XXVI Reunión Nacional de Mecánica de Suelos e Ingeniería Geotécnica Sociedad Mexicana de Ingeniería Geotécnica, A.C. Noviembre 14 a 16, 2012 – Cancún, Quintana Roo Influencia de los carbonatos en la capacidad axial de pilotes de plataformas marinas de la Sonda de Campeche Influence of carbonates in the axial capacity of piles of offshore platforms in the Bay of Campeche Eduardo ROJAS1, Francisco A. FLORES1, Prócoro BARRERA1 y Esteban ESPINOSA2 1Instituto 2PEMEX, Mexicano del Petróleo, D.F., México Exploración y Producción, Campeche, México RESUMEN: En diferentes partes del mundo se tienen zonas con alto contenido de carbonatos, los cuales afectan la capacidad de carga de los pilotes de cimentación de las plataformas marinas fijas, por su baja capacidad para soportar fuerzas de fricción y capacidad de carga por punta. En la Sonda de Campeche; en áreas donde Pemex Exploración y Producción (PEP), tiene instaladas diferentes tipos de estructuras marinas, se ha detectado a través de las campañas de exploraciones geofísicas y geotécnicas, estratos de suelo con alto contenido de carbonatos, motivando el incremento en la longitud de penetración de los pilotes de cimentación de plataformas marinas fijas. En este trabajo se describen los análisis efectuados para la evaluación estructural de un conjunto de plataformas, las cuales fueron diseñadas con un estudio geotécnico mostrando un bajo contenido de carbonatos; sin embargo, un estudio geotécnico más reciente arrojo que se tiene un contenido de carbonatos mayor al 50%, lo cual obligó a reducir la capacidad de carga de los pilotes de cimentación. Concluyéndose que, el contenido de carbonatos tendrá un papel preponderante en los nuevos diseños de pilotes y trascendental en las evaluaciones de plataforma existentes con sondeos geotécnicos efectuados en diferentes décadas y diferentes contratistas, con mucha o poca experiencia. ABSTRACT: In different parts of the world there are areas with high in carbonates, which affect the capacity of piles of fixed offshore platforms because of its low ability to withstand forces of friction and load carrying capacity per point. In the Bay of Campeche, in areas where Pemex Exploration and Production (PEP), has installed various types of marine structures, has been detected by geophysical and geotechnical exploration campaigns soil layers rich in carbonates, motivating increase in the length of penetration of the foundation piles of fixed offshore platforms. This paper describes the analysis performed for the structural evaluation of a set of platforms, which were designed with a geotechnical study showing a low content of carbonates, however, more recent geotechnical investigation show that have higher carbonate content 50%, making it necessary to reduce the load capacity of foundation piles. Concluding that the carbonate content will have a major role for new designs of piles and transcendental platform evaluations of existing geotechnical surveys made in different decades and different contractors, with more or less experience. 1 INTRODUCCIÓN 1.1 Generalidades En la Sonda de Campeche; en áreas donde Pemex Exploración y Producción (PEP), tiene instaladas diferentes tipos de estructuras marinas, se ha detectado a través de exploraciones geofísicas y geotécnicas, estratos de suelo con alto contenido de carbonatos, motivando el incremento en la longitud de penetración de los pilotes de cimentación de sus plataformas marinas fijas. El mayor problema se genera cuando se determina la falta de congruencia en los resultados de los estudios geotécnicos realizados en sitios muy próximos, donde en algunos de ellos se reportan suelos con bajo contenido de carbonatos y en otro se reporta un valor mayor, provocando que en las más recientes evaluaciones estructurales de algunas plataformas se obtengan factores de seguridad menores a lo que marca la normatividad actual. En este trabajo se presenta la importancia de los contenidos de carbonatos determinados en varios sondeos geotécnicos efectuados en diferentes décadas, los cuales han sido empleados durante la evaluación estructural de algunas plataformas marinas de la Sonda de Campeche; derivado de ello, se observó que el mayor problema se genera cuando se pone de manifiesto la falta de congruencia en los resultados de los estudios geotécnicos realizados en sitios muy próximos entre sí, observando que algunos de estos sondeos se obtuvieron durante la exploración geotécnica materiales granulares y/o cohesivos con bajo contenido de carbonatos y en otros sondeos circunvecinos, valores superiores, provocando con ello que en las evaluaciones estructurales de plataformas con estas condiciones geotécnicas, se SOCIEDAD MEXICANA DE INGENIERÍA GEOTÉCNICA A.C. 2 Influencia de los carbonatos en la capacidad axial de pilotes de plataformas marinas de la Sonda de Campeche obtengan factores de seguridad a nivel de pilotes menores a los que marca la normatividad actual. 2 INFLUENCIA DE LOS CARBONATOS EN LA CAPACIDAD AXIAL DE LOS PILOTES Algunos autores han puesto de manifiesto (Johnson et al., 1999; Alba y Audibert, 1999) que la presencia de los carbonatos en los suelos marinos influye en la determinación de la capacidad de carga axial de los pilotes. Esta influencia en la estructura del suelo retoma el interés del ingeniero geotecnista a la hora de diseñar pilotes cuando el comportamiento de los diferentes suelos marinos, no solo obedecen a la influencia del contenido de finos y a la plasticidad de estos para definir la conducta del estrato, sino también de su mineralogía, el tamaño de sus granos, de la edad de los suelos (índice del comportamiento del suelo), etc. Por ello la presencia de los microfósiles marinos denominados foraminíferos que habitan los mares del planeta, teniendo como referencia que este tipo de microfósiles pueden llegar a datar desde finales del precámbrico, asociados a la edad de los suelos retoma una importancia notable, no solamente para los suelos arenosos sino también para los cohesivos dado que su presencia en cantidades abundantes y constituidas como estructuras esqueléticas, determinan los niveles de contenido de carbonatos (CaCo3) del estrato. se caracterizará como un lodo carbonatado arcilloso, por lo que en ambos casos se deberá reducir su fricción unitaria a la mitad. En otras palabras, debido a la presencia de arcillas con un contenido de carbonatos mayor al 50% o bien de arcillas caracterizadas como lodos carbonatados, es necesario aplicar una reducción de fricción, limitando su resistencia unitaria en aquellos intervalos que así lo presenten, por lo que esta reducción puede aplicarse únicamente en ciertos intervalos del estrato caracterizado o bien en todo el estrato de arcilla. Tabla 1. Criterio para determinar los parámetros de diseño de pilotes hincados en arenas carbonatadas. Contenido de Compacidad Fmáx, Qmáx carbonatos relativa Kpa (Ksf) Kpa (Ksf) Nq Suelo Sílico, API RP 2A, Tabla Tabla Tabla %<50 2007 6.4.3-1 6.4.3-1 6.4.3-1 carbonatado Muy suelto y 8.1 (0.17) 1915 (40) 8 sílico, suelto, 16.8 (0.35) 2873–4788 12-20 - Suelo 50 < % < 90 Suelo Medio a muy carbonatado compacto sílico, 25, 30 y 35 (60–100) 50 < % < 90 Suelo No aplica la carbonatado, compacidad 8.1 (0.17) 1915 (40) 8 2.1 Reducción de la capacidad de carga axial % > 90 Actualmente podemos observar en las exploraciones geotécnicas costa fuera en la Sonda de Campeche, porcentajes de contenido de carbonatos variables, sin embargo si estos porcentajes llegan a ser superiores al 50%, se tendrán que reducir los parámetros de fricción unitaria de los suelos que caracterizan el estrato correspondiente o bien habrá de considerarse un subestrato afectado por los niveles de carbonatos citados anteriormente. Para diseño y evaluación de los pilotes en suelos granulares se considera la fricción lateral y la capacidad de carga por punta, los cuales están definidos por Fmáx y Qmáx, mismos que en suelos sílicos dependen de la compacidad relativa y del contenido de finos. En el caso de suelos carbonatados, la compacidad pasa a segundo término y los parámetros de fricción y de punta están determinados por el contenido de carbonatos y de finos. Con fines de obtener un criterio en la selección de los parámetros de diseño para pilotes en suelos carbonatados a través de las últimas décadas en la sonda de Campeche, se elaboró la Tabla 1. referenciar En el caso de arcillas, se considera que una arcilla carbonatada será aquella que tenga un porcentaje de carbonatos entre el 50 y el 90%, y cuando su porcentaje sea mayor al 90%, entonces *Fmáx es el valor de fricción por fuste límite, Qmáx es el valor de capacidad por punta unitaria límite y Nq es un factor de capacidad de carga adimensional. El Instituto Americano del Petróleo, hace una serie de recomendaciones al respecto, refiriendo a los lodos carbonatados como “Otro tipo de arcillas” API Recomended Practice 2ª-WSD en la sección COMMENTARY AXIAL PILE CAPACITY IN CLAY, SECTION 6.4. Los lodos carbonatados arcillosos ocasionalmente pueden presentar una reducción notable de su valor de plasticidad, de tal forma que si los sedimentos son determinados como de baja plasticidad, en la mayoría de los casos la resistencia unitaria de fricción se acotará solamente al 50% de su resistencia al corte (0.5 Su), para la obtención de la capacidad axial última de pilotes. Cuando se identifica una capa de carbonatos en una profundidad somera, se ha observado que en las pruebas de piezocono-penetrómetro (PCPT), las resistencias presentan una variación importante que en algunos casos exceden la capacidad de cono, debido a la presencia de carbonatos, condición que se reduce notablemente cuando el cono penetra en un material con poco contenido de carbonatos. Así también se ha observado que en aquellos estratos arcillosos con un porcentaje de carbonatos igual o mayor al 50%, no se ha de incrementar el SOCIEDAD MEXICANA DE INGENIERÍA GEOTÉCNICA A.C. ROJAS E. et al. valor de su cohesión por efectos de ganancia por envejecimiento a través del tiempo, debido a su naturaleza carbonatada. Cuando los contenidos de carbonatos son mayores al 90%, el contenido de finos aún cuando sea alto, ya no afecta de manera significativa los parámetros de las arenas y por ello, dejan de tener relevancia en estos materiales. 3 CASO DE ESTUDIO En esta sección se presenta un caso de aplicación de los criterios para suelos carbonatados considerados durante la evaluación de tres plataformas del mismo complejo petrolero. Como ya se mencionó anteriormente, en la Sonda de Campeche, como en otras partes del mundo, se tienen zonas con alto contenido de carbonatos, los cuales afectan la capacidad de carga de los pilotes de cimentación de las plataformas marinas fijas, por su baja capacidad para soportar fuerzas de fricción y capacidad de carga por punta. Inicialmente, se identificaron y evaluaron diferentes estudios geotécnicos existentes para la zona de interés con lo cual se pretende determinar el sondeo más adecuado para emplearlo en la evaluación de tres plataformas marinas (Figura 1), En la Figura 2 se muestran esquemáticamente en planta las plataformas indicando en cada una de ellas, las penetraciones de los pilotes. 3 PLATAFORMA No 1 PILOTES DE Ø= 48” 244 pies 74.37 m. 232 pies 70.71 m. 232 pies 70.71m. 244 pies 74.37 m. 244 pies 74.37 m. 232 pies 70.71 m. 232 pies 70.71 m. 244 pies 74.37 m. PLATAFORMA No 2 PILOTES DE Ø=48” 218 pies 66.45 m. 218 pies 66.45 m. 218 pies 66.45 m. 218 pies 66.45 m. 218pies 66.45 m. 243pies 74.07 m. 218 pies 66.45 m. 218 pies 66.45m. PLATAFORMA No 3 PILOTES DE Ø=48” 214 pies 65.2 m. 205 pies 62.48 m. 205 pies 62.48m. 214 pies 65.22 m. 214pies 65.22 m. 205pies 62.48 m. 214 pies 65.2 m. 214 pies 65.22 m. Figura 2. Penetración de los pilotes en el lecho marino para cada una de las plataformas Con base en esta revisión fueron seleccionados tres sondeos geotécnicos denominados por el año de su realización de la manera siguiente: Sondeo 1978, Sondeo 1979 y Sondeo 1997 (Figura 3) realizados por diferentes compañías geotécnicas. Partiendo de esta consulta se decidió emplear el Sondeo 1997 por ser el más reciente, dado que para su ejecución se aplicaron las técnicas de muestreo que producen la menor alteración durante el muestreo, con el cual se procedió a realizar las evaluaciones correspondientes de las plataformas. Figura 1. Plataformas marinas consideradas SOCIEDAD MEXICANA DE INGENIERÍA GEOTÉCNICA A.C. 4 Influencia de los carbonatos en la capacidad axial de pilotes de plataformas marinas de la Sonda de Campeche Sondeo 1978 Mts Sondeo 1997 0.0 No. de Estrato. 0.0 A 7.30 m. Very soft to soft calcareous clay. Sondeo 1979 1 No. De Estrato. 1 Sondeo 1978 No. De Estrato. 0.0 A 7.62 m. Very soft to soft calcareous clay. 1 0.0 A 8.99 m. Arcilla muy blanda gris. 10.0 7.30 A 11.30 m. Dense carbonate sand. 2 11.30 A 15.20 m. Very stiff lean carbonate to clayey carbonate mud. 3 15.20 A 26.20 m. Very stiff to hard calcareous clay. 4 20.0 Plataforma No. 3 Sondeo 1979 30.0 26.20 A 30.80 m. Medium dense to very dense calcareous fine sand. 30.80 A 32.90 m. Very stiff lean calcareous sandy clay 32.90 A 37.50 m. Very dense calcareous fine sand. Plataforma No. 1 40.0 50.0 Sondeo 1997 37.50 A 46.00 m. Very stiff calcareous clay to clayed carbonate mud. 46.00 A 51.20 m. Medium dense to dense siliceous carbonate sand. 51.20 A 61.00 m. Intermixed medium dense siliceous carbonate silty fine sand and very stiff calcareous clay. 7.62 A 9.44 m. Coral fragments. 9.44 A 11.28 m. Carbonate sand and shell fragments. 8.99 A 14.63 m. Arena fina arcillosa calcárea de suelta a medio densa, café claro. 2 14.63 A 23.77 m. Arcilla calcárea dura, café claro. 3 23.77 A 27.73 m. Arcilla muy firme gris. 4 70.0 SONDEOS CERCANOS A LOCALIZACIÓN DE PLATAFORMAS Nombre del sondeo Di s tanci a con l a Pl ataforma 1 (m) Di s tanci a con l a Pl ataforma 2 (m) Di s tanci a con l a Pl ataforma 3 (m) Sondeo 1978 sondeo 1979 Sondeo 1997 212 223 224 414 306 215 143 252 289 Figura 3. Localización de los sondeos geotécnicos más cercanos al área de plataformas 14.32 A 27.13 m. Very stiff calcareous clay 6 7 5 27.13 A 39.01 m. Calcareous fine sand. 27.73 A 42.06 m. Arena fina poco limosa medio densa, color café. 6 5 8 9 10 42.06 A 49.98 m. Arcilla calcárea muy firme, color gris. 6 49.98 A 63.86 m. Arena fina arcillosa carbonatada medio densa. 7 61.00 A 81.40 m. Medium dense to dense siliceous carbonate to calcareous silty fine sand. 11 81.40 A 95.10 m. Hard calcareous clay. 12 63.86 A 84.43 m. Arena fina limosa calcárea medio densa. 8 39.01 A 47.55 m. Very stiff carbonate clay. 7 47.55 A 51.51 m. Carbonate fine to medium silty sand. 8 51.51 A 58.52 m. Natural asphalt 9 58.52 A 62.18 m. Very stiff calcareous clay. 10 62.18 A 82.60 m. Calcareous fine sand. 11 80.0 90.0 9 82.60 A 87.48 m. Very stiff calcareous clay. 12 87.48 A 89.31 m. Carbonate silty sand. 13 84.43 A 99.36 m. Arcilla calcárea dura gris. 89.31 A 97.23 m. Very stiff to hard calcareous clay. 100.0 95.10 A 105.80 m. Dense calcareous silty fine sand. 14 13 99.36 A 109.42 m. Arena fina de medio densa a densa, color gris. 10 97.23 A 117.04 m. Calcareous fine sand. Se llevó a cabo el análisis bajo condiciones ambientales de operación y tormenta de las plataformas, empleando el Sondeo 1997 en la modelación del suelo para los efectos de interacción suelo-estructura. De los análisis, se obtuvieron factores de seguridad muy bajos en los pilotes por cargas de compresión, como resultado de su baja capacidad de carga por punta. Esta situación llevó a realizar un reconocimiento de la estratigrafía y de la caracterización del Sondeo 1997, debido a que en los planos de diseño de los pilotes de cada una de las plataformas, se indicaban factores de seguridad mayores a los que marcaba la normatividad vigente en la época de elaboración de dichos planos, resultando distintos a los obtenidos recientemente. En la Figura 4 se presentan los perfiles estratigráficos de los tres sondeos estudiados, donde me muestra que los suelos se encuentran constituidos principalmente por arcillas superficiales muy blandas con intercalaciones de arena fina de media a densa. Los sondeos geotécnicos se llevaron hasta una profundidad máxima de 120 m aproximadamente. Por esta razón, se inició un proceso de revisión y evaluación de los parámetros de resistencia y demás características geotécnicas de los dos sondeos restantes: Sondeo 1978 y Sondeo 1979, de los que se obtuvo una diferencia importante respecto a las capacidades de carga axial por compresión última, como se muestra en las Figuras 5 a 7. 2 3 4 5 60.0 Plataforma No. 2 11.28 A 14.32 m. Carbonate sandy silt. 15 110.0 105.80 A 121.30 m. Very dense to dense fine sand. 14 120.0 117.04 A 120.70 m. Interbedded hard calcareous clay and calcareous fine sand. 120.70 A 122.53 m. Fine to medium sand. 16 17 130.0 Figura 4. Perfiles estratigráficos de los sondeos analizados MEJORAR FIGURA Sondeo año 1997 Figura 5. Capacidad de carga última, Sondeo 1997 SOCIEDAD MEXICANA DE INGENIERÍA GEOTÉCNICA A.C. ROJAS E. et al. 5 de pilotes de 1.21 m (48 pulgadas) de diámetro. Aquí se puede observar la importancia del contenido de carbonatos en las capacidades del suelo. Sondeo año 1979 I Comparativo de capacidades de compresión axial última de tres sondeos para un pilote deØ48" II III IV Sondeo 1979 Sondeo 1997 Sondeo 1978 Capacidad axial última en MN V 0 VI 10 20 30 40 50 60 0 VII VIII 20 IX 40 Sondeo año 1979 Figura 6. Capacidad de carga última, Sondeo 1979 Sondeo año 1978 Profundidad en metros X 60 80 100 120 140 Figura 8. Gráfica comparativa de capacidad de carga última de compresión. Figura 7. Capacidad de carga última, Sondeo 1978 Para revisar la diferencia en cuanto a capacidades de carga axial de los tres sondeos se presenta una gráfica capacidad contra profundidad Así mismo, se observó que en el diseño de pilotes para las plataformas instaladas hace más de 20 años, se utilizaron los Sondeos 1978 y Sondeo 1979, sin embargo de acuerdo a la Figura 1, el Sondeo de 1997 sería más confiable debido a su menor separación con los sitios de las plataformas en estudio. Una vez revisada la información geotécnica de los sondeos, se encontró que la diferencia se asocia directamente a los niveles de contenido de carbonatos, a lo largo de la exploración de los tres sondeos referidos, siendo los niveles más altos, los reportados en el Sondeo 1997, que presentaron contenidos de carbonatos, del orden de 54.83 % a una profundidad de entre 60.96 m (200 ft) a 81.38 m SOCIEDAD MEXICANA DE INGENIERÍA GEOTÉCNICA A.C. 6 Influencia de los carbonatos en la capacidad axial de pilotes de plataformas marinas de la Sonda de Campeche 244 pies 74.37 m. 232 pies 70.71 m. 232 pies 70.71 m. (HABITACIONAL) NOHOCH -A SONDEO GEOTECNICO POR FUGRO, INC. AÑO 1978 REALIZADO 232 pies 70.71m. 232 pies 70.71 m. PRODUCCION TEMPORAL PLATAFORMA DE DE Ø=48” NOHOCH-A PILOTES - 244 pies 74.37 m. 244 pies 74.37 m. 214 pies 65.2 m. 205 pies 62.48m. 214 pies 65.22 m. 214 pies 65.22 m. 244 pies 74.37 m. 244 pies 74.37 m. 232 pies 70.71 m. 232 pies 70.71m. - 244 pies 74.37 m. 244 pies 74.37 m. 244 pies 74.37 m. 232 pies 70.71 m. -A (HABITACIONAL) NOHOCH SONDEO GEOTECNICO POR FUGRO, INC. REALIZADO AÑO 1978 TEMPORAL DE PRODUCCION PLATAFORMA PILOTES DE Ø=48” NOHOCH-A - 232 pies 70.71 m. Ø=48” 232 pies 70.71m. Número 4 - ILOTES DE 205pies 62.48 m. 205 pies 62.48 m. 244 pies 74.37 m. 244 pies 74.37 m. 214 pies 65.2 m. 205 pies 62.48m. -A AÑO 1978 NOHOCH INC. ENGINEERS, SONDEO GEOTECNICO POR McCLELLAND REALIZADO NOHOCH-A 232 pies 70.71 m. 214pies 65.22 m. 214 pies 65.22 m. 214 pies 65.22 m. Plataforma 214 pies 65.2 m. 214 pies 65.2 m. 205 pies 62.48m. 244 pies 74.37 m. Ø=48” 232 pies 70.71 m. 205pies 62.48 m. ILOTES DE 205 pies 62.48 m. -A (HABITACIONAL) NOHOCH GEOTECNICO POR FUGRO, INC. SONDEO REALIZADO AÑO 1978 -A NOHOCH 1978 -A AÑO INC. NOHOCH ENGINEERS, GEOTECNICO SONDEO POR McCLELLAND REALIZADO TEMPORAL DE PRODUCCION Ø=48” PLATAFORMA PILOTES DE -A NOHOCH - 232 pies 70.71 m. 214pies 65.22 m. 214 pies 65.2 m. 214 pies 65.22 m. 214 pies 65.22 m. Sondeo 1997 Plataforma Número 2 244 pies 74.37 m. 244 pies 74.37 m. 232 pies 70.71m. -A (HABITACIONAL) NOHOCH GEOTECNICO POR FUGRO, INC. SONDEO REALIZADO AÑO 1978 - 244 pies 74.37 m. 214 pies 65.2 m. 205 pies 62.48m. 244 pies 74.37 m. Ø=48” 232 pies 70.71 m. 205pies 62.48 m. ILOTES DE 205 pies 62.48 m. 1978 -A AÑO INC. NOHOCH ENGINEERS, GEOTECNICO SONDEO POR McCLELLAND REALIZADO -A NOHOCH TEMPORAL DE PRODUCCION Ø=48” PLATAFORMA PILOTES DE -A NOHOCH - 232 pies 70.71 m. 232 pies 70.71 m. 214pies 65.22 m. 214 pies 65.2 m. 214 pies 65.22 m. 214 pies 65.22 m. Sondeo 1997 Sondeo 1979 Plataforma Número 1 Figura 10. Croquis de localización de Plataformas y Sondeos Geotécnicos. Tabla 2. Contenido de carbonatos en sondeos geotécnicos contiguos. 2011-B PROFUNDIDAD m (ft) 61.0 a 68.0 (200.1 a 223.1) % DE CARBONATOS 32.25 2002-A 57.30 a 78.64 (188 a 258.0) 37.6 1992-C 65.55 a 75.20 (215.06 a 246.72) 33.5 75.20 a 81.20 (246.72 a 266.40) 84 62.10 a 74.45 (203.74 a 244.25t) 40.5 74.25 a 77.55 (244.25 a 254.42) 78 62.48 a 73.61 (205 a 241.5) 23 73.61 a 78.03 (241.5 a 256.0) 66 SONDEO Sondeo 1978 Sondeo 1979 Area de Plataformas 244 pies 74.37 m. - ILOTES DE Ø=48” 205pies 62.48 m. 205 pies 62.48 m. 1978 NOHOCH -A AÑO SONDEO GEOTECNICO ENGINEERS, INC. McCLELLAND REALIZADO POR NOHOCH-A Sondeo 2002-A Plataforma Número 3 214pies 65.22 m. Sondeo 2011-B Sondeo 1978 214 pies 65.2 m. (267 ft), además a esta profundidad se localizan las puntas de la mayoría de los pilotes de las plataformas de estudio (Estrato XI de la Figura 5), a diferencia de los Sondeos 1978 y Sondeo 1979, donde su estratigrafía no registra contenidos de carbonatos mayores al 50%. El Sondeo 1978, presenta un contenido de carbonatos promedio de 23.67 %, a una profundidad de 62.179 m (204 ft) a 82.60 m (271 ft) (Estrato XI), mientras que para el sondeo del año 1979, este mismo estrato presenta un contenido promedio de carbonatos de 19.0 % a una profundidad de 63.86 m (209.50 ft) a 84.43 m (277.0 ft) (Estrato VIII). Esta diferencia en contenido de carbonatos y por consecuencia de capacidades de carga de los tres sitios, creó una incertidumbre y para evaluar la magnitud de la falta de correlación, fueron analizados cinco sondeos geotécnicos contiguos (Fig. 9), incluyendo también los registros de hincado de los pilotes de la plataforma No 4, próxima al sitio, como se muestra en la Figuras 10. En la Tabla 2 se presentan las profundidades a las que se ubican los materiales con carbonatos, donde puede observar que en los Sondeos de 1978, 1991 y 1992 también se detectaron altos porcentajes de carbonatos a las profundidades de la punta de los pilotes, corroborándose los contenidos de carbonatos en el suelo del sondeo de 1997. 1991-D 1978-E Sondeo 1992-C Sondeo 1991-D Sondeo 1991-E Figura 9. Esquema geotécnicos contiguos. de localización de sondeos De esta analogía se observa que los contenidos de carbonatos de los sondeos contiguos mantienen contenidos de carbonatos menores del 50% para un rango de profundidad de entre los 60.96-82.30 m (200-270 ft), después de esta profundidad algunos de ellos tienden a un incremento por arriba de 50%, determinando que solamente una parte del estrato de suelo del sondeo 1997, debería ser considerado como un suelo con alto contenido de carbonatos. Los registros de hincado de los pilotes representan la mejor confirmación de la capacidad de carga por punta de los estratos de arena; en la Figura 10 se puede observar que a las profundidades donde se ubican las arenas se tiene una mayor resistencia al hincado, no así en las arcillas. En el caso de los estratos de arena con alto contenido de carbonatos se tendrá una resistencia a la penetración, errática y de baja capacidad de carga por punta. La Figura 11, muestra que por debajo de los 73.152 m (240 pies) los registros de hincado de los 4 pilotes tienen un comportamiento que tiende a ser constante con la profundidad. Basados principalmente en los resultados de los registros de hincado de los pilotes y la evaluación del contenido de carbonatos del estrato XI, de los sondeos geotécnicos localizados en la proximidad de los sitios de instalación de las plataformas en estudio y la comparativa de la columna estratigráfica, se determinó que solamente una parte del estrato de SOCIEDAD MEXICANA DE INGENIERÍA GEOTÉCNICA A.C. ROJAS E. et al. 7 suelo debería considerarse con alto contenido de carbonatos, mayor al 50%. PLATAFORMA 3 1 2 SONDEO 1978 1997 1978 Sondeo 1978 Plataforma No. 3 Sondeo 1979 Plataforma No. 1 Sondeo 1997 Plataforma No. 2 Figura 10. Sondeos empleados en la evaluación de la seguridad estructural de las plataformas analizadas. Tomando en cuenta lo anterior, se determinó el sondeo que debería ser aplicado para la evaluación de los pilotes de cimentación de las plataformas en estudio. En la figura 9 se indica el sondeo que se utilizó para cada una de las plataformas. El sondeo geotécnico 1978 para los pilotes cuyas puntas se localizan por encima de los 73.152 m (240 pies) y la curva de capacidad axial del sondeo 1997 para aquellos pilotes cuyas puntas quedaron por debajo de 73.152 m (240 pies). Figura 11. Registro de Hincado de la plataforma No. 4. y Sondeo 1997. 5 REFERENCIAS 4 CONCLUSIONES Se concluye que la presencia del contenido de carbonatos por arriba del 50% tenderá a producir una menor capacidad de carga por fricción y punta de los pilotes de cimentación, por lo que no deben escatimarse esfuerzos en su interpretación. Para la próximas campañas geotécnicas de la Sonda de Campeche se está recomendando que por cada muestra de suelo recuperada se hagan por los menos 2 evaluaciones del contenido de carbonatos. En todos los casos de instalación pilotes deberá confirmarse la curva de capacidad de carga del sondeo geotécnico con la las curvas de los registros de hincado para tomar previsiones en los casos donde se observe una variación importante. Tómese en cuenta que los sondeos geotécnicos son puntuales y no son representativos de toda el área de estudio, principalmente en zonas de transición. Se considera que la evaluación de la cimentación efectuada para plataformas marinas existentes, representó para Petróleos Mexicanos un ahorro significativo, puesto que pudo continuar con sus programas de producción y no hubo necesidad de esperar la ejecución de un estudio geotécnico. Alba J.L. y Audibert J.M. (1999). “Pile design in calcareous and carbonaceous granular materials: An historical overview”, Engineering for Calcareous Sediments, Al-shafei (ed) Balkema, Rotterdam, pp 29-43 Johnson S., Audibert J.M. y Stevens R. 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NOTAS DE REVISIÓN: TRATAR DE MEJORAR LAS FIGURAS EN LAS CUALES NO SE VEN LOS TEXTOS. MODIFICAR LO INDICADO DE COLOR ROJO SOCIEDAD MEXICANA DE INGENIERÍA GEOTÉCNICA A.C.