,9 12,4 13,0 14,1 - 9.2 Densidad aparente 3 (t/m ) 2,19 2,04 2,07 2,21 2,19 - NSPT 16 24 15 25 R R c’ (kPa) 0 (2) - 28 (2) 0 (2) 3 - En este punto se analizan las posibilidades de aprovechamiento de los materiales que se excavarán en la zona así como las canteras, para el material rocoso, y las graveras para el material granular, próximas a la traza que podrán suministrar de material a la obra para la construcción de las distintas partes de un relleno, incluida la coronación. Φ’ (º) 28,0 (2) - 28,1 (2) 39,7 (2) 28,2 - RCS (MPa) 0,32 (2) 0,1–0,5 (2) 0,135 0,30 0,48+0,01z - (ppm) Sulfatos < 1000 360 185 < 1000 < 1000 - Agresividad EHE-08 No agresivo No agresivo No agresivo No agresivo No agresivo No agresivo (%) Materia Orgánica 0,66 0,55 0,44 0,43 0,70 - (%) Carbonatos 8,2 9,4 8,7 2,2 1,6 - (%) Sales solubles - - 0,16 - - - Densidad máxima 3 Proctor (t/m ) - 1,79 PN 2,00 PM 1,86 PN - - - Índice CBR 100 % PN - 5,3 4,4 - - - - 0,62 0,09 - - - QS1+ (3) QS1 QS1 QS1 QS1 QS2? Adecuado Tolerable Tolerable Tolerable Tolerable - # UNE 5 mm (% que pasa) # UNE 0,08 (% que pasa) Hinchamiento en CBR 100 % PN Reutilización (según orden FOM 1631/2015) PG-3 NOTAS: (1) – Recordar que, por el momento, el número de ensayos es muy limitado (2) – Resultados poco representativos (3) – QS2 en condiciones hidrogeológicas favorables PROYECTO DE DUPLICACIÓN DE VÍA DE LA LÍNEA DE CERCANÍAS R-3 ENTRE PARETS Y LA GARRIGA (BARCELONA). De forma preliminar, atendiendo a las densidades secas predominantes a lo largo del trazado, en torno a 1,90 t/m3, y a los escasos datos de compactación disponibles y a la experiencia en materiales similares, se proponen los siguientes coeficientes de paso, iguales para todo el tramo: Canteras y graveras Como ya se ha detallado en puntos anteriores, se considera que todos los materiales presentes a lo largo de la traza serán aprovechables como núcleo de terraplén, si bien en principio se descarta su uso en capas de asiento. También se han analizado las características del Balasto y del Sub-balasto según la Norma N.R.V. 3-40.0. y el Pliego P.R.V. 3-4-0.0. (Ver punto 6.1. Estado de la banqueta actual), llegando a la conclusión de que pueden reutilizarse para el nuevo trazado. Para este estudio de materiales se ha realizado un inventario de canteras y graveras próximas a la traza que se exponen en las tablas siguientes. De ellas destacan las siguientes: • Cantera Riera. Explotación de granito, situada junto a Llinars del Vallés (a 22 km de Parets y a 21 km de La Garriga). Se encuentra homologada por ADIF para el suministro de balasto, por lo que sus áridos podrán emplearse en todas las capas granulares. • Cantera Gar-I. Arids García. Explotación de granito, situada entre Llinars del Vallés y Dosrius (a 23 km de Parets y a 22 km de La Garriga). Podrá suministrar tanto capa de forma como subbalasto. • Cantera Can Donadeu. Explotación de granito, situada en Sant Fost de Campsentelles (a 12 km de Parets y a 25 km de La Garriga). Podrá suministrar tanto capa de forma como subbalasto. Los materiales de estas canteras deben cumplir los siguientes requisitos para poder suministrar balasto al trazado objeto de estudio: 45 ANEJO 1. GEOLOGÍA Y GEOTECNIA REQUISITOS SEGÚN LA P.R.V. 3-4-0.0. GRANULOMETRÍA (% pasa tamiz) A continuación se recoge, en forma de tablas, el conjunto de explotaciones consideradas de interés para el tramo. Procedencia muestra Cantera % UNE 63 mm 100 % % UNE 50 mm 70 – 100 % % UNE 40 mm 30 – 65 % % UNE 31,5 mm 0 – 25 % % UNE 22,4 mm 0–3% PARTÍCULAS FINAS (% pasa tamiz 0,5 mm) ≤ 0,6 % FINOS – POLVO (% pasa tamiz 0,063 mm) ≤ 0,5 % ENSAYO DESGASTE DE LOS ÁNGELES Tipo-2* ≤ 18 % RESISTENCIA A COMPRESIÓN SIMPLE Tipo-2* > 100 MPa INDICE DE LAJAS ≤ 15 % RESISTENCIA CARGA PUNTUAL FRANKLIN > 120 MPa HOMOGENEIDAD DEL BALASTO Partículas meteorizadas – blandas ≤5% RESISTENCIA A LA METEORIZACIÓN ABSORCIÓN DE AGUA Si Absorción < 0,5% Piedra resistente a meteorización Si 0,5 < Absorción <1,5% Necesario realizar ensayo de resistencia al sulfato magnésico Si Absorción > 1,5 % No admisible como balasto * Características para vías diferentes a las de alta velocidad (con menor tráfico). En la siguiente tabla se indican los requisitos necesarios que tienen que cumplir los materiales para Sub-balasto: REQUISITOS PARA SUB-BALASTO SEGÚN LA N.R.V. 3-4-0.0. COEFICIENTE MICRO DEVAL HÚMEDO ≤ 22 % ENSAYO DESGASTE DE LOS ÁNGELES ≤ 28 % Con respecto a la capa de forma, es necesario que el material se clasifique dentro de la categoría QS3. De acuerdo con la orden FOM 1631/2015 se englobarían dentro de esta categoría los siguientes materiales: • 3.1. Suelos bien graduados, conteniendo menos de un 5 % de finos. • 3.2. Rocas duras, con ensayo Microdeval húmedo menor que 25 % y ensayo de Desgaste de Los Ángeles menor que 30 %. Por lo tanto, requisitos similares a los del subbalasto, aunque con condicionantes algo más laxos. 46 PROYECTO DE DUPLICACIÓN DE VÍA DE LA LÍNEA DE CERCANÍAS R-3 ENTRE PARETS Y LA GARRIGA (BARCELONA). ANEJO 1. GEOLOGÍA Y GEOTECNIA INVENTARIO DE CANTERAS DENOMINACIÓN EMPRESA MATERIALES DISTANCIA A LA TRAZA (Aprox. Km.) LOCALIZACIÓN C-1: Cantera de Alcover Canteras La Ponderosa, S.A. Caliza (balasto) La Garriga: 143 Parets del Vallés: 129 Alcover (Tarragona) C-2: Cantera Puig Mari Canteras La Ponderosa, S.A. Pórfido Granítico (balasto) La Garriga: 160 Parets del Vallés: 146 Riudecols (Tarragona) C-3: Cantera Riera Grupo Hanson Granito (balasto) La Garriga: 21 Parets del Vallés: 22 Llinars del Vallés (Vallés Oriental) C-4: Cantera Fitó Albert Xuclá Tarté Arenas y Gravas La Garriga: 27 Parets del Vallés: 41 Seva (Osona). En traza. C-5: Cantera Can Magarit Canteras J. Clapé, S.L. Árido Calcáreo La Garriga: 13 Parets del Vallés: 22 Bigues i Riells (Valles Oriental) C-6: Cantera Gar-I Arids García–Canteres Granítiques, S.L. Árido Granítico La Garriga: 22 Parets del Vallés: 23 Llinars del Vallés (Vallés Oriental) C-7: Cantera El Coll Arids García–Canteres Granítiques, S.L. Arenas, Gravas y Saulo La Garriga: 22 Parets del Vallés: 23 Llinars del Vallés (Vallés Oriental) C-8: Cantera Can Donadeu Canteras Canro, S.A. Áridos Graníticos La Garriga: 25 Parets del Vallés: 12 Sant Fost de Campsentelles INVENTARIO DE GRAVERAS DENOMINACIÓN EMPRESA MATERIALES DISTANCIA A LA TRAZA (Aprox. Km.) LOCALIZACIÓN G-1: Gravera José XXVI Sefel, S.A. Arenas y gravas La Garriga: 23 Parets del Vallés: 24 Sant Celoni (Vallés Oriental) G-2: Gravera Can Cortell Árids Garrigosa, S.A. Arenas y gravas La Garriga: 45 Parets del Vallés: 29 Ullastrell (Vallés Occidental) PROYECTO DE DUPLICACIÓN DE VÍA DE LA LÍNEA DE CERCANÍAS R-3 ENTRE PARETS Y LA GARRIGA (BARCELONA). 47 ANEJO 1. GEOLOGÍA Y GEOTECNIA PLANOS PROYECTO DE DUPLICACIÓN DE VÍA DE LA LÍNEA DE CERCANÍAS R-3 ENTRE PARETS Y LA GARRIGA (BARCELONA).
